3D扫描+3D打印定制足矫形器,拯救足底筋膜炎患者



 3D扫描+3D打印 定制足矫形器

由于传统工艺制造的足矫形器具有笨重、佩戴不舒适等局限性,南京大学医学院附属鼓楼医院的医生在足矫形器领域引入了3D扫描技术和3D打印技术,通过试验的方式,验证了此种方式的矫形器能够有效的缓解病患疼痛,达到良好的治疗效果。

什么是足底筋膜炎?

足底筋膜炎

足底筋膜炎是足底的肌腱或者筋膜发生无菌性炎症所致。最常见症状是脚跟的疼痛与不适,行走过度时疼痛感加剧,严重患者甚至站立休息时也有疼痛感。足底筋膜炎是运动引起的慢性损伤,过度训练也可导致跟骨疼痛,这种疾病可影响所有年龄段的成人。

试验过程

试验的所有验证均在南京大学医学院附属鼓楼医院实施。

1. 足矫形器的设计和制造

l 使用先临三维EinScan-Pro多功能手持3D扫描仪对患者的足部及小腿进行扫描,如图a,导出STL格式数据进行后期处理。

l 在Magics软件中利用布尔运算设计出足矫形器的外形。足矫形器设计为5mm,从足跟侧边缘到足弓将整个足跟包裹,如图b,d,e,f。

l 将设计好的数据导入到尼龙3D打印机中进行打印,如图c。

2. 临床评估

l 足底压力分析

本试验通过步法分析设备,在步行和慢跑状态下,捕捉及分析参与者在佩戴与不佩戴足矫形器时的足部压力状态及分布。

l 参与者

从医院及南京大学学生中招募到的共16名参与者(6名女性,10名男性),这些参与者饱受足跟痛的困扰从一年到多年,并且有疼痛增强的情况,并且在尝试其他治疗方式后没有显著效果。

l 疼痛评价等级

通过疼痛等级(1-10个等级)的评价,在治疗(试验)前后收集参与者对自身足跟痛疼痛等级的评分,通过对比评分,来验证治疗效果。

3. 有限元分析

选择一个特定的参与者对其治疗效果进行有限元分析。被选取人为29岁男性,利用ct扫描其在自然状态下的腿部及脚部数据。使用MIMICS软件对数据进行重建;将重建数据导入Geomagic studio进行网格优化及再利用Abaqus软件进行有限元分析。

试验结果

l 临床分析

在佩戴了足矫形器后,足中段和后足的压力分布降低;在步行时,前足的作用力增加,在慢跑时,前足的作用力降低,如上图所示。

l 有限元分析

 

通过佩戴足矫形器,骨头和软组织受力发生了变化,负荷发生了转移,如上图所示。

结果证实,通过3D扫描和3D打印技术定制的足矫形器能够完全符合患者足底的曲线,佩戴后可改变患者足底的力学分布,并且显著改善由于足底筋膜炎引起的足跟痛。

关于先临三维

先临三维是国内3D数字化和3D打印行业第一股(股票代码:830978),14年专注于3D数字化和3D打印两大核心技术,致力于工业制造,教育创意消费,生物医疗三大应用领域,在企业规模、综合实力和生态圈建设方面国内第一。公司打造互联网+3D打印“设备、材料、数据、服务”四大板块,将内外资源进行线上线下整合,构建完整的线上线下生态圈,致力于让个性化产品走进亿万家庭。

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