2020年
2月
图 学 学 报
February 2020第41卷 第1期
JOURNAL OF GRAPHICS
V ol.41
No.1
收稿日期：2019-07-16；定稿日期：2019-10-15
基金项目：河北省社科基金项目(HB19YS004)；2018年河北省专业学位教学案例(库)立项建设项目(KCJSZ2018021)
张镇中
第一作者：张芳兰(1980 )，女，陕西宝鸡人，副教授，博士，硕士生导师。主要研究方向为产品创新设计理论与方法、人因工程。 盐卤水
云南仪表厂E-mail ：fanglanzhang@163
张芳兰， 陈瑞营， 邵 帅， 张俊瑶， 冀文嘉
(燕山大学艺术与设计学院，河北 秦皇岛 066004)
摘要：为了实现踝足矫形器(AFO)快速精准建模，提高矫形器个体化定制效率与患者佩 戴舒适性，提出了一种基于参数化逆向建模的AFO 设计方法。该方法采用3D 扫描技术获取足部与小腿原始点云数据，通过点云数据处理与优化得到基础数字化模型。利用Grasshopper 插件提取踝足个性化形状特征型值点，用于重建踝足数字化模型。创建了包括6阶段的AFO 参数化逆向建模程序，通过改变参数即可实现AFO 的定制设计。最终，通过脑卒中患者定制设计AFO 实例验证了所提方法的可行性。 关
键
蛋白酶体
词：踝足矫形器；3D 扫描；参数化；Grasshopper
中图分类号：TB 47 DOI ：10.11996/JG .j.2095-302X.2020010141 文献标识码：A
文 章 编 号：2095-302X(2020)01-0141-07
Ankle-foot orthosis design based on parametric reverse modeling
ZHANG Fang-lan, CHEN Rui-ying, SHAO Shuai, ZHANG Jun-yao, JI Wen-jia
(School of Art and Design, Yanshan University, Qinhuangdao Hebei 066004, China)
Abstract: In order to realize the rapid and accurate modeling of the ankle-foot orthosis (AFO) and improve the individualized customization efficiency of the orthosis and the wearing comfort of the patient, a design method of the ankle-foot orthosis based on parametric reverse modeling was proposed. The method used 3D scanning to obtain the original digital model of the foot and the calf. The acquired basic digital model was established through the point cloud data processing and optimization. The personalized shape feature data points are extracted by Grasshopper to reestablish the ankle-foot orthosis digital model. A six-stage AFO parametric reverse modeling program was created, and customized design of AFO can be realized by changing parameters. Finally, the feasibility of the proposed method was verified by a case of customized design of AFO for stroke patient.
Keywords: ankle-foot orthosis; 3D scanning; parametric; Grasshopper
随着康复医学的发展，假肢与矫形器在康复中发挥着越来越重要的作用[1]。踝足矫形器(ankle foot orthosis ，AFO)是一种下肢康复支具，适用于由脑性瘫痪、多发性硬化症、中风等引发的下肢肌功能不全，以及因不良运动导致踝足受伤的患者。由中枢神经受损所引起的足下垂与足内翻作
唐荣海>呈味核苷酸为下肢肌功能不全的主要表现，是影响患者步态与制约步行能力的重要因素[2]。AFO 的应用可实现对足下垂与足内翻的矫正，改善患者异常步态并提高步行能力[3]。
目前，国内外针对矫形器的定制研究主要围绕可采集形状与生理特征等多参数的无石膏化取型
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