康复辅助器具智能化制造，实现个性化适配

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导读

本文通过介绍智能制造技术与传统康复辅助器具研发制造技术的结合，提出智能制造技术在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面有重要作用，为康复辅助器具行业的发展提供了参考思路。

康复辅助器具是改善、补偿和替代人体功能以及实施辅助性治疗、预防残疾的产品。随着我国康复医学的发展，康复领域跨学科的工作合作日益增强，除了医疗的手段，康复工程技术对全面康复、提高疗效也是必不可少的。因此，如何深入、可持续地开展临床康复辅助器具的研发与应用，推动传统技术与智能制造技术的结合，核心问题是医工结合的管理和应用模式的实施。

传统康复辅助器具制作工艺

传统矫形器制作工艺主要包括以下步骤：测量尺寸石膏取形制作石膏阴型修模石膏阳型热塑版抽真空成型修整成型适配检查完成品。传统假肢制作工艺主要包括以下步骤：测量尺寸石膏取形修阳型模热塑性塑料板抽真空成型检查连接管座注塑成型适配检查完成品。

图1所示为我中心康复辅助器具技师为截肢患者测量尺寸，石膏取形，该过程对技师技术要求较高，且患者需要保持一定姿势，以便于取形尺寸适合患者，该工序时间约1h。

图1　石膏取形

图2所示为取形后的模型修整，目前模型修整过程完全依靠康复辅助器具技师凭借工作经验手工进行操作，此工序时间约3h，且需要反复修整，直至模型符合病人穿戴要求。

图2　模型修整

智能制造技术的引进及应用

近年来，智能制造技术的应用已逐步渗透到各行各业，把先进的智能制造技术引入到康复辅助器具的研发中来，体现了康复医学与智能制造技术的完美结合。本中心服务的伤残军人、民政对象普遍年龄偏大，行动不便。为给服务对象提供更舒适干净的服务环境，中心引进了智能制造设备——法国Rodin4D康复辅助器具七轴数控加工机器人。传统康复辅助器具的制作要先取型，患者须得脱衣缠绕潮湿的石膏绷带，心理和体感上都很不舒服。Rodin4D使用计算机辅助设计与制造系统中先进的红外激光扫描仪，不用接触患者就能取型，且模型数字化时间短，精准度高，让患者更舒适。技师携带小型扫描仪，就可为不方便出门的残疾人服务，在提供便捷舒适康复辅助器具产品的同时，给予患者更舒适、更有尊严的适配体验。同时，Rodin4D利用先进的计算机辅助设计与制作系统，采用患者数据库模式，保存患者的三维数据模型，计算机设计过程中针对每一个步骤进行了量化处理，制造过程更加精确，更加科学，适配度也更高。

（1）模型数据采集　如图3所示，通过红外激光扫描仪，康复辅助器具技师能快速地采集到患者数据，该过程一般持续2～3min，与传统的石膏取形相比，扫描取形过程中患者不用脱去衣物，能最大程度减少患者穿脱衣物的烦恼，且取形时间很短，扫描结束后，扫描仪将数据以STL文件格式同步发送到电脑上，用于建立患者数据库和后期模型制作。

图3　模型数据采集

（2）康复辅助器具的设计　康复辅助器具技师将扫描仪采集的模型数据导入到Rodin4D设计软件中，结合患者的CT照片进行辅助器具的分析、设计。与传统的手工制作相比，康复辅助器具技师可以在Rodin4D设计软件上根据患者的实际情况进行不断的适用模拟分析，直至找到最佳方案，可以最大限度地提高辅助器具的一次成功率。图4所示为本中心技师结合CT照片为脊柱侧弯患者设计的脊柱矫形器。

（3）康复辅助器具的制作　康复辅助器具设计完成后，由法国Rodin4D七轴数控加工机器人进行模型加工。Rodin4D机器人能适应高弹坚固的材质，模型加工完成后，进行辅助器具的注塑成型，图5所示为本中心七轴数控加工机器人进行脊柱矫形器加工。

图4　结合CT照片设计脊柱矫形器

图5　脊柱矫形器加工

结语

康复辅助器具研发与应用是一个关系社会发展的普惠性工作。通过科技手段加强康复辅具的适配，是最好的实现个性化适配的手段。对康复辅助器具需求者而言，选配辅助器具绝不是技术越高越好，功能越全越好，价格越贵越好，重要的是适合自身需求，有益于残余功能的利用和状况的改善。因此，辅助器具没有最好的，只有最适合的，要因人适配。使用不合适的辅助器具，不仅是经济上的浪费，严重的还会造成对身体的二次伤害。

随着智能制造技术的引进，我中心将充分整合人才优势、设备优势，为客户提供更为高效的智能化制造、更为精准的产品和更为优质的服务，同时，制造产品的材料将更加健康环保，并具有更多的医学功能，进一步推动康复辅助器具产业的发展。

本文发表于《金属加工（冷加工）》2019年第11期9-11页，作者：四川省康复辅具技术服务中心　张强，原标题：《智能制造在康复辅助器具研发中的应用 》。

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