本发明涉及医疗保健技术领域，具体涉及一种3d打印足部模型数据库的建立方法。
背景技术：
随着全民健康意识的提高，个人健康需求应是未来的发展趋势，但因个体差异、生活方式和环境等因素，每个人足部的大小、足型和步态截然不同。足底三维扫描仪和步态检测仪提供了足部及步态参数后，对于分析出来的足部及步态异常参数的处理还是由专业的医疗人员和技术人员根据自己的经验设计产品。同一类型异常参数的处理可能不是最优处理方式。还存在设计时间长、专业人员培训困难、产品生产周期长等问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种3d打印足部模型数据库的建立方法，通过对足部足型和步态的分析，满足了足部及步态参数异常的人群的个人健康需求。
本发明采用如下技术方案：
一种3d打印足部模型数据库的建立方法，包括：
s1、三维足底扫描仪和步态检测仪对足部及步态数据进行整体采集，并将采集的数据存储至云端服务器；
s2、对足部进行分区，将足部划分为九个分区；
s3、提取足部的九个分区的数据，将每个分区划分若干个分支；
s4、对每个分区和每个分区的分支设置不同解剖异常的模型，并将模型数据精细化到毫米级；
s5、将九个分区及其分支的模型进行排列组合形成3d打印足部模型数据库，所述3d打印足部模型数据库设置在云端服务器内；
s6、3d打印足部模型数据库根据采集的数据匹配提取每个分区的模型，并将每个分区的模型进行组合；
s7、远程连接3d打印机进行生产。
进一步地，所述足部数据包括但不限于足长、足宽、后跟宽、足弓长、第1-5跖骨宽、内弓高、外弓高。
进一步地，所述步态数据包括但不限于步态周期、步态类型。
进一步地，所述步骤s2中对足部进行分区，将足部划分为九个分区，具体包括：
将单足划分为前足、中足、后足，所述前足为跖骨头至趾骨，所述中足为舟骨、骰骨和三块楔骨至跖骨头后方，所述后足为距骨、跟骨部分；
将前足划分为四个分区，其中，足趾为一个分区，跖骨到趾骨的部分从左到右划分为三个分区；
将中足划分为三个分区，其中，足弓为一个分区，舟骨、骰骨和三块楔骨从左到右划分为两个分区；
将后足划分为两个分区，其中，足后跟从左到右以后跟中点平均划分为两个分区。
进一步地，所述步骤s3中提取足部的九个分区的数据，将每个分区划分若干个分支，具体包括：
所述前足的四个分区为前足内侧区、前足中区、前足外侧区、足趾区，所述前足内侧区为第一跖骨头的分区，所述前足中区为紧邻前足内侧区的分区，所述前足外侧区为第五跖骨头的分区，所述足趾区为足趾部分的分区；所述前足内侧区和前足外侧区无分支，所述前足中区包括第二跖骨头、第三跖骨头、第四跖骨头三个分支，所述足趾区包括趾骨头和趾骨下侧部分两个分支；
所述中足的三个分区为足弓区、中足中区、中足外侧区，所述足弓区为足弓部分的分区，所述中足中区为紧邻足弓区的分区，所述中足外侧区为紧邻中足中区的分区；所述足弓区从上到下划分为三个分支，所述中足中区从上到下划分为三个分支，所述中足外侧区从上到下划分为三个分支；
所述后足的两个分区为后足内侧区和后足外侧区，所述后足内侧区为紧邻足弓的分区，所述后足外侧区为紧邻后足内侧区的分区；所述后足内侧区从上到下以后足内侧区中点划分为两个分支，所述后足外侧区从上到下以后足外侧区中点划分为两个分支。
进一步地，所述步骤s4中对每个分区和每个分区的分支设置不同解剖异常的模型，并将模型数据精细化到毫米级，具体包括：根据每个分区及其分支不同的长度、宽度、高度和不同阶段的软硬度设置不同解剖异常的模型，其中，所述硬度范围为邵氏硬度10-90度。
进一步地，所述邵氏硬度为10度、30度、45度、60度。
本发明的有益效果为：满足了足部及步态参数异常的人群的个人健康需求，并且高效、快速、科学化、个性化、智能化的完成产品设计，降低设计成本(包括人力成本和时间成本)，增加设计准确率，优化用户体验，提高治疗有效性。
附图说明
图1为本发明一种3d打印足部模型数据库的建立方法的步骤示意图。
图2为本发明中足部分区示意图。
图3位本发明中足部骨骼示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种3d打印足部模型数据库的建立方法，该方法具体包括以下步骤：
s1、三维足底扫描仪和步态检测仪进行足部及步态参数整体采集和分析，并将采集的数据存储至云端服务器。
足部数据包括但不限于足长、足宽、后跟宽、足弓长、第1-5跖骨宽、内弓高、外弓高；步态数据包括但不限于步态周期、步态类型。
s2、对足部进行分区，将足部划分为九个分区。
如图2-3所示，将单足划分为前足、中足、后足，前足为跖骨头至趾骨，中足为舟骨、骰骨和三块楔骨至第一、二、三、四、五跖骨头稍后方，后足为距骨、跟骨部分。
将前足划分为四个分区，其中，足趾为一个分区(即图2中的9区)，跖骨到趾骨的部分从左到右划分为三个分区(即图2中的6、7、8区)；
将中足划分为三个分区，其中，足弓为一个分区(即图2中的3区)，舟骨、骰骨和三块楔骨从左到右划分为两个分区(即图2中的4、5区)；
将后足划分为两个分区，其中，足后跟从左到右以后跟中点平均划分为两个分区(即图2中的1、2区)。
s3、提取足部的九个分区的数据进行针对性评估，将每个分区划分若干个分支。
前足的四个分区为前足内侧区、前足中区、前足外侧区、足趾区，前足内侧区为第一跖骨头的分区(图2中的6区)，前足中区为紧邻前足内侧区的分区(图2中的7区)，前足外侧区为第五跖骨头的分区(图2中的8区)，足趾区为足趾部分的分区(图2中的9区)；前足内侧区和前足外侧区无分支，前足中区包括第二跖骨头、第三跖骨头、第四跖骨头三个分支(第二跖骨头分支、第三跖骨头分支、第四跖骨头分支)，足趾区包括趾骨头和趾骨下侧部分两个分支(趾骨头分支、趾骨下分支)。
中足的三个分区为足弓区、中足中区、中足外侧区，足弓区为足弓部分的分区(图2中的3区)，中足中区为紧邻足弓区的分区(图2中的4区)，中足外侧区为紧邻中足中区的分区(图2中的5区)；足弓区从上到下划分为三个分支(分别为足弓-前分支、足弓-中分支、足弓-后分支)，中足中区从上到下划分为三个分支(分别为中足中区-前分支(中足中区跖骨头下区)、中足中区-中分支、中足中区-后分支)，中足外侧区从上到下划分为三个分支(分别为中足外侧-前分支(中足外侧区跖骨头下区)、中足外侧-中分支、中足外侧-后分支(骰骨区))。
后足的两个分区为后足内侧区和后足外侧区，后足内侧区为紧邻足弓的分区(图2中的1区)，后足外侧区为紧邻后足内侧区的分区(图2中的2区)；后足内侧区从上到下以后足内侧区中点划分为两个分支(分别为后足内侧区-前分支、后足内侧区-后分支)，后足外侧区从上到下以后足外侧区中点划分为两个分支(分别为后足外侧区-前分支、后足外侧区-后分支)。
以上所有分区的骨骼解剖可以参照图3，图2是以足部及步态参数设计为基础，以产品为导向的分区，图2是足部基础解剖分区。
s4、对每个分区和每个分区的分支设置不同解剖异常的模型，并将模型数据精细化到毫米级。
根据足部的大小、足型和步态，每个区及其分支均有不同的长度、宽度及高度，因3d打印技术的高可塑性，每个区及其分支有不同阶段的软硬度，硬度以邵氏硬度为标准，范围为邵氏硬度10-90度，其中10度、30度、45度、60度为最常用硬度。
s5、将九个分区及其分支的模型进行排列组合形成3d打印足部模型数据库，3d打印足部模型数据库设置在云端服务器内。
s6、3d打印足部模型数据库根据采集的数据匹配提取每个分区的模型，并将每个分区的模型进行组合。
s7、远程连接3d打印机进行生产。
对于3d打印足部模型数据库的应用：常见足部问题：扁平足、高弓足、内八字、马蹄足、双下肢不等长。
例如，扁平足：指的是正常足弓的缺失，或称为足弓塌陷。
非病理性有症状的扁平足一般是保守治疗，适当抬高足弓。对于扁平足处理结合模型数据库，特征性模型设计是足弓-前区、足弓-中区、足弓-后区的高度和硬度都会在原有足部参数上适当增高；对于后跟极度外翻的扁平足，模型设计足弓-后区硬度高于足弓-前和足弓-中区且后足内侧区-前区和后足内侧区-后区均添加适当的高度；如只是足弓塌陷，足弓-前区、足弓-中区、足弓-后区硬度相同。
高弓足：指的是足纵弓较高。
对于高弓足处理结合模型数据库，特征模型设计是足弓-前区、足弓-中区、足弓-后区硬度相同且硬度相对于较低，并具有回弹性，目的是缓冲压力；高度完全与足部参数匹配。
内八字：走路时脚尖向内，右脚向左偏，左脚向右偏交替前进。
对于内八字处理结合模型数据库，特征模型设计是中足外侧-前区(中足外侧区跖骨头下区)、中足外侧-中区、前足外侧区(第五跖骨头区)、第五趾骨头区、第五趾骨下区的高度相对于其他所有区均增加，一般增加高度为2mm-8mm。
马蹄足：站立时以足尖着地，而足跟悬空，形如马蹄，走路时在游脚期足尖不能抬举，常踢地而行，足尖先着地而后足跟着地。
对于马蹄足处理结合模型数据库，特征模型设计是后足外侧区-前区、后足外侧区-后区、中足外侧-前区(中足外侧区跖骨头下区)、中足外侧-中区、中足外侧-后区(骰骨区)、前足外侧区(第五跖骨头区)的高度均高于其他所有区，同时中足外侧-后区(骰骨区)的硬度均低于其他所有区，最好低于邵氏硬度20度。
双下肢不等长：左下肢与右下肢相比长度不等。
对于双下肢不等长处理结合模型数据库，特征模型设计分为两种：第一种，短侧下肢所有区均增加相同高度；第二种，短侧下肢后足区-中足区由后之前分区呈坡性降低高度。
实例：
如果一个儿童，左足长173.5mm,右足长174.3mm；左前足宽73.1mm，左前足宽72.7mm；左后跟宽46.3mm,右后跟宽46.3mm；左足弓长124.4mm，左足弓长124.1mm；左足弓高6.5mm,右足弓高4.3mm…左侧足型为高弓足，右侧足型为扁平足。
服务器调取的模块左右足是不同的，以足弓区详细说明：左足-足弓区的模块的高度高于右足-足弓区，左足-足弓区的模块的硬度低于右足-足弓区，左足足弓-前区、足弓-中区、足弓-后区的硬度均为30度，右足足弓-前区、足弓-中区为45度，足弓-后区为60度。若另一儿童双足足型均为扁平足，那么双足-足弓区的模块又是另一种排列组合。
本发明的模型库的建立满足了足部及步态参数异常的人群的个人健康需求，并且高效、快速、科学化、个性化、智能化的完成产品设计，降低设计成本(包括人力成本和时间成本)，增加设计准确率，优化用户体验，提高治疗有效性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
1.一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，包括：
s1、三维足底扫描仪和步态检测仪对足部及步态数据进行整体采集，并将采集的数据存储至云端服务器；
s2、对足部进行分区，将足部划分为九个分区；
s3、提取足部的九个分区的数据，将每个分区划分若干个分支；
s4、对每个分区和每个分区的分支设置不同解剖异常的模型，并将模型数据精细化到毫米级；
s5、将九个分区及其分支的模型进行排列组合形成3d打印足部模型数据库，所述3d打印足部模型数据库设置在云端服务器内；
s6、3d打印足部模型数据库根据采集的数据匹配提取每个分区的模型，并将每个分区的模型进行组合；
s7、远程连接3d打印机进行生产。
2.根据权利要求1所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述足部数据包括但不限于足长、足宽、后跟宽、足弓长、第1-5跖骨宽、内弓高、外弓高。
3.根据权利要求2所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述步态数据包括但不限于步态周期、步态类型。
4.根据权利要求3所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述步骤s2中对足部进行分区，将足部划分为九个分区，具体包括：
将单足划分为前足、中足、后足，所述前足为跖骨头至趾骨，所述中足为舟骨、骰骨和三块楔骨至跖骨头后方，所述后足为距骨、跟骨部分；
将前足划分为四个分区，其中，足趾为一个分区，跖骨到趾骨的部分从左到右划分为三个分区；
将中足划分为三个分区，其中，足弓为一个分区，舟骨、骰骨和三块楔骨从左到右划分为两个分区；
将后足划分为两个分区，其中，足后跟从左到右以后跟中点平均划分为两个分区。
5.根据权利要求4所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述步骤s3中提取足部的九个分区的数据，将每个分区划分若干个分支，具体包括：
所述前足的四个分区为前足内侧区、前足中区、前足外侧区、足趾区，所述前足内侧区为第一跖骨头的分区，所述前足中区为紧邻前足内侧区的分区，所述前足外侧区为第五跖骨头的分区，所述足趾区为足趾部分的分区；所述前足内侧区和前足外侧区无分支，所述前足中区包括第二跖骨头、第三跖骨头、第四跖骨头三个分支，所述足趾区包括趾骨头和趾骨下侧部分两个分支；
所述中足的三个分区为足弓区、中足中区、中足外侧区，所述足弓区为足弓部分的分区，所述中足中区为紧邻足弓区的分区，所述中足外侧区为紧邻中足中区的分区；所述足弓区从上到下划分为三个分支，所述中足中区从上到下划分为三个分支，所述中足外侧区从上到下划分为三个分支；
所述后足的两个分区为后足内侧区和后足外侧区，所述后足内侧区为紧邻足弓的分区，所述后足外侧区为紧邻后足内侧区的分区；所述后足内侧区从上到下以后足内侧区中点划分为两个分支，所述后足外侧区从上到下以后足外侧区中点划分为两个分支。
6.根据权利要求5所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述步骤s4中对每个分区和每个分区的分支设置不同解剖异常的模型，并将模型数据精细化到毫米级，具体包括：根据每个分区及其分支不同的长度、宽度、高度和不同阶段的软硬度设置不同解剖异常的模型，其中，所述硬度范围为邵氏硬度10-90度。
7.根据权利要求6所述的一种3d打印足部模型数据库的建立方法，其特征在于，所述邵氏硬度为10度、30度、45度、60度。
技术总结