在医疗技术中使用 Go!SCAN 3D 扫描仪进行定制矫形器开发

发布时间：2021-02-04

由于在医学领域，特别是在假肢领域，患者对定制方案的需求越来越大，生物医学工程课程的学生被分配了开发定制手指夹板矫形器的任务。

兰茨胡特应用技术大学的增材制造实验室（LaF）由工科博士Norbert Babel 教授领导，主要研究逆向工程过程。这包括扫描对象、使用特殊软件工具处理扫描数据并将其传输到 CAD 系统、建模和模拟，以及使用不同的增材制造工艺制造开发原型。这些工作在学生项目、学士和硕士毕业设计中以及在跨院系的研究项目中进行。

由于在医学领域，特别是在假肢领域，患者对定制方案的需求越来越大，生物医学工程课程的学生被分配了开发定制手指夹板矫形器的任务。

首先，学生们使用 Creaform 公司的 Go!SCAN 3D 扫描仪扫描需要作为开发矫形器原型的手掌（图 1）。然后，在 VXelements 软件中处理扫描数据（图 2），也就是清理重叠的图像点并去除几何偏移；简化后的扫描文件以 STL 格式保存，以便用 Rapidform 程序进行进一步处理（图 3）。

图 1：用 Go!SCAN 扫描

图 2：在 VXelements 中处理

图 3：导入 Rapidform 软件中

Rapidform 来自世界知名 3D 打印厂商 3D Systems 公司，是一个结合了三维扫描数据处理和参数化体积建模的软件包，可用于从点云和多边形网格创建智能 CAD 模型。它可以创建“水密”STL 模型，允许将三角 STL 网络转换为 NURBS 曲面结构（图 4），最终从这些曲面结构中生成软件的体积模块。

这些体积数据可通过标准化的 IGES 接口从 CAD 系统（这里使用的是 4.0 版本的 CREO）导入或者导入到 CAD 系统中。在 CAD 中，可为手指的调整区域创建扫描数据和矫形器的几何形状，从而实现布尔运算的目的。最后，使用增材制造工艺制作、安装和测试 CAD 数据（图 5）。

图 4：NURS 曲面的结构

图 5：利用增材制造技术生产的定制矫形器

我们对 Go!SCAN 3D 感到非常满意。VXelements 软件中的扫描数据处理功能给我们留下了非常深刻的印象。它是扫描仪和被扫描物体之间的关键接口，这一点在这里得到了很好的体现，因为整个扫描过程在很大程度上取决于扫描仪软件的功能、易用性和性能。

执行扫描的速度非常快，并且被扫描物体的“实时显示”功能使我们可以在屏幕上立即看到并调整扫描，这确保了生成高质量的结果。

轻便的设计、直观的操作以及大量的教程和培训视频，确保了扫描仪和软件的操作简单易学，适合集成到学生项目中。

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