[发明专利]一种3D打印足弓垫的制作方法和用途

说明书

本发明公开了一种3D打印足弓垫的制作方法，包括以下步骤：患者状况检查；患者足底部的3D扫描，获得足底部3D扫描数据；使用3D扫描仪扫描患者日常使用的鞋垫底面，获得鞋垫底面3D扫描数据；3D鞋垫模型数字文件的建立，运用3D Max、netfabb软件，引入足底部3D扫描数据和鞋垫底面3D扫描数据，生成3D鞋垫模型数字文件，先形成全长型鞋垫，然后改为足弓垫，最后按足部矫形需要进行修正，获得最终足弓垫数据；使用3D打印机器根据最终足弓垫数据进行打印，获得足弓垫半成品；对足弓垫半成品进行细加工，获得足弓垫成品鞋垫。该3D打印足弓垫穿戴舒适，使用材料少，更有针对性，放置于足底占用面积小，更适合患者穿戴。

技术领域

本发明涉及足弓垫加工技术领域，具体是一种3D打印足弓垫的制作方法和用途。

背景技术

足部作为站立和步行时人体的支点，受到人体内力和外力的相互影响。足部良好的生物力学结构，能为人体提供平衡、控制和协调的能力。如果足部出现机能障碍，会导致人体足部以上骨骼系统的对称不良以及偏离中立位，从而导致膝、髋、骨盆、脊柱各部位关节出现问题，影响人体健康。

足部病理姿态可分为：扁平足、马蹄足、旋前足、旋后足等。足部过度旋前，会导致胫前肌运动负荷增加，易出现过劳性损伤。足部过度旋后，引起足部缓冲减震效果下降。

双腿自足至肚脐眼的长度不一致称为腿长差异，腿长差异会改变髋部、骨盆及背部的力线，增加背部脊柱的压力，引发背部及相连区域-肩、颈的疼痛，导致脊柱侧弯或前后凸。还会引起足的过度旋前或旋后，影响步态。

理想条件下足部姿态应处于中立位，前中后足生物力学对线良好。当力线偏离中立位，中枢神经系统为使骨骼维持在正常位置，会使身体产生代偿。使额外的压力和负荷加诸于相关的肌肉、韧带及肌腱上，造成身体相关部位的疼痛。

矫形鞋垫可控制足部的过度旋前或旋后对肌腱的拉伸，帮助患者足部保持中立位，并支撑足部肌肉及骨骼，减轻跟腱炎和足跟痛，防止拇囊炎的发展，治疗膝关节痛。

矫形鞋垫根据患者的中立位支撑足部，控制导致腿长差异的过度旋前或旋后，同时在较短一侧添加足跟垫，这样身体不再为短腿代偿，帮助骨盆保持平衡，而治疗髋、背部疼痛。

矫形鞋垫的正确设计和使用，经过一段时间后，可改善姿势控制能力，继而保持足部以上身体结构处于健康状况。有学者报道，旋前足者足部姿态中立化后，步行中各肌肉的运动模式趋于正常，提示足部姿态中立化后产生神经肌肉控制方面的作用，不但是关节负重力线改善，整个运动链的神经肌肉控制能力也得到改善。

传统鞋垫的设计生产主要是根据足部的大小尺寸来统一生产的，设计师设计一款鞋垫后通过专业的试穿人员进行试穿，如果合适就可以进行批量生产，这种集约化的鞋垫设计生产模式没有个性化，不能纠正患者个体足踝的异常姿势和减轻疼痛。

康复科用鞋垫作为足部矫形的方法之一，能够改善患者的足部姿态。在制作过程中，按个体足部状态，采用模具定型或者在量产足垫上用热塑性的方法，使足的距下关节恢复中立位。但还是达不到鞋垫和个体足部的完美贴合，足底压力均匀分部，不能很好地使足部姿态中立化而改善姿势控制和病痛。

3D打印鞋垫颠覆了传统制作鞋垫过程，通过对足底扫描得到的数据文件，结合足底压力分布曲线、姿势评估和步态分析结果，产生个性化的3D鞋垫文件，进行一体化打印。同传统制作鞋垫方法比较，可以制造出与足底接触更好，并按治疗需求进行随意调整，有更好治疗效果的矫形鞋垫。作者已申报的全长型3D打印鞋垫（发明专利：专利号201610491612.4），对扁平足、马蹄足、旋前足、旋后足等有一定的效果。

但3D打印全长型鞋垫放置于足底占用面积较大，需配置大一号的鞋子，穿戴相对不方便。全长型鞋垫适合治疗前足病变（前足内外翻、糖尿病足等）。而对于非前足病变，如仅是足中部病变（如扁平足等），或足后部病变（足跟内外翻等）的针对性不强。亟待改进。

发明内容