基于3D打印技术的康复辅具数字化设计、材料优化和智能制造研究Research on Digital Design, Material Optimization, and Intelligent Manufacturing of Rehabilitation Aids Based on 3D Printing Technology
吴志聪,郭武,詹春美
摘要(Abstract)：
基于3D打印技术对康复辅具进行数字化设计，采用双向约束结构优化法对脑卒中踝足矫形器(Ankle Foot Orthotics, AFO)进行结构优化，去除多余结构，随后基于不同的打印材料，对比其打印效果，并分析3D打印技术应用于AFO后在脑卒中患者中的应用价值。研究结果表明，AFO优化后可有效降低重量及打印成本。在优化后得到的轻便AFO中，当材料为Somos NeXt时，能够提高患者步幅及行走速度；材料为PA12时，适用于严重急性脑卒中患者；而PA2200和Accura Xtreme不适合临床应用。因此，将3D打印技术应用于康复辅具的数字化设计时，需根据患者的实际情况选择材料。研究已取得阶段性临床成果，具有一定应用价值。
关键词(KeyWords)： 3D打印技术;数字化设计;康复辅具;踝足矫形器;材料优化
基金项目(Foundation): 2024年校级质量工程教育教学改革研究与实践项目“立足于大健康产业的康复辅助器具专项课程案例研究”(项目编号：XJJG2024018)
作者(Author): 吴志聪,郭武,詹春美
参考文献(References)：
- [1] 袁荣正.3D打印技术在康复辅具矫形器研发中的应用[J].临床医药文献电子杂志，2020,07(79):193-194.
- [2] 常生德.逆向扫描技术和3D打印技术在康复辅具设计与制造中的应用[J].中国航班，2020(09):0198.
- [3] 付威铭，王欣.增材制造技术在重点行业的应用及未来发展趋势[J].金属加工(冷加工),2024(11):1-9.
- [4] 张强，曹杰，莫中军.3D打印技术在康复矫形器研发中的应用[J].中国设备工程，2019(22):153-154.
- [5] 孙祁，张一弛.3d打印技术及材料在假肢矫形器领域的应用[J].技术与市场，2020,27(10):38-39.
- [6] 蔡婧璇，古凯，陈宇，等.基于3D打印技术的定制脊柱侧弯矫形器数字模块化设计研究[J].生物医学工程研究，2020,39(02):203-207.
- [7] 刘晨阳，冯嘉伟，王寅栋，等.3D打印硅橡胶研究进展[J].有机硅材料，2024,38(02):75-84.
- [8] 周天傲，王泰龙，李丹，等.基于边缘检测的图像线刻画3D打印方法[J].信息与电脑(理论版),2022,34(01):156-158.