基于STL文件的个性化外固定支具模型生成算法研究

作者：吴植文; 韩玉川; 白云瑞; 支鹏翔; 刘一然; 朱险峰^*

来源：国际生物医学工程杂志, 2018, 41(05): 434-438+442.

• STL文件
• 切割
• 偏移
• 镂空
• 外固定支具

目的研究基于STL文件的个性化外固定支具生成算法,实现通过3D扫描、模型生成和3D打印加工个性化外固定支具。与传统石膏固定相比,该方法获得的外固定支具具有与肢体外表面贴合性好、透气性好、重量轻的优点。方法为生成个性化外固定支具模型,对模型生成的关键算法进行了研究。用3D扫描仪扫描肢体获得点云文件并将其转化为STL格式文件;对三角形面片做切割、偏移、三角化和镂空等处理,从而生成透气性好并与肢体外表面完全贴合的外固定支具模型;最后利用3D打印加工外固定支具。结果使用改进后的点偏移算法,解决了点偏移在平面和尖角处严重变形的问题。使用正切值排序法对轮廓环上的点进行顺时针排序,获得三角化截面轮廓。使用典型立体"刀具"数学模型与STL文件空间相交方法实现了对模型的镂空加工。结论以手腕为例,对改进后的模型生成算法进行了验证,获得了与肢体表面贴合度很高的个性化外固定支具模型,证明该模型生成算法有效且实用。

• 单位
  电子工程学院; 天津大学