可調(diào)節(jié)支架的制作方法【專利摘要】一種可調(diào)節(jié)支架包括用于支承患者的一個(gè)表面的支承表面，以及允許調(diào)節(jié)支架的橫截面的可調(diào)節(jié)部分。當(dāng)肢體受傷時(shí)，患者可具有腫脹肢體，并且可將可調(diào)節(jié)支架設(shè)定成大橫截面。隨著肢體康復(fù)，腫脹減小，并且肢體橫截面也由于萎縮而減小?？墒褂每烧{(diào)節(jié)聯(lián)接件來(lái)減小橫截面，以在康復(fù)過(guò)程期間恰當(dāng)?shù)嘏浜匣颊叩闹w。【專利說(shuō)明】可調(diào)節(jié)支架[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2011年8月19日提交的名稱為“AdjustableBrace(可調(diào)節(jié)支架)”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/214，096，該申請(qǐng)通過(guò)引用而整體地結(jié)合在本文中。【
背景技術(shù)：
】[0002]剛性石膏模的問(wèn)題在于它們不可調(diào)節(jié)大小。當(dāng)患者佩戴石膏模時(shí)，它們的肢體大小將由于萎縮或腫脹減小而頻繁改變。當(dāng)發(fā)生這些改變時(shí)，無(wú)法調(diào)節(jié)石膏模來(lái)補(bǔ)償這個(gè)減小的大小。需要的是可調(diào)節(jié)支架，可對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得可針對(duì)患者的身體調(diào)節(jié)支架或石膏模的單獨(dú)的區(qū)域?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0003]本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)支架，其可具有可獨(dú)立調(diào)節(jié)且可沿著支架的長(zhǎng)度延伸的區(qū)域。這些單獨(dú)的區(qū)域可調(diào)節(jié)到恰當(dāng)大小，使得患者的受傷肢體恰當(dāng)?shù)氐玫街С?。例如，受傷區(qū)域可由于損傷而腫脹?？蓪⒁粋€(gè)或多個(gè)彩色標(biāo)簽貼在患者的肢體上，而且可將多個(gè)可見光或IR光標(biāo)記或點(diǎn)投射到患者的肢體上。然后可用多個(gè)紅外(IR)光或可見光攝像機(jī)對(duì)肢體照相。根據(jù)照片，可通過(guò)攝影測(cè)繪、圖像相互關(guān)聯(lián)、深度映射或任何其它適當(dāng)?shù)幕贗R和/或可見光攝影的表面構(gòu)形檢測(cè)方法來(lái)產(chǎn)生肢體的三維數(shù)字表示(digitalrepresentation)。根據(jù)肢體表面構(gòu)形的三維表示,可將可調(diào)節(jié)支架設(shè)計(jì)成具有對(duì)應(yīng)于患者的肢體的三維數(shù)字表示的內(nèi)表面。[0004]醫(yī)生可用筆、標(biāo)簽或任何其它適當(dāng)?shù)臉?biāo)志來(lái)標(biāo)記患者的受傷區(qū)。一些標(biāo)記可指示患者受傷的區(qū)，諸如骨折或腫脹區(qū)等。其它標(biāo)記可指示支架的邊緣或接縫。這些標(biāo)記可被數(shù)字?jǐn)z影圖像捕捉，并且標(biāo)記位置可用來(lái)設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)支架。[0005]在實(shí)施例中，支架可包括支承患者肢體的一側(cè)的第一區(qū)段，以及將支架的第一區(qū)段固定到肢體上的一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)區(qū)段。一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)區(qū)段可圍繞肢體的相對(duì)側(cè)?？烧{(diào)節(jié)區(qū)段可通過(guò)鉸接件和/或可調(diào)節(jié)和可釋放的聯(lián)接件附連到第一區(qū)段上。通過(guò)釋放可釋放聯(lián)接件，可打開可調(diào)節(jié)區(qū)段，并且患者可將肢體插入支架，或者從支架中移除肢體。為了將支架固定到肢體上，將肢體置于支架的第一區(qū)段中，并且使一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)部件圍繞肢體，并且可將一個(gè)或多個(gè)可釋放聯(lián)接件固定在關(guān)閉位置上。在一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接件處于關(guān)閉位置的情況下，支架不動(dòng)地附連到肢體上，并且像普通支架或石膏模一樣對(duì)患者的肢體的一側(cè)提供保護(hù)。在肢體橫截面由于腫脹、康復(fù)或萎縮而改變形狀時(shí)，可調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)區(qū)段，以對(duì)患者提供恰當(dāng)配合，直到完全康復(fù)。[0006]可調(diào)節(jié)支架可具有各種不同的構(gòu)造。在實(shí)施例中，第一區(qū)段可沿著一個(gè)邊緣聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)部件上，以及在相對(duì)的邊緣上或其附近聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)緊固件上。在患者的表面隨著時(shí)間的推移而改變時(shí)，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)部件和將可調(diào)節(jié)部件的一部分插入到可調(diào)節(jié)緊固件中來(lái)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)部件。這允許將一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)區(qū)段部件設(shè)定成特定橫截面大小，以及阻止橫截面擴(kuò)大。在實(shí)施例中，當(dāng)可調(diào)節(jié)區(qū)段處于恰當(dāng)位置時(shí)，可鎖定可調(diào)節(jié)緊固件?？扇缧枰哪菢佣啻握{(diào)節(jié)支架，以在患者肢體的橫截面由于萎縮或腫脹減小而改變時(shí)，使可調(diào)節(jié)支架保持穩(wěn)固地抵靠著患者的肢體。緊密配合有助于患者恢復(fù)。[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)支架可包括可調(diào)節(jié)緊固件側(cè)和鉸接件側(cè)。可調(diào)節(jié)緊固件側(cè)和鉸接件側(cè)兩者都可調(diào)節(jié)，以改變可調(diào)節(jié)支架的橫截面。通過(guò)在一側(cè)或兩側(cè)處調(diào)節(jié)支架，可調(diào)節(jié)橫截面，以對(duì)患者提供較好的配合。在這個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可附連到支架的第一部分的鄰近鉸接件的邊緣上。鎖定機(jī)構(gòu)可用來(lái)使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定就位。在兩側(cè)的可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)都鎖定就位的情況下，支架的橫截面不可擴(kuò)大或壓縮。在其它實(shí)施例中，可在可調(diào)節(jié)支架中使用鉸接件、可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和鎖定機(jī)構(gòu)的各種其它組合。[0008]在其它實(shí)施例中，支架可包括可以可移除地聯(lián)接到外部支架結(jié)構(gòu)上的多組襯墊。外部支架結(jié)構(gòu)可具有穿孔，用于通風(fēng)且減小支架重量。襯墊組可包括聯(lián)接件，聯(lián)接件接合穿孔。在實(shí)施例中，襯墊可具有大量平滑柔性表面，柔性表面支承患者肢體，并且提供通風(fēng)。第一襯墊組可設(shè)計(jì)成具有對(duì)應(yīng)于患者的受傷肢體的表面的內(nèi)表面。額外的襯墊組可設(shè)計(jì)有不同的內(nèi)表面，它們對(duì)應(yīng)于在損傷腫脹已經(jīng)消除之后或者在肢體橫截面由于萎縮或其它預(yù)計(jì)表面變化而改變之后的受傷肢體。在其它實(shí)施例中，可從支架中移除患者肢體，并且對(duì)其拍照，以獲得當(dāng)前表面數(shù)據(jù)，當(dāng)前表面數(shù)據(jù)可用來(lái)產(chǎn)生新襯墊組，新襯墊組可代替之前的襯墊。在這些實(shí)施例中，可對(duì)多組襯墊使用固定的或可調(diào)節(jié)的支架殼，以在一段時(shí)間內(nèi)且針對(duì)患者的組織的變化對(duì)患者提供恰當(dāng)配合。[0009]本發(fā)明的定制設(shè)計(jì)過(guò)程是獨(dú)特的，因?yàn)樗趯?shí)際裝置的制造之前，提供支架與患者的虛擬配合。其它已知系統(tǒng)都無(wú)法提供以虛擬方式設(shè)計(jì)定制可調(diào)節(jié)支架的能力。特別地，本發(fā)明的過(guò)程可檢測(cè)置于身體上的標(biāo)記，并且利用這個(gè)信息，基于標(biāo)記的位置來(lái)設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)支架。[0010]在又一個(gè)實(shí)施例中，支架或石膏模(cast)可設(shè)計(jì)成具有多個(gè)可接近區(qū)域。各個(gè)區(qū)域都可附連到允許支架的一部分被患者接近的鉸接件或其它可釋放緊固件上?？蓪⑦@個(gè)設(shè)計(jì)在特定關(guān)注區(qū)上面，例如需要清潔或定期檢查，然后再次保護(hù)的受傷區(qū)。通過(guò)使多個(gè)這些可接近區(qū)域彼此相鄰，可通過(guò)單獨(dú)打開各個(gè)區(qū)域來(lái)清潔身體，同時(shí)身體的其余部分保持在裝置內(nèi)。本發(fā)明的支架允許改進(jìn)舒適性和衛(wèi)生狀況，同時(shí)仍然在康復(fù)過(guò)程期間保護(hù)患者。例如，醫(yī)療程序可能需要將銷或其它對(duì)象放在患者體內(nèi)。避免接觸這些區(qū)域以及允許檢查這些區(qū)可為必要的。通過(guò)使用在這些區(qū)上面的接近區(qū)域，醫(yī)生將能夠檢查該區(qū)，以確?；颊咔‘?dāng)?shù)乜祻?fù)。可接近區(qū)域特征也對(duì)將需要定期清潔的嬰兒特別有用。本發(fā)明的支架可設(shè)計(jì)有通往允許對(duì)兒童進(jìn)行清潔的下軀干區(qū)域的通路?？纱蜷_該區(qū)域進(jìn)行清潔，然后在清潔完成之后關(guān)閉該區(qū)域。這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于必須部分地鋸開以接近兒童進(jìn)行清潔的石膏模有顯著改進(jìn)。[0011]在實(shí)施例中，支架或石膏模具有平滑內(nèi)表面，平滑內(nèi)表面與肢體的掃描表面的數(shù)字表示相一致。因?yàn)橹Ъ艿膬?nèi)表面精確地與患者相一致，以提供非常緊密的配合，所以肢體的表面匹配支架的內(nèi)表面，而且患者可在沒(méi)有任何襯墊的情況佩戴支架。支架可由硬質(zhì)塑料材料制成，并且支架的內(nèi)表面也應(yīng)是非常平滑的。為了舒適性，內(nèi)表面可具有小于500Ra微英寸的表面光潔度?；颊呖稍跊](méi)有襯墊的情況佩戴支架或石膏模具有幾個(gè)好處，包括:支架設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、重量較輕、輪廓較小、通風(fēng)較好、不吸水、易于清潔等。[0012]雖然已經(jīng)將裝置描述成人用可調(diào)節(jié)支架或石膏模，但在其它實(shí)施例中，對(duì)人使用的其它產(chǎn)品使用本發(fā)明是可行的是，包括:可調(diào)節(jié)定制椅、座位、鞍座、運(yùn)動(dòng)裝備、鞋子、襯墊、頭盔、摩托車和自行車車座、車把和手柄等。描述的設(shè)備和方法還可用于動(dòng)物用支架和石膏模，以及用于馬和騎士的定制鞍座?！緦＠綀D】【附圖說(shuō)明】[0013]圖1-3示出可調(diào)節(jié)支架的實(shí)施例；圖4示出具有薄的可調(diào)節(jié)部分的可調(diào)節(jié)支架的實(shí)施例；圖5-6示出在支架的相對(duì)的側(cè)具有可調(diào)節(jié)聯(lián)接件的可調(diào)節(jié)支架的實(shí)施例；圖7-8示出可調(diào)節(jié)聯(lián)接件鎖定機(jī)構(gòu)的實(shí)施例；圖9示出可調(diào)節(jié)聯(lián)接件鎖定機(jī)構(gòu)的實(shí)施例；圖10-13示出用于檢測(cè)患者的表面的IR和可見光攝影系統(tǒng)；圖14示出通過(guò)攝影檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)的帶標(biāo)記患者；圖15-16示出具有可接近區(qū)域的支架；圖17-22示出模塊化支架；圖23-36示出用來(lái)沿著接縫連接模塊化支架的不同區(qū)段的可調(diào)節(jié)緊固件的實(shí)施例；圖37-39示出襯墊結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，襯墊結(jié)構(gòu)可為支架的可移除內(nèi)表面；圖40是用于支架的墊片或襯墊設(shè)計(jì)和制造的流程圖；圖41-42示出可調(diào)節(jié)支架的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖43示出可調(diào)節(jié)手支架的實(shí)施例的俯視圖；圖44-45示出可調(diào)節(jié)緊固件的側(cè)視圖；圖46-47示出可調(diào)節(jié)手支架的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖48示出可調(diào)節(jié)臂支架的實(shí)施例的俯視圖；圖49是可調(diào)節(jié)臂支架的實(shí)施例的仰視圖；圖50是聯(lián)接到可調(diào)節(jié)支架上的可調(diào)節(jié)部件的實(shí)施例的側(cè)視圖；以及圖51示出在用三維打印機(jī)制造之前的可調(diào)節(jié)支架設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的實(shí)施例?！揪唧w實(shí)施方式】[0014]本發(fā)明是定制設(shè)計(jì)的且可調(diào)節(jié)的石膏模或支架，其具有緊密對(duì)應(yīng)于患者身體的一部分的數(shù)字表示的內(nèi)表面，數(shù)字表示可來(lái)自對(duì)患者的光學(xué)掃描。當(dāng)患者的肢體受傷時(shí)，諸如骨折，傷處周圍可能有腫脹區(qū)?？烧{(diào)節(jié)支架可設(shè)計(jì)成在肢體剛開始受傷時(shí)圍繞肢體緊密配合。隨著受傷肢體康復(fù)，腫脹可消除，這會(huì)在肢體和石膏模或支架之間產(chǎn)生開放空間。這個(gè)開放空間會(huì)減小對(duì)骨頭和肢體的支承。當(dāng)檢測(cè)到開放空間時(shí)，可調(diào)節(jié)支架可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減小支架在包圍肢體的現(xiàn)在大小較小的一部分或多個(gè)部分的區(qū)域處的橫截面。因而，可調(diào)節(jié)支架可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以在表面改變時(shí)精確地配合患者的組織。[0015]參照?qǐng)D43，示出可調(diào)節(jié)手支架400的實(shí)施例的俯視圖?？烧{(diào)節(jié)手支架400可包括內(nèi)表面403和拇指孔407，拇指孔407對(duì)應(yīng)于患者的手的數(shù)字表示，可從光學(xué)照片獲得該數(shù)字表示。內(nèi)表面403通常將具有凹區(qū)(諸如包圍手的側(cè)部的區(qū))和一些凸表面，凸表面可對(duì)應(yīng)于身體的凹部，諸如手掌。可調(diào)節(jié)支架400還可具有多個(gè)通風(fēng)孔405，通風(fēng)孔405允許空氣圍繞患者的手循環(huán)。調(diào)節(jié)部件417可附連到手支架400的一個(gè)邊緣409上，并且一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)緊固件孔415可在支架400的相對(duì)側(cè)的第二邊緣411附近附連到支架400上，或者形成于支架400中。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)緊固件孔415可形成于支架400的隆起部分413中，隆起部分413比支架400的一些區(qū)域或其它區(qū)域更厚。這個(gè)較厚部分413可提供額外的物理強(qiáng)度，而且可幫助保持可調(diào)節(jié)緊固件遠(yuǎn)離患者的手。當(dāng)將支架400置于患者身上時(shí)，通過(guò)拇指孔407放置拇指，并且抵靠著內(nèi)表面403放置手掌?？烧{(diào)節(jié)部件417是可經(jīng)過(guò)大范圍的不同位置的柔性結(jié)構(gòu)。[0016]參照?qǐng)D44和45，示出調(diào)節(jié)部件417和可調(diào)節(jié)緊固件孔415的實(shí)施例的側(cè)視圖。為了圍繞手固定支架400，通?？衫瓌?dòng)可調(diào)節(jié)部件417的端部處的鉤子419使其具有期望張力，并且將其置于對(duì)應(yīng)的孔415上面，如圖44中顯示的那樣。然后如圖45中顯示的那樣將鉤子419置于孔415中，并且可釋放可調(diào)節(jié)部件417。可調(diào)節(jié)部件415上的張力將使鉤子419接合孔415內(nèi)的對(duì)應(yīng)的成角度表面421，并且將可調(diào)節(jié)部件417保持在孔415上?；颊咭部赏ㄟ^(guò)拉可調(diào)節(jié)部件417的端部，來(lái)從孔415中釋放鉤子419。[0017]在實(shí)施例中，如圖43中示出的那樣，多個(gè)緊固件孔415可構(gòu)造成與第二邊緣411相距不同的距離，以允許可調(diào)節(jié)部件417控制支架400的橫截面。因而，可調(diào)節(jié)部件417可在孔415上面水平地移動(dòng)，直到鉤子419置于提供期望張力的恰當(dāng)孔415上面。然后可將鉤子419置于孔415中，使得可調(diào)節(jié)部件417將固定就位。在這種情況下，靠近支架400的手指端的孔415較接近第二邊緣411，并且將產(chǎn)生較松弛的配合，而靠近支架400的手腕區(qū)段的孔415離第二邊緣411較遠(yuǎn)，并且將產(chǎn)生較緊的配合。在其它實(shí)施例中，孔415可布置成提供多個(gè)可調(diào)節(jié)部件417設(shè)置的任何其它構(gòu)造。在手由于溫度變化、萎縮、受傷引起的腫脹而膨脹和收縮時(shí)，患者可調(diào)節(jié)支架400。[0018]參照?qǐng)D46和47，支架400的側(cè)視圖示出橫截面區(qū)域由于改變可調(diào)節(jié)部件417布置而如何改變。參照?qǐng)D46患者可開始佩戴處于擴(kuò)張位置的支架400，可調(diào)節(jié)部件417的鉤子419在多個(gè)孔415中的較接近第二邊緣411的孔415中，從而產(chǎn)生較松弛的配合。隨著時(shí)間的推移，患者的手的大小由于腫脹減小和/或萎縮而減小，而且支架400可能需要縮緊，以提供恰當(dāng)配合。參照?qǐng)D46，可通過(guò)使鉤子419移動(dòng)到離第二邊緣411更遠(yuǎn)的孔415來(lái)減小支架400的橫截面區(qū)域，以在患者的手的大小減小時(shí)在手上產(chǎn)生較好的配合?；颊呖沙掷m(xù)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)部件417，以在手的大小改變時(shí)獲得最佳配合。[0019]在其它實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)支架可用于其它肢體。例如，圖48示出手和前臂支架440的實(shí)施例的俯視圖，并且圖49示出手和前臂支架440的仰視圖。手和前臂支架440可用來(lái)通過(guò)使患者的手腕保持處于預(yù)定固定位置來(lái)阻止患者的臂和手之間的移動(dòng)?？赏ㄟ^(guò)使用患者的手和前臂的數(shù)字表示來(lái)設(shè)計(jì)支架440。支架440的內(nèi)表面443可設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)于患者的手和前臂的數(shù)字表示。手部分的內(nèi)表面443可具有凹區(qū)和凸區(qū)。支架440可具有手部分442和前臂部分444，前臂部分444包括沿著支架440的長(zhǎng)度延伸的上部伸長(zhǎng)部分452和下部伸長(zhǎng)部分454。上部伸長(zhǎng)部分452和下部伸長(zhǎng)部分454可連接到支架440的手部分442和端部部分466兩者上。上部伸長(zhǎng)部分452和下部伸長(zhǎng)部分454提供支承和剛性，以阻止手部分442相對(duì)于前臂部分444移動(dòng)。上部伸長(zhǎng)部分452、下部伸長(zhǎng)部分454和端部部分466的內(nèi)表面可對(duì)應(yīng)于患者前臂的數(shù)字表示。[0020]在示出的實(shí)施例中，手部分442具有固定設(shè)計(jì)，而且可能不可調(diào)節(jié)。如果不需要在手處打開支架，以便將支架置于患者身上，則這個(gè)不可調(diào)節(jié)手區(qū)段442可為有用的。調(diào)節(jié)能力可能不是重要的，因?yàn)橹Ъ芫_地匹配患者的手的數(shù)字表示。在這個(gè)實(shí)施例中，患者可將手放在手區(qū)段442中，然后將前臂放在上部伸長(zhǎng)部分452和下部伸長(zhǎng)部分454之間。然后患者可圍繞前臂附連可調(diào)節(jié)部件457，以抵靠著前臂固定支架440的端部部分466。因?yàn)槭滞笥捎谥Ъ?40而無(wú)法活動(dòng)，所以前臂中的肌肉的大小可由于萎縮而減小，并且可調(diào)節(jié)部件457可用來(lái)調(diào)節(jié)支架440的橫截面區(qū)域，以在前臂橫截面改變時(shí)提供最優(yōu)配合。支架440可具有多個(gè)槽口或孔415，它們彼此相鄰且形成于支架440的較厚部分453中。多個(gè)槽口或孔415可各自定位成與支架440的邊緣451相距不同的距離。類似于上面參照?qǐng)D44和45的論述，可通過(guò)將鉤子419置于較接近支架440的邊緣的孔415中來(lái)將可調(diào)節(jié)部件457設(shè)定成較大的大小。[0021]在實(shí)施例中，可使可調(diào)節(jié)部件457產(chǎn)生為支架440的集成部分(諸如圖43的可調(diào)節(jié)部件417是支架400的集成部分)。例如，如果使用3D打印機(jī)制造支架440，則可調(diào)節(jié)部件457與支架440形成為單個(gè)集成結(jié)構(gòu)。但是，在其它實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)部件457可為附連到支架440上的獨(dú)立構(gòu)件，但可能不是支架結(jié)構(gòu)的集成部分。參照?qǐng)D50，示出支架440的實(shí)施例的一部分的橫截面圖。可調(diào)節(jié)部件457可為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，其包括一個(gè)或多個(gè)緊固銷456，緊固銷456具有擴(kuò)張式末端458，并且置于支架440中的貫通孔460中。銷456的直徑可小于孔460的直徑,但末端458的外徑可大于孔560的直徑。通過(guò)擠壓擴(kuò)張式末端458通過(guò)孔460，將可調(diào)節(jié)部件457固定到支架440上。支架440可具有凹陷部分462，使得末端458在支架440的內(nèi)表面上方。這個(gè)設(shè)計(jì)還允許在必要的時(shí)候更換可調(diào)節(jié)部件。例如，可調(diào)節(jié)部件457可能斷裂，或者可使用不同長(zhǎng)度的可調(diào)節(jié)部件來(lái)對(duì)患者提供較好的配合。在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)部件在制造好之后按各種長(zhǎng)度存放，并且附連到支架440上。[0022]示出的支架對(duì)患者提供所需支承和保護(hù)，同時(shí)最大程度地減少所有必要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這個(gè)最簡(jiǎn)設(shè)計(jì)匹配患者的組織，并且提供較舒適的配合。這些支架的重量比傳統(tǒng)支架更輕，而且提供較好的通風(fēng)。雖然針對(duì)手和前臂來(lái)顯示支架，但在其它實(shí)施例中，本發(fā)明的支架還可用于患者身體的任何其它部分，包括肘、腳、腿、踝、膝、背、頸、肩和身體的其它部分。[0023]參照?qǐng)D1，示出另一個(gè)可調(diào)節(jié)支架500的實(shí)施例，其具有第一下部部分503和第一上部可調(diào)節(jié)部分505以及第二上部可調(diào)節(jié)部分507。下部剛性部分503通過(guò)鉸接件509聯(lián)接到第一上部可調(diào)節(jié)部分505和第二上部可調(diào)節(jié)部分507上，鉸接件509允許打開可調(diào)節(jié)支架500，以允許使用者插入或移除肢體。鉸接件509還允許關(guān)閉可調(diào)節(jié)支架500，以支承肢體?？烧{(diào)節(jié)支架500還包括多個(gè)可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511，可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511允許圍繞患者的肢體將第一上部可調(diào)節(jié)部分505和第二上部可調(diào)節(jié)部分507調(diào)節(jié)到恰當(dāng)位置，以及將它們固定在期望位置上。在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511可包括具有多個(gè)相鄰槽口513的多個(gè)指狀物514。[0024]參照?qǐng)D2，顯示了可調(diào)節(jié)支架500處于關(guān)閉位置，可調(diào)節(jié)支架500的橫截面基本均勻?？蓪?duì)齊可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511的槽口513，并且可將伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515布置成通過(guò)對(duì)齊槽口513?？烧{(diào)節(jié)部分505、507的指狀物514可相對(duì)于下部部分503的指狀物514偏移，使得當(dāng)支架500關(guān)閉時(shí)，指狀物514將彼此重疊。通過(guò)改變指狀物514的重疊的量，可調(diào)節(jié)支架500的內(nèi)部橫截面，以恰當(dāng)?shù)刂С泻捅Ｗo(hù)患者的肢體。為了確保恰當(dāng)對(duì)齊，一些或全部槽口513可相對(duì)于鉸接件509距離相等。因而，不管支架部分503、505、507的相對(duì)位置如何，如果指狀物514之間存在重疊，則槽口513將恰當(dāng)?shù)貙?duì)齊。[0025]在實(shí)施例中，伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515的端部516可大于槽口513，使得端部516無(wú)法穿過(guò)槽口513。當(dāng)伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515完全插入時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)517可固定到伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515的端部上，以使伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515保持就位。一旦伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515布置成通過(guò)對(duì)齊槽口513，以及鎖定機(jī)構(gòu)517置于伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515的端部上，可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511就可鎖定就位。在可調(diào)節(jié)聯(lián)接件511被鎖定的情況下，可調(diào)節(jié)支架500可為保護(hù)患者的肢體的剛性結(jié)構(gòu)。[0026]參照?qǐng)D3，可通過(guò)改變指狀物514的重疊來(lái)將可調(diào)節(jié)支架500調(diào)節(jié)成在第一上部可調(diào)節(jié)部分505處比在第二上部可調(diào)節(jié)部分507處具有更大的橫截面。在這個(gè)示例中，指狀物514在第一可調(diào)節(jié)部分505和第二可調(diào)節(jié)部分507的前部端處沒(méi)有像在后部端處重疊那么多。第二可調(diào)節(jié)部分507的指狀物514還比第一可調(diào)節(jié)部分505的指狀物重疊更多，因?yàn)槎鄠€(gè)槽口513是對(duì)齊的，而且伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515可布置成通過(guò)任何槽口513，以將可調(diào)節(jié)支架500保持在期望位置上。在這個(gè)實(shí)施例中，第一上部可調(diào)節(jié)部分505和第二上部可調(diào)節(jié)部分507可略微具有柔性，使得它們可彎曲或扭轉(zhuǎn)，以適應(yīng)橫截面變化。[0027]參照?qǐng)D4，在其它實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)支架502可具有許多寬度狹窄的可調(diào)節(jié)區(qū)段521，可調(diào)節(jié)區(qū)段521各自單獨(dú)可調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)區(qū)段521通過(guò)多個(gè)鉸接件519聯(lián)接到下部區(qū)段522上。通過(guò)具有更多的寬度較狹窄的可調(diào)節(jié)區(qū)段521，可較精確地調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)支架520，以配合在患者的受傷肢體周圍。例如，患者有小腫脹區(qū)；可調(diào)節(jié)較薄的可調(diào)節(jié)區(qū)段521中的一個(gè)或多個(gè)，以使其匹配小腫脹區(qū)的構(gòu)形。隨著腫脹減小，可調(diào)節(jié)這些一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)區(qū)段521，以減小支架橫截面。支架502可包括各自具有多個(gè)相鄰槽口513的偏移指狀物524。伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515可布置成通過(guò)一些對(duì)齊槽口513，并且可使用鎖定機(jī)構(gòu)517來(lái)使伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515保持就位。[0028]在其它實(shí)施例中，可結(jié)合寬度不同的可調(diào)節(jié)區(qū)段。例如，可調(diào)節(jié)支架可在肢體的受傷部分上面具有較薄的可調(diào)節(jié)區(qū)段，以及在支架的端部處具有較寬的可調(diào)節(jié)區(qū)段。通過(guò)將較薄的可調(diào)節(jié)區(qū)段置于傷處上面，可較精確地調(diào)節(jié)支架，以使在受傷區(qū)域康復(fù)時(shí)支架恰當(dāng)?shù)刂С泻捅Ｗo(hù)肢體。[0029]雖然可調(diào)節(jié)圖1-4中示出的可調(diào)節(jié)支架，以粗略匹配患者的變化的構(gòu)形，但橫截面的變化是不均勻的。因?yàn)閯傂圆糠趾涂烧{(diào)節(jié)部分通過(guò)鉸接件連接，所以如果橫截面變化顯著，則在鉸接件處具有小角度時(shí)，支架的橫截面可從圓形變成橢圓形。為了較精確地調(diào)節(jié)支架，可將可調(diào)節(jié)連接器附連到可調(diào)節(jié)支架的相對(duì)的側(cè)。[0030]參照?qǐng)D5和6，示出可調(diào)節(jié)支架530的實(shí)施例，其具有通過(guò)在相對(duì)側(cè)的可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531而彼此附連的下部部分534和上部部分536。圖5顯示支架530處于打開位置，而圖6則示出支架530的這個(gè)實(shí)施例處于關(guān)閉位置。在支架530的任一側(cè)上的可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531允許較精確地調(diào)節(jié)支架530，以改變患者傷處的構(gòu)形。在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531可類似于參照?qǐng)D1-4所示出和描述的可調(diào)節(jié)聯(lián)接件。可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531可包括形成于偏移指狀物532中的多個(gè)槽口539。可通過(guò)指狀物532的重疊來(lái)調(diào)節(jié)支架530的橫截面。當(dāng)指狀物532重疊較多時(shí),橫截面減小,而當(dāng)重疊較少時(shí),橫截面增大。如果患者肢體的橫截面變化均勻，則可在兩側(cè)同等地調(diào)節(jié)支架530，或者如果構(gòu)形變化在一側(cè)更大，則可不等地調(diào)節(jié)支架530。除了可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531之外，支架530可具有鉸接件533，鉸接件533允許支架530如圖6中顯示的那樣打開。借助于將伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515穿過(guò)一些對(duì)齊槽口539，可將支架530鎖定到設(shè)定位置上。[0031]參照?qǐng)D7，在實(shí)施例中，伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515可為配合在圖1-4中顯示的可調(diào)節(jié)聯(lián)接件的指狀物514的槽口513內(nèi)的“拉鏈帶(ziptie)”。伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515的一側(cè)可包括延伸跨過(guò)伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515的一側(cè)的寬度的多個(gè)凹槽512。參照?qǐng)D8，鎖定機(jī)構(gòu)517可包括棘爪機(jī)構(gòu)518，棘爪機(jī)構(gòu)518允許凹槽僅沿一個(gè)方向滑過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)517。僅可通過(guò)打開或釋放鎖定機(jī)構(gòu)517的棘爪來(lái)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)支架500。在其它實(shí)施例中，可使用使伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)515保持在槽口513中的任何其它鎖定機(jī)構(gòu)。雖然拉鏈帶是公共消費(fèi)產(chǎn)品，但定制生產(chǎn)線可產(chǎn)生顧客無(wú)法獲得的經(jīng)特別調(diào)整的顏色或標(biāo)志。如果移除原來(lái)的定制拉鏈帶，則患者不容易更換拉鏈帶，而且這個(gè)遺失部分將提供支架被改動(dòng)的證據(jù)。[0032]參照?qǐng)D9，在實(shí)施例中，用于支架的一個(gè)部分的指狀物514可包括被連接槽口540，而用于支架的相對(duì)部分的其它指狀物514可包括常規(guī)槽口539。不是使用具有均勻?qū)挾鹊纳扉L(zhǎng)結(jié)構(gòu)，這個(gè)實(shí)施例而是可使用具有狹窄區(qū)段508的伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)510。在鎖定位置上，狹窄區(qū)段508定位成通過(guò)常規(guī)槽口539，并且較寬的區(qū)段506置于被連接槽口540中。如果需要調(diào)節(jié)支架，則可移動(dòng)伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)510，使得狹窄區(qū)段508置于被連接槽口540中，以及較寬的區(qū)段506置于常規(guī)槽口539中。狹窄區(qū)段508在寬度上可小于連接被連接槽口540的開口527。與在需要調(diào)節(jié)時(shí)從支架中完全移除伸長(zhǎng)部件相比，這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程可能更容易實(shí)現(xiàn)。[0033]石膏?；蛑Ъ芸删哂忻芮袑?duì)應(yīng)于患者身體的平滑內(nèi)表面，而且還可具有集成結(jié)構(gòu)。工業(yè)設(shè)計(jì)者可使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)計(jì)算機(jī)程序來(lái)設(shè)計(jì)石膏?；蛑Ъ??？蓮幕颊呱眢w或肢體的可見光或紅外(IR)光照片獲得患者的機(jī)械數(shù)據(jù)。可根據(jù)照片確定這個(gè)身體構(gòu)形，并且然后使構(gòu)形數(shù)據(jù)數(shù)字化，并且將其輸入到提到的用來(lái)設(shè)計(jì)石膏?；蛑Ъ艿腃AD程序中。適當(dāng)?shù)腃AD程序的示例是參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation)的Pro/Engineer。其它CAD軟件包括:SolidWorks公司的SolidWorks,Solidfforks公司是DassaultSystemesS.A.的子公司。為了簡(jiǎn)明起見,將把本發(fā)明的定制支架、石膏?；蜓b置描述成腿支架，但相同過(guò)程可用來(lái)形成臂或背支架或任何其它身體支架、石膏?；蜓b置。支架可為堅(jiān)硬且結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)成包圍和支承身體或肢體的受傷部分。[0034]例如，使用CAD系統(tǒng)來(lái)對(duì)患者產(chǎn)生腿支架。腿支架可包括大腿、膝蓋、小腿和腳，并且具有匹配患者的腿的機(jī)械尺寸和表面輪廓的內(nèi)表面。為了精確地產(chǎn)生匹配患者的腿的內(nèi)表面，測(cè)量的使用者的腿的表面輪廓?？捎脦追N不同的方式獲得腿的外表面的度量。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用攝影測(cè)繪、深度映射或圖像相關(guān)技術(shù)或其它類型的攝影表面檢測(cè)方法來(lái)獲得外表面度量，外表面度量可為一組3維坐標(biāo)，3維坐標(biāo)限定患者的腿或任何其它身體部分的外表面。[0035]攝影測(cè)繪通過(guò)將對(duì)象的2維平面圖像轉(zhuǎn)換回實(shí)際3維對(duì)象表面來(lái)在其最寬泛的意義上逆轉(zhuǎn)攝影過(guò)程?？赡苄枰獌煞蚋喾煌恼掌瑏?lái)重構(gòu)3維對(duì)象。在完美的攝影測(cè)繪過(guò)程中，兩幅照片將提供足以完美地重構(gòu)3維對(duì)象的信息。不幸的是，攝影和測(cè)量過(guò)程一般不完美，所以基于兩幅照片重構(gòu)3維對(duì)象也會(huì)有缺陷?？赏ㄟ^(guò)采用較多照片，以及使用額外信息改進(jìn)精度，來(lái)改進(jìn)攝影測(cè)繪對(duì)象測(cè)量過(guò)程。攝影測(cè)繪過(guò)程根據(jù)得自多幅照片的度量將產(chǎn)生一組表不對(duì)象的表面的3維坐標(biāo)。[0036]攝影測(cè)繪使用三角測(cè)量原理，其中，使用空間中的相交線來(lái)計(jì)算點(diǎn)在所有三個(gè)XYZ維度上的位置。在實(shí)施例中，使用多個(gè)攝像機(jī)來(lái)同時(shí)拍攝腿或身體部分。在其它實(shí)施例中，將來(lái)自與攝像機(jī)相距已知距離的光源的光投射到患者身上，并且獲得患者的照片。通過(guò)對(duì)各個(gè)光點(diǎn)進(jìn)行三角測(cè)量，可確定從攝像機(jī)到各個(gè)光點(diǎn)的距離。為了對(duì)一組點(diǎn)進(jìn)行三角測(cè)量，還必須知道在該組點(diǎn)上所有圖片的攝像機(jī)位置和瞄準(zhǔn)角(也被稱為“定向”)。使用被稱為后交法(resection)的過(guò)程來(lái)計(jì)算各個(gè)攝像機(jī)的攝像機(jī)位置和瞄準(zhǔn)角。還應(yīng)校準(zhǔn)攝像機(jī)，使得可限定和去除它們的誤差。[0037]三角測(cè)量是攝影測(cè)繪用來(lái)產(chǎn)生3維點(diǎn)度量的原理。通過(guò)以數(shù)學(xué)的方式使會(huì)聚線在空間中相交，可確定點(diǎn)的確切位置。攝影測(cè)繪可同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上對(duì)同時(shí)進(jìn)行三角測(cè)量的點(diǎn)的數(shù)量沒(méi)有限制。通過(guò)從至少兩個(gè)或更多個(gè)不同的位置獲得圖片，以及測(cè)量各個(gè)圖片中的相同目標(biāo)，從形成各個(gè)攝像機(jī)位置到目標(biāo)的“視線”。由于知道了攝像機(jī)位置和瞄準(zhǔn)方向，可以數(shù)學(xué)的方式使線相交，以產(chǎn)生各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的XYZ坐標(biāo)。當(dāng)一定圖案的IR或可見光點(diǎn)投射到患者身上，三角測(cè)量還可用來(lái)基于光源和攝像機(jī)之間的距離和點(diǎn)的檢測(cè)角度，確定這些點(diǎn)的位置。[0038]后交是用來(lái)基于攝像機(jī)位置和瞄準(zhǔn)方向(也被稱為攝像機(jī)的定向)，根據(jù)照片數(shù)據(jù)確定對(duì)象的坐標(biāo)的過(guò)程。典型地，在圖像中看到且已知XYZ坐標(biāo)的所有點(diǎn)都用來(lái)確定這個(gè)定向。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行后交，可在各個(gè)照片中具有十二個(gè)或更多個(gè)分布良好的點(diǎn)。如果已知對(duì)象上的點(diǎn)的XYZ坐標(biāo)，則可計(jì)算攝像機(jī)的定向。重要的是認(rèn)識(shí)到，需要攝像機(jī)的位置和瞄準(zhǔn)方向兩者來(lái)進(jìn)行后交。僅知道攝像機(jī)的位置是不夠的，因?yàn)閿z像機(jī)可位于相同位置，但瞄準(zhǔn)任何方向。因此，必須知道由三個(gè)坐標(biāo)限定的攝像機(jī)的位置，以及由三個(gè)角坐標(biāo)限定的攝像機(jī)所瞄準(zhǔn)的方向。因而，雖然需要三個(gè)值來(lái)限定目標(biāo)點(diǎn)的x、Y和Z坐標(biāo)，但可能需要六個(gè)值來(lái)限定圖片上的點(diǎn)、位置的XYZ坐標(biāo)，以及瞄準(zhǔn)方向的XYZ角。[0039]被拍照的表面還應(yīng)具有出現(xiàn)在各個(gè)照片上的最低數(shù)量的分布良好的基準(zhǔn)點(diǎn)，以使表面度量準(zhǔn)確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)可為置于對(duì)象上的可見標(biāo)記，其提供將在照片上清楚地顯示的可見對(duì)比。在各個(gè)照片上應(yīng)當(dāng)有至少十二個(gè)分布良好的基準(zhǔn)點(diǎn)，并且對(duì)于對(duì)象的整個(gè)表面有至少二十個(gè)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)均勻地分布在對(duì)象上，以及均勻地分布在照片中?？捎幂^多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)較精確地測(cè)量對(duì)象的表面。[0040]在實(shí)施例中，患者的自然特征包括:雀斑、斑點(diǎn)、皺紋、毛孔和其它特征，它們都可用作基準(zhǔn)點(diǎn)。備選地，可將IR或可見光投射到患者身上，以提供用于攝影測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)。用墨水筆標(biāo)記患者的皮膚也是可行的，而且在實(shí)施例中，可用諸如彈性棉管、彈力織物、緊身衣、連體衣等緊身材料覆蓋患者或患者的肢體。[0041]在實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序處理攝影度量，以產(chǎn)生所有被測(cè)點(diǎn)的最終XYZ坐標(biāo)。為了這樣做，程序?qū)δ繕?biāo)點(diǎn)進(jìn)行三角測(cè)量，并且使圖片后交。程序還可校準(zhǔn)攝像機(jī)。三維度量的典型精度在理解操作條件下可非常高。例如，度量可精確到50-100微米(0.002〃至0.004")。但是，攝影測(cè)繪度量的精度可顯著地改變，因?yàn)榫热Q于幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素。重要的精度因素包括:攝像機(jī)的分辨率和品質(zhì)、被測(cè)對(duì)象的大小、獲得的照片的數(shù)量，以及圖片相對(duì)于對(duì)象和相對(duì)于彼此的幾何布局。[0042]攝影測(cè)繪度量可為無(wú)量綱的。為了縮放攝影測(cè)繪度量，需要至少一個(gè)已知距離。已知距離可為標(biāo)記在對(duì)象上的距離、攝像機(jī)之間的已知距離或者光源和攝像機(jī)之間的已知距離。例如，如果已知一些目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，則可確定這些點(diǎn)之間的距離，而且點(diǎn)可用來(lái)縮放度量。另一個(gè)可能性是使用其上有目標(biāo)的夾具，以及測(cè)量夾具與對(duì)象。因?yàn)閵A具上的目標(biāo)之間的距離是已知的，所以?shī)A具可用來(lái)縮放對(duì)象上的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的其它度量。這樣的夾具通常被稱為定標(biāo)條(scalebar)。也可通過(guò)了解兩個(gè)攝像機(jī)之間的距離以及攝像機(jī)和患者身上的點(diǎn)之間的線的角度來(lái)確定患者構(gòu)形尺寸。根據(jù)這個(gè)信息，可通過(guò)三角測(cè)量來(lái)確定攝像機(jī)和患者身上的點(diǎn)之間的距離。類似地，還可通過(guò)了解光束源和攝像機(jī)之間的距離、來(lái)自源的光束的角度以及攝像機(jī)檢測(cè)到的光點(diǎn)的角度，來(lái)確定患者構(gòu)形尺寸。根據(jù)這個(gè)信息，可通過(guò)三角測(cè)量來(lái)確定攝像機(jī)和患者身上的光點(diǎn)之間的距離。光可為紅外光，并且攝像機(jī)可為產(chǎn)生紅外照片的紅外攝像機(jī)。[0043]在實(shí)施例中，使用本發(fā)明的方法來(lái)制作用于受傷肢體的石膏?；蛑Ъ?。對(duì)受傷肢體拍攝一系列照片。如果骨折，則應(yīng)當(dāng)在拍攝照片之前使骨折部還原。然后使用上面描述的攝影測(cè)繪處理方法來(lái)獲得受傷肢體的表面坐標(biāo)。為了限定肢體上的公共表面點(diǎn)，可將基準(zhǔn)點(diǎn)置于肢體上。基準(zhǔn)點(diǎn)只不過(guò)是任何對(duì)比色點(diǎn)、圖案、形狀、對(duì)象、符號(hào)或容易看見的其它光學(xué)指示物。基準(zhǔn)點(diǎn)可為用筆畫于身體上的黑色或彩色墨水標(biāo)記。在其它實(shí)施例中，基準(zhǔn)點(diǎn)可為光，諸如可見光、紅外光、點(diǎn)或柵格、標(biāo)簽或?qū)ο蠡蛉魏纹渌梢娀鶞?zhǔn)點(diǎn)。例如，可將具有對(duì)比色的粘性圓形標(biāo)簽置于患者身上，并且對(duì)其照相。標(biāo)簽可提供可用來(lái)產(chǎn)生患者的肢體和/或身體的數(shù)字表示的準(zhǔn)確基準(zhǔn)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，將基準(zhǔn)點(diǎn)置于整個(gè)肢體或身體的被構(gòu)建支架的部分周圍，并且使基準(zhǔn)點(diǎn)均勻地分布。[0044]參照?qǐng)D10，在實(shí)施例中，可使用光學(xué)裝置來(lái)獲得患者的三維表面數(shù)據(jù)，光學(xué)裝置包括聯(lián)接到信號(hào)處理器上的彩色圖像攝像機(jī)551、紅外(IR)攝像機(jī)553和紅外(IR)光源555。IR光源555、IR攝像機(jī)553和彩色圖像攝像機(jī)551全部可安裝在光學(xué)裝置550的一側(cè)，使得彩色攝像機(jī)551和IR攝像機(jī)553具有基本相同的視場(chǎng)，并且IR光源551將光投射到這個(gè)相同視場(chǎng)內(nèi)。IR光源555、IR攝像機(jī)553和彩色圖像攝像機(jī)551可以彼此相距固定且已知的距離的方式安裝在光學(xué)裝置550上。彩色圖像攝像機(jī)551可為患者的肢體560或患者的在攝像機(jī)551的觀察區(qū)域內(nèi)的部分提供顏色信息。IR攝像機(jī)553和IR光源555可為暴露于IR光源555的、在IR攝像機(jī)553的觀察區(qū)域內(nèi)的患者的肢體560的各個(gè)區(qū)提供距離信息。紅外光源555可包括紅外激光二極管和擴(kuò)散器。激光二極管可將紅外光束引導(dǎo)到擴(kuò)散器處，從而使偽隨機(jī)斑點(diǎn)或結(jié)構(gòu)化光圖案投射到患者肢體560上。擴(kuò)散器可為衍射光柵，衍射光柵可為具有特定周期結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全息圖(CGH)。IR攝像機(jī)553傳感器可為具有在IR激光波長(zhǎng)處居中的帶通濾波器的CMOS檢測(cè)器。在實(shí)施例中，彩色圖像攝像機(jī)551還可檢測(cè)投射到患者肢體560上的IR光。[0045]參照?qǐng)D12，光學(xué)裝置550可檢測(cè)紅外攝像機(jī)553和患者身上的IR光之間的距離，因?yàn)閿z像機(jī)553以與紅外光源555不同的角度看患者的肢體，并且紅外光源555和IR攝像機(jī)553之間的距離被限定。結(jié)構(gòu)化光距離感測(cè)的原理是，對(duì)患者的肢體上的各個(gè)光點(diǎn)給出IR光源555和IR傳感器553之間的特定角度，可通過(guò)三角測(cè)量確定對(duì)象和IR光源555或IR攝像機(jī)553或彩色攝像機(jī)551之間的距離。IR攝像機(jī)553和彩色攝像機(jī)551檢測(cè)到的在患者的肢體上的光點(diǎn)的角度將依賴于患者離光學(xué)裝置550的距離而改變。在實(shí)施例中，可使用校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)確定在離光學(xué)裝置550不同距離的平面上的各個(gè)光點(diǎn)的角度。通過(guò)了解各個(gè)IR光點(diǎn)的角度和對(duì)應(yīng)的距離，可確定光點(diǎn)離光學(xué)裝置550的距離。針對(duì)對(duì)象的這些距離計(jì)算也被稱為三維映射。各個(gè)光點(diǎn)的距離值也可匹配可見彩色圖像數(shù)據(jù)，使得可確定和存儲(chǔ)患者圖像的各個(gè)像素的顏色和距離信息。[0046]因?yàn)閱蝹€(gè)圖片可捕捉處于固定位置的患者，所以IR光源555可將IR光投射在患者身上，并且IR攝像機(jī)553可獲得患者560的單幅照片。彩色攝像機(jī)551還可同時(shí)獲得患者肢體560的單幅照片。在其它實(shí)施例中，可獲得處于不同位置的患者肢體560的多個(gè)IR或彩色攝影圖像，并且對(duì)應(yīng)的圖像變化直接與離攝像機(jī)的距離有關(guān)。各個(gè)連續(xù)的攝影圖像用作下一幀計(jì)算的基準(zhǔn)照片，使得可檢測(cè)患者移動(dòng)，以及可記錄三維映射中的變化。[0047]如論述的那樣，IR攝像機(jī)可檢測(cè)投射到患者肢體上的光圖案，并且通過(guò)三角測(cè)量，可確定IR攝像機(jī)和彩色攝像機(jī)和患者身上的光圖案的各個(gè)點(diǎn)之間的距離。但是，點(diǎn)的距離信息僅可確定患者肢體或患者肢體的被IR攝像機(jī)553或彩色攝像機(jī)551檢測(cè)的一部分的三維表面。參照?qǐng)D45，為了確定圍繞患者肢體的三維表面，可將多個(gè)光學(xué)裝置550布置在患者周圍，并且可結(jié)合來(lái)自這些攝像機(jī)中的各個(gè)的三維表面信息，以確定圍繞患者肢體的周邊的三維表面。在實(shí)施例中，來(lái)自各個(gè)IR光源555的IR光可同時(shí)發(fā)射,并且可同時(shí)從所有IR攝像機(jī)553和彩色攝像機(jī)551獲得照片。在其它實(shí)施例中，IR光源555可干擾不是同一光學(xué)系統(tǒng)550的一部分的IR攝像機(jī)553。不是同時(shí)保護(hù)來(lái)自所有IR光源555的IR光，光學(xué)系統(tǒng)550而是可構(gòu)造成按順序用IR光照亮患者肢體560和拍攝患者肢體560。第一光學(xué)系統(tǒng)550將發(fā)射IR光，以及獲得患者肢體560的IR和彩色照片。第一光學(xué)系統(tǒng)550然后可停止將IR光投射到患者肢體560上，并且第二光學(xué)系統(tǒng)550然后可發(fā)射IR光，獲得患者的肢體560的IR和彩色照片。第二光學(xué)系統(tǒng)550然后可停止將IR光投射到患者的肢體560上。描述的這個(gè)過(guò)程可按順序?qū)ζ溆喙鈱W(xué)系統(tǒng)550重復(fù)進(jìn)行。[0048]在獲得IR照片之后，可以各種不同的方式從光學(xué)系統(tǒng)550結(jié)合患者的肢體560的不同側(cè)的表面數(shù)據(jù)。例如，多個(gè)IR攝像機(jī)553可為被拍攝的患者的肢體560產(chǎn)生距離信息，可使用攝影測(cè)繪過(guò)程結(jié)合距離信息，以確定患者的肢體560的全周向或部分周向三維表示。來(lái)自光學(xué)系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)將包括患者的肢體560的相同表面區(qū)域中的也被至少兩個(gè)相鄰光學(xué)系統(tǒng)550捕捉的一些。因?yàn)槿S形狀數(shù)據(jù)相同，所以系統(tǒng)可識(shí)別這些匹配的表面形狀，以及結(jié)合表面數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于患者的肢體560的被拍攝部分的連續(xù)表面數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)550可圍繞患者560對(duì)齊，而IR攝像機(jī)553以平面方式沿徑向?qū)R，并且指向患者的肢體560的橫截面內(nèi)的中心點(diǎn)559。光學(xué)系統(tǒng)550各自可產(chǎn)生關(guān)于患者的肢體560的一部分的表面數(shù)據(jù)。因?yàn)樵诠餐钠矫嫔汐@得IR照片，所以可通過(guò)確定表面數(shù)據(jù)離中心點(diǎn)559的距離來(lái)連結(jié)來(lái)自不同的光學(xué)系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，在沒(méi)有患者的肢體560的情況下，光學(xué)系統(tǒng)550可獲得物理中心點(diǎn)標(biāo)志559的第一組校準(zhǔn)IR和/或彩色照片。然后可獲得患者560的IR和/或彩色照片。根據(jù)這個(gè)信息，可確定中心點(diǎn)559相對(duì)于患者560的表面數(shù)據(jù)的位置。通過(guò)了解表面數(shù)據(jù)與公共中心點(diǎn)559的距離和對(duì)齊性，可結(jié)合來(lái)自不同光學(xué)系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)550可布置在患者的肢體560的直接相對(duì)的側(cè)。雖然顯示了四個(gè)光學(xué)系統(tǒng)550，但在其它實(shí)施例中，可使用兩個(gè)或更多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)550來(lái)獲得患者的肢體560的表面數(shù)據(jù)。可能需要三個(gè)光學(xué)系統(tǒng)550,以獲得患者的肢體560的一些重疊表面數(shù)據(jù)。[0049]參照?qǐng)D13，在其它實(shí)施例中，可通過(guò)在患者的肢體560上使用對(duì)齊標(biāo)記557來(lái)結(jié)合來(lái)自光學(xué)系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)?？捎貌牧细采w患者的肢體560，并且可在兩個(gè)或更多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)550的視場(chǎng)內(nèi)的位置處，將可見標(biāo)記或IR標(biāo)記557投射到患者的肢體560上。彩色攝像機(jī)551可檢測(cè)可見標(biāo)記和IR標(biāo)記兩者，而IR攝像機(jī)553僅可檢測(cè)IR標(biāo)記。光學(xué)系統(tǒng)能夠區(qū)分IR光與IR標(biāo)記，因?yàn)镮R標(biāo)記557的形狀可較大，或者可具有不同的形狀?？赏ㄟ^(guò)使用匹配兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)550拍攝的標(biāo)記557的位置的攝影測(cè)繪或圖像相關(guān)過(guò)程來(lái)結(jié)合來(lái)自相鄰光學(xué)系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。[0050]除了基準(zhǔn)點(diǎn)之外，還可對(duì)患者進(jìn)行標(biāo)記，以限定支架的邊緣、模塊化支架的接縫或其它特征。參照?qǐng)D14，醫(yī)生可用筆105標(biāo)記患者的手臂103，以限定支架的邊緣或模塊化支架的接縫的位置。邊緣或接縫標(biāo)記可為一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的墨線107，墨線107圍繞患者的手臂103延伸。在其它實(shí)施例中，邊緣或接縫可由一系列墨水標(biāo)記限定，墨水標(biāo)記限定支架的邊緣，并且在支架設(shè)計(jì)被連接。也可在患者身上標(biāo)記額外的墨線109，以對(duì)支架部件產(chǎn)生邊緣。在其它實(shí)施例中，可將諸如標(biāo)簽的其它標(biāo)記裝置而非墨水置于患者身上，以指示患者身上的關(guān)注區(qū)或支架設(shè)計(jì)區(qū)。[0051]例如，患者可具有由于手術(shù)而受傷的區(qū)，已經(jīng)用縫線封閉該區(qū)，而且不應(yīng)使該區(qū)接觸剛性支架。通過(guò)在支架中提供開口，患者的縫線不會(huì)壓靠支架結(jié)構(gòu)。在圖1中，醫(yī)生已經(jīng)圍繞患者身體的這個(gè)部分畫了一個(gè)圓，使得支架可設(shè)計(jì)有用于這個(gè)區(qū)的切口。醫(yī)生還可在患者的手臂103上作記錄。例如，醫(yī)生可寫下指示傷處位置的信息以及指示骨頭、關(guān)節(jié)、腱和韌帶的位置的信息。這些解剖學(xué)位置對(duì)于支架的設(shè)計(jì)是重要的，并且因此將它們標(biāo)記在患者的手臂103上。因?yàn)閿z影測(cè)繪使用照片，所以數(shù)字圖片將記錄所有標(biāo)簽、墨線、其它墨水標(biāo)記。參照?qǐng)D15，在實(shí)施例中，支架901可具有多個(gè)可接近區(qū)域902、904、906。接近區(qū)域902,904,906可大可小，這取決于損傷和患者。在拍照之前，可在患者身上標(biāo)記不同的區(qū)域902、904、906。可將各個(gè)接近區(qū)域902、904、906附連到鉸接件912或允許接近患者的被支架901覆蓋的單獨(dú)部分的其它可釋放緊固件上?？蓱?zhàn)略性地將接近區(qū)域902、904、906置于特定的關(guān)注區(qū)上面，例如需要清潔或定期檢查的傷口區(qū)。在其它實(shí)施例中，接近區(qū)域902、904、906還可沿著支架901的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。通過(guò)單獨(dú)打開各個(gè)區(qū)域902、904、906，可接近整個(gè)肢體或被支架901覆蓋的身體區(qū)，以清潔、檢查、移除縫線951或?yàn)榱似渌?，同時(shí)肢體或身體的其余部分得到保護(hù)，并且被支架901固定。參照?qǐng)D16，在另一個(gè)實(shí)施例中，支架920可具有單獨(dú)的接近區(qū)域922，并且支架的上部部分924的其余部分可聯(lián)接在一起?？舍尫藕涂烧{(diào)節(jié)的聯(lián)接件可附連到接近區(qū)域902、904、906上，以在接近區(qū)域902、904、906關(guān)閉時(shí)，將支架901固定在關(guān)閉位置上。[0052]參照?qǐng)D17-22，在實(shí)施例中，支架930可為可具有模塊化結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)，模塊化結(jié)構(gòu)具有可從支架911完全移除的模塊化區(qū)段。這個(gè)設(shè)計(jì)可用于骨折的肢體骨頭，諸如前臂。石膏模在醫(yī)療領(lǐng)域中是眾所周知的。當(dāng)骨折時(shí)，可固定骨頭，以減小斷裂部的大小，并且將石膏模置于手、下臂和上臂周圍。隨著手臂康復(fù)，移除石膏模，并且用較小的石膏模代替。患者可經(jīng)歷幾次石膏模更換，這取決于骨折類型。這是非常耗時(shí)，因?yàn)楸仨氫彽舾鱾€(gè)石膏模，而且必須在手臂或腿上面構(gòu)建較短的新石膏模。還如論述的那樣，應(yīng)用石膏模以及用石膏模鋸移除石膏模對(duì)在這些程序期間可能需要安撫的兒童很可能帶來(lái)?yè)p傷。[0053]在實(shí)施例中，可對(duì)患者設(shè)計(jì)模塊化支架930，它可具有幾個(gè)模塊化可調(diào)節(jié)支架區(qū)段，包括:上臂940、臂套942、肘938、下前臂932，上前臂934和拇指人字形繃帶936。可用任何描述的可釋放緊固件或任何其它適當(dāng)?shù)木o固件將區(qū)段聯(lián)接在一起。隨著患者康復(fù)，可按順序從模塊化支架930移除區(qū)段。如上面關(guān)于圖14論述的那樣，可在不同的模塊和可調(diào)節(jié)區(qū)段之間的連接處對(duì)患者進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記被攝影表面檢測(cè)過(guò)程檢測(cè)到，并且將不同的模塊區(qū)段設(shè)計(jì)到支架930中。因?yàn)橥ǔ?duì)骨折的骨頭照X光，所以可用攝影圖像觀看這個(gè)X光數(shù)據(jù)，并且支架930可設(shè)計(jì)有在身體的受傷區(qū)處保護(hù)手臂所需的結(jié)構(gòu)完整。如描述的那樣設(shè)計(jì)支架930，并且可通過(guò)已經(jīng)描述的可移除緊固件或者形成于支架中或附連到模塊化區(qū)段上的任何其它類型的聯(lián)接件(諸如螺釘915)，將可調(diào)節(jié)和模塊化的區(qū)段固定到各個(gè)相鄰區(qū)段上。[0054]參照?qǐng)D17，如果患者的手臂骨折，則剛開始可用支架930固定整個(gè)手臂，支架930從手指延伸到肩。參照?qǐng)D18，在第一時(shí)期之后，可從上臂模塊940移除臂套942。這允許肘在隔離時(shí)期之后彎曲。如果臂套942鉸接到上臂模塊940上，則可打開聯(lián)接件。備選地，可用任何描述的可調(diào)節(jié)的可釋放緊固件將臂套942聯(lián)接到臂模塊940上，以移除臂套942。參照?qǐng)D19，在第二時(shí)期之后，當(dāng)適于治療時(shí)，可移除整個(gè)上臂模塊940，以允許肘彎曲。肘模塊938仍然存在，它包圍肘，并且允許肘彎曲，但不允許肘旋轉(zhuǎn)。[0055]參照?qǐng)D20，移除肘模塊938，留下用于要治療的其余部分的“短臂”石膏模?？捎勉q接件912將這個(gè)上前臂934聯(lián)接到下前臂932上，并且可暫時(shí)打開上前臂934，以清潔皮膚和進(jìn)行檢查，但將關(guān)閉上前臂934，以便使臂在治療期間保持穩(wěn)定。參照?qǐng)D21，可在治療期間的任何時(shí)候移除“拇指人字形繃帶”936，從而允許拇指活動(dòng)。最后，參照?qǐng)D22，支架930的下前臂模塊932可保持為“夾板”，夾板可由可釋放條帶保持就位，諸如Velcro條帶，如果在治療之后為了額外的穩(wěn)定性和安全需要的話。[0056]在其它實(shí)施例中，可對(duì)受傷的手、腳或腿制作類似的支架。例如，當(dāng)患者的手受傷時(shí)，剛開始可能需要將整個(gè)手置于模塊化支架中，模塊化支架包括用于手腕、手掌、手指和拇指的不同模塊。支架還可包括接近部分。醫(yī)生可標(biāo)記受傷區(qū)，以及用于各個(gè)模塊接縫的期望位置和接近位置。然后可設(shè)計(jì)和制造支架。然后用所有模塊和任何需要的襯墊組裝支架。隨著手康復(fù)，可從支架中移除單獨(dú)的模塊，而且患者可重新使用手。最終，可能僅需要使受傷的手指處于支架中，直到患者完全恢復(fù)。因?yàn)槭志哂性S多小部分，所以可能難以制作和移除傳統(tǒng)手石膏模。本發(fā)明的過(guò)程大大簡(jiǎn)化了恢復(fù)過(guò)程，因?yàn)閮H需要一個(gè)支架，并且在患者康復(fù)時(shí)簡(jiǎn)單地移除模塊。[0057]在規(guī)定時(shí)段移除模塊對(duì)于康復(fù)過(guò)程可為非常重要的。長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)的關(guān)節(jié)可變得非常僵硬。因而，使關(guān)節(jié)盡可能地活動(dòng)是重要的?？沙掷m(xù)佩戴下臂模塊925，以使下臂模塊925支承患者的手臂，直到受傷骨頭完全康復(fù)。本發(fā)明的支架具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)案例的好處。由于移除了模塊，所以不需要新支架。由于支架模塊是可移除的，所以在必要時(shí)醫(yī)生可檢查肢體，而且患者可清潔肢體。在受傷肢體被標(biāo)記和拍照之后，患者不必留在醫(yī)院。當(dāng)各個(gè)區(qū)段被移除時(shí)，與必須定期移除和更換石膏模相比，節(jié)約了大量時(shí)間。可如描述的那樣調(diào)節(jié)支架的各個(gè)模塊化構(gòu)件的橫截面，以在大小改變時(shí)配合患者的肢體。特別地，如果肢體由于萎縮收縮，則可使橫截面減小，以改進(jìn)配合。[0058]除了尺寸恰當(dāng)之外，對(duì)于所需使用，支架或石膏模還必須足夠結(jié)實(shí)。可能需要腳踝支架或行走石膏模來(lái)支承使用者在奔跑或跳躍時(shí)的體重和沖擊，并且手臂支架或石膏模必須能夠經(jīng)受住常規(guī)使用力。在實(shí)施例中，支架或石膏模的強(qiáng)度由支架或石膏模構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)和用來(lái)制造構(gòu)件的材料確定。適當(dāng)?shù)牟牧习ǜ邚?qiáng)度塑料，諸如高強(qiáng)度聚酰胺金屬、合金和復(fù)合物，諸如在環(huán)氧粘結(jié)劑中的碳纖維。[0059]在另一個(gè)實(shí)施例中，皮膚上的標(biāo)記可確定用于襯墊骨輪廓的區(qū)或隨著時(shí)間的推移用于添加額外襯墊以保持輪廓的區(qū)。通過(guò)使用這個(gè)系統(tǒng)，相符襯墊可由相同過(guò)程打印，以配合在石膏模的內(nèi)壁內(nèi)的“配合區(qū)域”的界限內(nèi)?？僧a(chǎn)生厚度逐漸增大的相符表面襯墊的陣列，并且將它提供給具有初始石膏模的保健提供商。相符的內(nèi)部襯墊可由通過(guò)疊加制造技術(shù)產(chǎn)生的較軟的柔性材料制成。[0060]內(nèi)部襯墊可具有多孔性，以及匹配外部結(jié)構(gòu)的通風(fēng)孔以改進(jìn)通風(fēng)的孔。內(nèi)部襯墊還可具有鎖定裝置，鎖定裝置制造到襯墊中，使得內(nèi)部襯墊以正確定向搭扣到正確位置上。備選地，可使用粘合劑來(lái)將襯墊附連到支架上。[0061]因?yàn)橐r墊和支架兩者都是定制的，所以可用位置指示物標(biāo)記它們，位置指示物可為文本、顏色代碼或指示應(yīng)當(dāng)在哪里以及可能如何使襯墊和支架彼此附連的符號(hào)。例如，襯墊上的文本可聲明“通過(guò)將連接器附連到襯墊中的孔A上來(lái)將這個(gè)襯墊附連到支架的上部后區(qū)段上”。[0062]隨著身體康復(fù)，缺乏活動(dòng)可導(dǎo)致萎縮，萎縮使身體收縮。因而，第一組襯墊可較薄。當(dāng)原來(lái)較薄的支架或石膏模不再恰當(dāng)?shù)嘏浜蠒r(shí)，移除薄襯墊，并且用較厚的襯墊代替。不同組的相符襯墊可包括不同的厚度，它們可具有有望在這個(gè)表面幾何構(gòu)造隨著時(shí)間的推移而改變時(shí)，匹配患者的肢體的內(nèi)表面?？赏瑫r(shí)或交替地制造這些多組襯墊，因?yàn)榇鎯?chǔ)了襯墊的數(shù)字設(shè)計(jì)，所以可隨時(shí)根據(jù)存儲(chǔ)的襯墊設(shè)計(jì)來(lái)制造額外的襯墊。當(dāng)與可調(diào)節(jié)橫截面支架結(jié)合起來(lái)使用襯墊時(shí)，可控制襯墊的壓縮。當(dāng)支架不再恰當(dāng)?shù)刂С兄w時(shí)，可移除襯墊，并且用較厚的襯墊代替。[0063]參照?qǐng)D40，示出用于制造支架的襯墊的過(guò)程步驟的流程圖。如上面論述的那樣，可用任何類型的可被拍攝的標(biāo)記裝置標(biāo)記患者的肢體661。標(biāo)記可指示傷處的位置、支架的邊緣、模塊化支架的接縫、支架部件的接縫、敏感區(qū)、縫線的位置，以及其它身體特征?？捎贸芍T如點(diǎn)、線、柵格或任何其它多個(gè)光點(diǎn)的型式的IR光或可見光照亮患者的肢體663?？捎肐R光和/或可見光攝像機(jī)拍攝肢體(描述成665)。根據(jù)拍攝數(shù)據(jù)，可獲得患者的肢體的表面數(shù)據(jù)667。在其它實(shí)施例中，可不用IR光或可見光圖案照亮肢體，而且可通過(guò)患者的皮膚上的自然標(biāo)記來(lái)獲得表面數(shù)據(jù)。[0064]表面數(shù)據(jù)可用來(lái)設(shè)計(jì)支架的一組襯墊的內(nèi)表面669。在實(shí)施例中，可通過(guò)三維打印來(lái)制造襯墊，并且可將襯墊置于支架殼中。一旦用支架殼和襯墊組裝好支架，患者就可佩戴支架，以保護(hù)肢體673。隨著肢體由于康復(fù)和/或萎縮而改變，肢體的表面可改變675。如上面論述的那樣，支架殼可為可調(diào)節(jié)的，并且可上緊，以提供較好的配合。在其它實(shí)施例中，支架殼可能不可調(diào)節(jié)，而且如果肢體大小變小，則可能需要調(diào)節(jié)支架的配合。描述的過(guò)程可重復(fù)，以基于患者的肢體的新照片來(lái)制造新的一組襯墊?；颊呖珊?jiǎn)單地從支架殼中移除之前的一組襯墊，并且安裝新襯墊。這個(gè)過(guò)程可重復(fù)，直到患者不再需要支架。[0065]參照?qǐng)D37-39，可設(shè)計(jì)到支架中的另一個(gè)特征是成密集柵格的單獨(dú)懸浮式接觸襯墊611，它們各自包括襯墊611，襯墊611是“空心”的，從而產(chǎn)生環(huán)形形狀。這允許接觸“環(huán)”615接觸皮膚，每一個(gè)在中心處具有通風(fēng)孔619。這對(duì)皮膚提供改進(jìn)的空氣流。其“甜圈”形狀使窗口不太可能浮腫，因?yàn)闆](méi)有硬邊緣壓靠皮膚而干擾血流，而且較大的接觸襯墊611區(qū)將很可能增加皮膚上的舒適性?？諝膺€將圍繞各個(gè)接觸襯墊611流動(dòng)，而且可通過(guò)穿過(guò)外壁的穿孔型式排出。這將對(duì)使用者提高舒適性，以及降低表面皮膚溫度。[0066]因?yàn)榭墒垢鱾€(gè)接觸襯墊611產(chǎn)生為單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)“單元”，所以可將其產(chǎn)生為使得在襯墊的各個(gè)“料塊(Stock)”周圍存在“井”。在“井”之外，壁厚增加，因?yàn)閱卧暮竦牟糠峙c相鄰單元相交。這允許產(chǎn)生較結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)，在需要的地方(在各個(gè)襯墊的料塊周圍)有柔性，而在需要的地方(在各個(gè)料塊之間中)結(jié)實(shí)。強(qiáng)度和順從性兩者都在單個(gè)表面中實(shí)現(xiàn)。[0067]對(duì)于動(dòng)態(tài)支架，可使這些接觸襯墊611結(jié)構(gòu)產(chǎn)生為體積一致的附連結(jié)構(gòu)，或者對(duì)于動(dòng)態(tài)性較高的支架，可將接觸襯墊611打印成與外部結(jié)構(gòu)和通風(fēng)圖案連貫的離散元件，但由此接觸襯墊611和沒(méi)有外部結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)不接觸。這種結(jié)構(gòu)將允許支架的選擇區(qū)域中有不同的運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)由于接觸襯墊而對(duì)機(jī)械屬性有任何影響。[0068]圖37-39中示出的襯墊611是支架的內(nèi)表面的一部分。各個(gè)襯墊611是柔性的，并且可在受壓縮以及水平移動(dòng)時(shí)移動(dòng)。在實(shí)施例中，襯墊611各自具有接觸部分615和聯(lián)接到框架上的桿621。當(dāng)襯墊611壓靠著患者身體的一部分時(shí),例如當(dāng)患者佩戴支架時(shí),接觸部分615壓靠著桿621，桿621壓靠著框架629。桿621可比接觸部分窄得多，并且是可彎曲的。當(dāng)襯墊611的接觸部分615水平移動(dòng)時(shí)，桿621將響應(yīng)于襯墊611移動(dòng)而彎曲。桿621還聯(lián)接到框架629上，使得桿621可相對(duì)于框架629的平面沿垂直方向移動(dòng)。因而，襯墊611可響應(yīng)于襯墊611抵靠著支架的框架的任何垂直壓縮而移動(dòng)。在實(shí)施例中，支架的一部分或整個(gè)內(nèi)表面可包括描述的襯墊611。在支架中使用的襯墊611完全可為都相同的，或者它們各自可具有不同的設(shè)計(jì)特性。例如，位于皮膚下面的較硬的表面(諸如骨頭)上面的襯墊611可具有柔性襯墊611，柔性襯墊611允許骨頭和/或關(guān)節(jié)較舒適地移動(dòng)。相反，位于身體的較軟區(qū)上面的襯墊611則可能較硬，因?yàn)檐泤^(qū)可能不需要那么多襯墊。圖37示出單個(gè)襯墊611元件的示例的橫截面。圖38示出襯墊611處于直接壓縮,而圖39則示出襯墊611處于對(duì)角壓縮。在受壓縮圖中，桿621響應(yīng)于施加到襯墊611上的壓力而彎曲。[0069]在其它實(shí)施例中，可使用不同的柔性襯墊設(shè)計(jì)，包括非圓形表面，不同的彈簧桿和不同的通風(fēng)機(jī)構(gòu)。襯墊的硬度或柔軟度可由桿對(duì)抗框架和襯墊的接觸區(qū)的彈性系數(shù)量化。接觸面積大且彈性系數(shù)低的襯墊將是非常柔軟的。相反，接觸面積小且彈性系數(shù)高的襯墊將是較硬的襯墊。量化襯墊的硬度或柔軟度的等式為(襯墊表面積)X(桿彈性系數(shù))=x。例如，如果襯墊面積為I平方英寸，并且彈性系數(shù)為10磅每英寸，則當(dāng)襯墊壓縮到框架中1/4英寸時(shí)，力將為2.5磅每平方英寸。如果襯墊壓縮到框架中1/2英寸，則力將為5磅每平方英寸。可將各個(gè)襯墊的動(dòng)態(tài)硬度/柔軟度特性單獨(dú)設(shè)計(jì)到支架中。襯墊面積的范圍可為大約1/4平方英寸至大約5平方英寸，并且桿的彈性系數(shù)的范圍可為大約0.01磅/英寸至大約100磅/英寸。[0070]參照?qǐng)D23和24，顯示了可調(diào)節(jié)緊固件990的俯視圖和仰視圖，可調(diào)節(jié)緊固件990可用來(lái)沿著接縫997將第一區(qū)段991連接到支架的第二區(qū)段992上，以及改變支架的橫截面。在這個(gè)示例中，接縫997被示為直線。在其它實(shí)施例中，接縫997可彎曲。在實(shí)施例中，接縫997可垂直于第一區(qū)段991的內(nèi)表面和外表面。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)段991的接縫邊緣可為凹曲線，而第二區(qū)段992的接縫邊緣可為凸曲線，使得壓縮力可傳送跨過(guò)接縫997，而不改變第一區(qū)段991和第二區(qū)段992的對(duì)齊。[0071]在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)緊固件990可包括從第二區(qū)段992延伸的多個(gè)突舌993、994和形成于第一區(qū)段991中的凹槽995、996。在圖25-27中示出突舌993、994的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。圖25示出圖23和24中顯示的突舌993的橫截面?zhèn)纫晥DA-A。突舌993的前部端是漸縮的，并且底表面可為支架的內(nèi)表面或外表面。圖26示出突舌994的橫截面圖B-B，突舌994具有漸縮的前部端和插銷998，插銷998將可調(diào)節(jié)緊固件990鎖定在一起。突舌994的頂表面可為支架的內(nèi)表面或外表面。[0072]參照?qǐng)D27，示出突舌993和994的正視圖。第二區(qū)段992的橫截面可彎曲，并且突舌993的下表面可匹配第二區(qū)段992的下表面的曲率，并且上表面可為凸表面。突舌994還可具有匹配第二區(qū)段992的上表面的彎曲上表面。突舌998可為鎖定突起，鎖定突起接合跨過(guò)凹槽996形成的一個(gè)或多個(gè)凹部980。參照?qǐng)D28-30示出凹槽995、996的細(xì)節(jié)。圖28示出圖23和24中顯示的凹槽995的橫截面?zhèn)纫晥DA-A。第一區(qū)段991中的凹槽995包括形成于第一區(qū)段991的下表面中的凹表面，其從接縫997向內(nèi)延伸。圖29示出圖23和24中顯不的凹槽996的橫截面?zhèn)纫晥DB-B的實(shí)施例。凹槽996可形成于第一區(qū)段991的上表面中，并且從接縫997向內(nèi)延伸。凹槽996可包括延伸跨過(guò)凹槽996的多個(gè)凹部980，并且凹槽996可連接到貫通孔區(qū)段999上，貫通孔區(qū)段999在第一區(qū)段991的上表面和下表面之間延伸。圖30是凹槽995、996的正視圖，其顯示第一區(qū)段991的曲率。[0073]參照?qǐng)D31-36，示出突舌994、995的橫截面?zhèn)纫晥D，突舌994、995插入到凹槽995、996中，以連接支架的第一區(qū)段991和第二區(qū)段992。圖31示出突舌993進(jìn)入凹槽995。圖32顯示突舌993部分地在凹槽995中，并且圖33顯示突舌993完全插入到凹槽995中。突舌993的底部保持與第一區(qū)段991的底部齊平。當(dāng)完全插入時(shí)，第一區(qū)段991沿著接縫997聯(lián)接到第二區(qū)段992上。圖34顯示突舌994進(jìn)入凹槽996。圖35顯示突舌994部分地在凹槽996中且向上偏轉(zhuǎn)。圖36顯示突舌994完全插入到凹槽996中，突起998在一個(gè)凹部980內(nèi)，以使突舌鎖定就位。在這個(gè)實(shí)施例中，僅可通過(guò)使突舌994偏轉(zhuǎn)來(lái)分開第一區(qū)段991和第二區(qū)段992，以從凹部980移除突起998。圖23-36中示出的連接器可為集成彎曲設(shè)計(jì)，其符合患者的表面構(gòu)形的任何彎曲表面，并且可在第一區(qū)段991和第二區(qū)段992之間提供剛性連接。[0074]如在一些實(shí)施例中論述的那樣，支架可具有可置于支架殼內(nèi)的多個(gè)襯墊組。隨著肢體的表面改變，可移除最初的襯墊，并且可安裝其它襯墊組，使得支架可恰當(dāng)?shù)刂С兄w。參照?qǐng)D41和42，示出具有不同的內(nèi)部襯墊組的支架的橫截面。支架可具有上部部分536，上部部分536在一個(gè)邊緣上通過(guò)鉸接件533聯(lián)接到下部部分534上以及在相對(duì)邊緣上通過(guò)可調(diào)節(jié)聯(lián)接件531聯(lián)接到下部部分534上。在其它實(shí)施例中，支架還可包括不可調(diào)節(jié)緊固件而非可調(diào)節(jié)緊固件。在圖41中，襯墊組682、684的厚度比圖42中示出的襯墊組更薄。當(dāng)患者的肢體受傷時(shí)，肢體的初始橫截面可由于腫脹而變大。因而，圖41中的支架的內(nèi)部橫截面可對(duì)應(yīng)于較大的初始橫截面表面。相比之下，在圖42中，內(nèi)部空間較小，因?yàn)橐r墊組686、688較厚。[0075]在實(shí)施例中，襯墊組682、684、686、688的內(nèi)表面包括可壓縮襯墊611，它們可與圖37-39中示出的襯墊相同或相似。這些襯墊611可形成有對(duì)應(yīng)于患者的肢體的表面數(shù)據(jù)的表面。襯墊611可形成有襯墊組682、684、686、688，或者附連到各個(gè)襯墊組上。如上面參照?qǐng)D37-39論述的那樣，襯墊611可提供通風(fēng)，使得患者的肢體通過(guò)襯墊611之間的開放空間以及襯墊611內(nèi)的孔而暴露于周圍空氣。在實(shí)施例中，襯墊682、684、686、688還可包括額外的穿孔，以改進(jìn)通風(fēng)。在實(shí)施例中，支架可包括連接器687，連接器687將襯墊組682、684、686、688可釋放地連接到支架的上部部分536和下部部分534的穿孔或其它特征上。連接器可為允許空氣通過(guò)襯墊611從支架的外部部分傳送到患者的肢體的管狀結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，開放空間689可存在于襯墊組686、688和支架的上部部分536和下部部分534之間。這些開放空間689可提供通風(fēng)，以允許空氣流過(guò)襯墊組686、688和支架的上部部分536和下部部分534中的穿孔。[0076]在設(shè)計(jì)好結(jié)合了可調(diào)節(jié)聯(lián)接件的支架或裝置之后，將支架設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐?gòu)建支架的三維制造機(jī)。在實(shí)施例中，三維制造機(jī)是快速原型制作、快速制造、分層制造、3D打印、激光燒結(jié)和電子束熔接(EBM)、熔融材料淀積(FDM)、CNC等。制造機(jī)通過(guò)在之前形成的平面橫截面層上形成結(jié)構(gòu)的平面橫截面層來(lái)產(chǎn)生三維單件或多件結(jié)構(gòu)，它們可為塑料、金屬或不同材料的混合物。這個(gè)分層制造過(guò)程從結(jié)構(gòu)的一端持續(xù)到相對(duì)端，直到結(jié)構(gòu)完全制造好。[0077]為了高效地產(chǎn)生描述的裝置，同時(shí)產(chǎn)生盡可能多的構(gòu)件部件可為合乎需要的。許多制造機(jī)器可在預(yù)定時(shí)段里產(chǎn)生配合在特定空間內(nèi)的部件。例如，支架可圍繞患者的驅(qū)干配合，并且在中心具有大空間?？芍谱鬟@個(gè)支架，但它將僅構(gòu)成一個(gè)裝置。為了改進(jìn)效率，可將支架設(shè)計(jì)成后來(lái)聯(lián)接或熔合在一起的多個(gè)部件。不是制作具有大的開放中心區(qū)的單個(gè)支架，描述的制造方法而是可用來(lái)對(duì)與單件支架占據(jù)相同的特定空間的兩個(gè)或更多個(gè)支架同時(shí)產(chǎn)生構(gòu)件。使用三維制造機(jī)器進(jìn)行制造的成本可與打印構(gòu)件所需的時(shí)間量成比例，而非與原材料成本成比例?？赏ㄟ^(guò)將盡可能多的構(gòu)件橫截面置于打印區(qū)中來(lái)最大程度地減少打印時(shí)間。如果背部或肢體支架通常具有大的開放中心區(qū)域，則打印成本效率可能較差。但是，如果支架為模塊化設(shè)計(jì)，則可用較高效的方式制造模塊化區(qū)段部件。例如，可與第一區(qū)段部件的鄰近另一個(gè)區(qū)段部件的凹表面的凸表面同時(shí)制造多個(gè)模塊化區(qū)段部件。通過(guò)用疊加材料機(jī)器以高效地生產(chǎn)方式安排構(gòu)件以進(jìn)行制造，可顯著地降低制造成本。然后可將構(gòu)件組裝和聯(lián)接或熔合在一起，以形成支架。在實(shí)施例中，可按高分辨率制造支架的內(nèi)表面，使得內(nèi)表面非常平滑。[0078]當(dāng)使用三維打印機(jī)制造支架時(shí)，通過(guò)淀積多個(gè)平行平面材料層來(lái)形成支架，各個(gè)層熔合到相鄰層上。用來(lái)形成支架的各個(gè)材料層可具有預(yù)定且均勻的厚度。為了優(yōu)化支架制造的效率，最大程度地減少用來(lái)產(chǎn)生支架的平行平面層的數(shù)量可為合乎需要的。這會(huì)最大程度地減少為了產(chǎn)生支架而形成的層的數(shù)量，以及優(yōu)化制造效率。在實(shí)施例中，可將支架設(shè)計(jì)信息置于具有正方形拐角的虛擬盒中。為了產(chǎn)生支架而形成的平行平面層可垂直于支架的最短尺寸，這可為盒的厚度。[0079]例如，參照?qǐng)D51，在具有正方形拐角和平面?zhèn)炔康奶摂M盒480中示出支架440。臂支架440可為伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)從肘延伸到手，并且限定長(zhǎng)度軸線。盒480的長(zhǎng)度X可為支架440的最長(zhǎng)尺寸，并且盒480的厚度Z可為支架440的最短尺寸。在實(shí)施例中，熔合來(lái)形成支架440的平行平面層可平行于長(zhǎng)度軸線X。在實(shí)施例中，熔合來(lái)形成支架440的平行平面層基本垂直于厚度軸線Z，厚度軸線Z可為支架的最小總尺寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，熔合來(lái)形成支架440的平行平面層基本平行于寬度軸線Y。[0080]在支架殼形成之后，可在內(nèi)表面上執(zhí)行額外的處理，以提高平滑度?？蓪?duì)內(nèi)表面進(jìn)行磨光、砂磨、拋光，或者可使用其它工藝來(lái)產(chǎn)生支架的平滑內(nèi)表面?？墒謩?dòng)地執(zhí)行這些工藝，或者用機(jī)器執(zhí)行。在其它實(shí)施例中，可將填料材料淀積在支架殼的內(nèi)表面上，以產(chǎn)生平滑表面。例如，可對(duì)內(nèi)表面涂漆，而且漆可填充不均勻的表面，以及干燥成平滑表面。備選地，可對(duì)內(nèi)表面加熱，以使支架材料再次流動(dòng)，以及產(chǎn)生平滑內(nèi)表面。[0081]使用攝影過(guò)程具有許多優(yōu)于其它表面掃描技術(shù)(諸如激光掃描)的優(yōu)點(diǎn)。用于將特征的位置從患者變換到支架或裝置的過(guò)程得到簡(jiǎn)化，因?yàn)獒t(yī)生可直接將位置標(biāo)記應(yīng)用到患者身上，或者將位置標(biāo)記應(yīng)用到緊身覆蓋物上。因而，特征的位置更有可能精確地置于最終產(chǎn)品上。裝備成本也降低，因?yàn)閿?shù)字?jǐn)z像機(jī)、計(jì)算機(jī)和電子存儲(chǔ)器不貴。攝影裝備也是便攜式的，所以可將其容易地運(yùn)輸?shù)交颊叩奈恢谩Ｈ缓罂捎秒娮臃绞綄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)轿挥谛袠I(yè)協(xié)會(huì)處的制造機(jī)器。備選地，可將數(shù)字裝置數(shù)據(jù)記錄到磁盤上，并且傳輸?shù)街圃鞕C(jī)器。[0082]在各種實(shí)施例中，本公開包括基本如的本文(包括各種實(shí)施例、它們的子組合和子集)描繪和描述的那樣的構(gòu)件、方法、過(guò)程、系統(tǒng)和/或設(shè)備。在理解本公開之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解如何制作和使用本公開。在各種實(shí)施例中，本公開包括在缺少在本文或本文的各種實(shí)施例中未描繪和/或描述的項(xiàng)目時(shí)(包括缺少可能已經(jīng)在以前的裝置或過(guò)程中使用過(guò)的項(xiàng)目)提供裝置和過(guò)程，例如，以便改進(jìn)性能，實(shí)現(xiàn)便利性和/或減少實(shí)現(xiàn)成本。實(shí)際上，如所附權(quán)利要求反映的那樣，本發(fā)明的各方面并非在于任何單個(gè)前面公開的實(shí)施例的所有特征中?！緳?quán)利要求】1.一種可調(diào)節(jié)支架，包括:第一部分，其用于支承肢體的第一表面；可調(diào)節(jié)部件，其聯(lián)接到所述第一部分的第一邊緣上，以抵靠著所述肢體的所述第一表面固定支架的所述第一表面；以及可調(diào)節(jié)緊固件，其附連到所述第一部分的第二邊緣上，并且所述可調(diào)節(jié)緊固件可釋放地聯(lián)接到所述可調(diào)節(jié)部件上；其中，所述第一部分的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)于所述肢體的所述第一表面的數(shù)字表示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件小于大約0.5英寸寬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件被制造成所述可調(diào)節(jié)支架的組成部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件可釋放地附連到所述第一部分的所述第一邊緣上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，可調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)部件，以改變所述可調(diào)節(jié)支架的一部分的橫截面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件包括附連到所述可調(diào)節(jié)部件的端部上的鉤子，并且所述可調(diào)節(jié)緊固件包括多個(gè)槽口或孔。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述鉤子置于所述多個(gè)槽口或孔中的一個(gè)中，以將所述可調(diào)節(jié)支架固定到所述肢體上。8.一種可調(diào)節(jié)支架，包括:支承結(jié)構(gòu)，其用于支承肢體的第一表面，所述支承結(jié)構(gòu)具有第一邊緣，以及在所述第一部分的相對(duì)的側(cè)的第二邊緣；可調(diào)節(jié)部件，其為柔性伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)節(jié)部件具有聯(lián)接到所述支承結(jié)構(gòu)的所述第一邊緣上的第一端，以及與所述第一端相對(duì)的第二端；以及附連在所述支承結(jié)構(gòu)的第二邊緣附近的可調(diào)節(jié)緊固件；其中，所述支承結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面基于所述肢體的數(shù)字表示，并且所述可調(diào)節(jié)部件布置成圍繞所述肢體，以及附連到所述可調(diào)節(jié)緊固件上，以使所述肢體的所述第一表面保持抵靠著所述支承結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，可調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)部件，以改變所述可調(diào)節(jié)支架的橫截面。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)緊固件包括多個(gè)槽口或孔。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述多個(gè)槽口或孔彼此相鄰。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述多個(gè)槽口或孔定位成與所述支承結(jié)構(gòu)的所述第二邊緣相距不同距離。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件在所述第二端處具有鉤子，所述鉤子配合在所述多個(gè)槽口或孔中的各個(gè)內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)支架的所述內(nèi)表面具有凸表面。15.一種可調(diào)節(jié)支架，包括:支承結(jié)構(gòu)，其用于支承肢體的第一表面；聯(lián)接到所述支承結(jié)構(gòu)上的可調(diào)節(jié)部件；以及用于調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)支架的橫截面的可調(diào)節(jié)緊固件；其中，所述第一部分的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)于所述肢體的數(shù)字表示。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)緊固件包括第一多個(gè)槽口或孔。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述多個(gè)槽口或孔定位成與所述可調(diào)節(jié)部件聯(lián)接到所述支承結(jié)構(gòu)上所處的點(diǎn)相距不同距離。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件是伸長(zhǎng)柔性結(jié)構(gòu)，其可釋放地聯(lián)接到所述可調(diào)節(jié)緊固件上，以使所述第一部分保持抵靠著所述肢體。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件是所述可調(diào)節(jié)支架的組成部分。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可調(diào)節(jié)支架，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)部件可釋放地聯(lián)接到所述可調(diào)節(jié)支架上?！疚臋n編號(hào)】A61F5/01GK103945799SQ201280040486【公開日】2014年7月23日申請(qǐng)日期:2012年8月20日優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日【發(fā)明者】S.薩米特,K.B.特勞納申請(qǐng)人:3D系統(tǒng)公司