專利名稱：：具有開窗、有限柔性和模塊化構(gòu)造的定制支架、石膏和裝置及其設計和制造方法具有開窗、有限柔性和模塊化構(gòu)造的定制支架、石膏和裝置及其設計和制造方法相關申請的交叉引用本專利申請要求2010年6月22日提交的美國專利申請12/820968的名稱為ModularCustomBraces,CastsAndDevicesAndMethodsForDesigningAndFabricatings2010年6月25日提交的美國專利申請12/823512的名稱為CustomBraces,CastsAndDevicesHavingFenestrationsAndMethodsForDesigningAndFabricating、以及2010年6月25日提交的美國專利申請12/823626的名稱為CustomBraces,CastsAndDevicesHavingLimitedFlexibilityAndMethodsForDesigningAndFabricating的優(yōu)先權。美國專利申請12/823512、12/823626、12/820968的內(nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
背景技術：
：有很多不同類型的支架和石膏用于在恢復過程中保護身體的一部分。支架用于限制關節(jié)的運動，并且可用于防止損傷或通過防止與損傷有關的運動而允許關節(jié)痊愈。常見的關節(jié)是彈性的，由伸縮材料制成，或是包括一些硬成分的鉸鏈式。彈性的支架通常由紡織材料，諸如棉花、萊卡、尼龍，或者提供非常高的透氣性和穿著舒適感的其它混合物制成。這些支架與手肘、手腕、腿和膝蓋相合，提供自然的移動自由度。支架通常是現(xiàn)成的產(chǎn)品，其利用帶子固定到病人的身體上。支架能夠具有放置在病人的身體和更為剛性的支架結(jié)構(gòu)之間的墊或其它緩沖。柔性的現(xiàn)成支架提供不昂貴的模式，用于限制運動并增加對目標身體部位的支撐。然而，柔性材料的使用和通用的尺寸設定限制了現(xiàn)成的支架能夠提供的控制的量。對于給定的個體，“現(xiàn)成”支架提供有限的相合性。旋轉(zhuǎn)軸線相對于天然關節(jié)軸線不精確地定位，并且在位置、相合性和運動控制方面要求更大精確性的運動支撐情況的臨床范圍不那么有用。鉸鏈式支架通常比彈性或氯丁橡膠支架提供更大的支撐和穩(wěn)定性。鉸鏈式支架是一系列運動支架的子集。對于很多摩動關節(jié)諸如膝蓋和手肘的康復或治療，在受傷、手術或治療之后早期需要運動，以便獲得良好的臨床和功能性結(jié)果。運動支架對受傷的關節(jié)提供支撐，同時由健康護理提供者建立運動限制，以允許在合適的平面中受控的運動。沒有早期運動，則導致僵硬，長期的運動范圍減小，并且臨床結(jié)果不是最優(yōu)。鉸鏈式膝蓋支架是動態(tài)支架的示例，其運動以便在受傷或手術之后對膝蓋關節(jié)提供增加的支撐。鉸鏈式膝蓋支架用于膝蓋內(nèi)或者基于圍手術期的韌帶受傷的治療。它們最常用于膝蓋中的前十字韌帶受傷和內(nèi)側(cè)副韌帶受傷的治療。這些支架還被傷后的運動員基于保護使用，以及被諸如橄欖球前鋒基于預防來使用，它們按慣例帶支架用于保護。康復性可移除膝蓋支架還可用作一系列運動支架。這些支架具有結(jié)合到支架中的鉸鏈，其能夠指定和限制彎曲和伸展運動的程度。這些還可以借助“落鎖”機構(gòu)而鎖定到完全伸展。這些一系列運動支架通常用在創(chuàng)傷或重建設置中，其中運動范圍必須以受控的設置推進。其它動態(tài)夾板提供施加給關節(jié)的額外的應力，以在關節(jié)痙攣固定中獲得增加的運動。這些支架在運動的極限處施加額外的力，以便輔助拉伸關節(jié)。與支架或夾板相反，石膏通常是周向裝置，用于穩(wěn)定和保護肢或身體部位。骨科石膏是周向的外殼，通常由灰漿或纖維玻璃制成，圍繞肢，或在一些情況下，圍繞大的身體部分，以將摔斷骨頭保持就位，以允許愈合。上肢石膏圍繞手臂、手腕和/或手。長臂石膏從手至腋窩以下大約2英寸圍繞手臂，使手指和拇指是活動的。相反，短臂石膏僅停止在手肘以下。依賴于受的傷和醫(yī)生的決定，兩種類型可以都包括一個或多個手指或拇指，在這種情況下，其被稱為手指人字石膏或拇指人字石膏。下肢石膏類似地分類，圍繞腳和腿的石膏稱為長腿石膏，而僅覆蓋腳和膝蓋以下的小腿的稱為短腿石膏。在恢復期期間可以對期望以穩(wěn)定的肢來行走的病人施加步行足跟，或者提供帆布、皮革或橡膠石膏鞋(稱為承重)。當病人不以受傷的肢行走時，可以提供拐杖或輪椅。如果提供頭尖鐵片的話，腿石膏的底部還可以延伸到腳趾尖。可以進行這種增加，對跖提供支撐并且穩(wěn)定跖，并且保護腳趾不受到額外的創(chuàng)傷。這對于摔斷的腳是常見的治療。在一些情況下，石膏可以包括上臂和下臂以及手肘，但不覆蓋手腕和手，或者可以包括大腿和小腿以及膝蓋，但不覆蓋腳和腳踝。這樣的石骨可以稱為筒狀石骨，或者就稱為長臂石骨或長腿石骨。骨科石膏通常是單次使用、不可移除的裝置，其周向地應用于病人，并且不應被病人移除。通常，石膏的任何移除擾亂下面的棉花層的相合性，并且導致裝置的移位。結(jié)構(gòu)構(gòu)件不是周向的穩(wěn)定裝置稱為夾板。它們通常將剛性施加給身體部分的一部分，但允許在其它平面中運動、膨脹或調(diào)整。石膏通常由醫(yī)師或石膏技術人員按層來施加。將接受石膏的身體部分起初以薄的紡織棉花層或松緊織物來覆蓋。該部分然后以薄的松弛的棉花包層來外包覆，棉花包層是例如按層施加的Webril。嘗試盡可能均勻地施加棉花，因為任何折起或不完美都可能成為一旦施加了硬外殼后將來皮膚潰爛的原因。通常，較大量的棉花填充層應用在石膏的末端區(qū)域上。骨頭突起處也接受額外的墊充。一旦施加了墊充，則身體部位以灰漿或纖維玻璃來包覆。這些材料是自固定的，在圍繞身體部位包覆之前浸入水中而激活。石膏是周向裝置，灰漿/纖維玻璃被施加作為身體部位周圍的包層。然后醫(yī)師將模具施加給石膏，嘗試使石膏相合，并且將身體部位支撐在臨界平面中。例如，在骨折的治療中，通常，三點模具被施加在骨折可能失穩(wěn)或變型的平面中，以便防止位移。由于石膏是環(huán)繞式的，周向應力將使石膏尺寸在垂直于模具的平面中擴展。石膏的控制依賴于從業(yè)者的技能、施加的墊充量、材料上的張緊的量、在固定過程期間石膏的適當成型。一旦石膏已經(jīng)固定，則石膏可以被修整，額外的墊充可以施加到邊緣，如果處理尖銳的邊緣需要的話。石膏的不完美施加與多種復雜因素有關，包括皮膚的潰爛、不舒適、急救室的訪客、隔室并發(fā)癥、固定的失去或骨折減少、骨折的畸形愈合、對于手術介入的需要、神經(jīng)受傷、脈管受傷。利用移除修改石膏和施加新石膏經(jīng)常發(fā)生，并且與顯著成本和病人的病癥相關聯(lián)。覆蓋身體軀干并且在一些情況下達到頸部或包括頭或一個或多個肢的軀干石膏當今對于成年人較少使用，但繼續(xù)常見地用于治療兒科的情況。軀干石膏圍住病人身體的軀干，并且可以具有延伸超過肩的部分。軀干石膏通常稱為石膏背心。包括身體軀干和一個或多個肢的石膏以及包括臂的“軀干”以及一個或多個手指或拇指的石膏稱為人字石膏。例如，肩人字石膏包括身體軀干以及一個手臂，通常到達手腕或手。肩人字石膏當今較少使用，已經(jīng)被允許傷處的早期活動以便避免愈合之后的關節(jié)僵硬的特殊夾板和吊帶所取代。髖部人字石膏包括身體的軀干和一個或多個腿。僅覆蓋一條腿至腳踝或腳的髖部人字石膏可以稱為單髖部人字石膏，而覆蓋兩條腿的髖部人字石膏則稱為雙髖部人字石膏。一又二分之一髖部人字石膏圍繞一條腿至腳踝或腳以及另一條腿至膝蓋上方。髖部人字石膏覆蓋軀干的程度很大程度上取決于受傷處和外科醫(yī)生。例如，人字石膏可以僅延伸到肚臍，允許脊柱的活動性并且使得能夠借助拐杖來走動，或者其可以延伸到胸廓或者在一些少見情況下甚至延伸到腋窩。髖部人字石膏之前常用于減少股骨骨折，但如今它們常用于小兒髖部情況的治療。在一些情況下，髖部人字石膏可以僅從一個或多個腿向下延伸至膝蓋之上。這種石膏稱為馬褲石膏，用于穩(wěn)定受傷的腰脊柱或骨盆，這種情況下，石膏的軀干部分通常延伸到腋窩。軀干石膏通常在使用特殊框架和使用多個技術人員或醫(yī)師的情況下應用。病人如果是成年人可能需要鎮(zhèn)靜劑。對兒科病人施加軀干石膏或髖部人字石膏通常需要全身麻醉，并且在手術室中施加石膏。軀干石膏和髖部人字石膏通常穿戴6至12周的時間。更換裝置的需要可能導致額外的成本和病癥。對于兒科人字石膏來說，衛(wèi)生是困難的問題，因為支架的污損是經(jīng)常發(fā)生的。除了醫(yī)療原因之外，需要全身麻醉來更換石膏對更換石膏是強烈的反激勵。用于保護受傷的脊柱或作為對脊柱變形如脊柱側(cè)凸的治療而使用的其它軀干石膏包括Minerva石膏和Risser石膏。Minerva石膏包括身體的軀干(有時僅向下延伸至胸廓)和病人的頭，為病人的臉、耳朵、及通常頭的頂部和頭發(fā)提供了開口。Risser石膏是類似的，從病人的髖部延伸到頸部，有時包括頭的一部分。石膏通常由灰漿制成，包圍肢和/或軀干?；覞{繃帶包括已經(jīng)用熟石膏浸潰的棉花繃帶，該熟石膏在濕潤之后變硬。或者，在石膏中經(jīng)常使用由合成材料制成的繃帶。例如，石膏經(jīng)常由利用聚氨酯浸潰的編織纖維玻璃繃帶制成，有時由熱塑性塑料繃帶制成。這些合成材料石膏比灰漿石膏更輕并且干燥得比灰漿石膏快得多。因為石膏直接應用于病人的身體，因此它們具有定制的配合。相反，用于常見醫(yī)療創(chuàng)傷或情況的大部分支架是現(xiàn)成的物品，其被調(diào)整以適配于病人。對于較為嚴重的受傷、慢性情況或圍手術期的穩(wěn)定，需要更大的支架控制和相合性。這些病人需要使用定制的支架，它們通常由諸如修復學家和矯正學家等專家制作。這些專家通常取得病人的模具，從該模型他們能夠制造病人的實在的模型。在該實在模具周圍，修復學家可以在實在模型周圍包覆材料，這些材料可以用于構(gòu)成定制的裝置。墊充和加強的量基于矯正學家的臨床經(jīng)驗和支架制造的工藝。當設計好定制的修正、支架和矯正之后，醫(yī)學從業(yè)者經(jīng)常依賴于他們的手來感覺病人的軟組織和骨結(jié)構(gòu)。從業(yè)者識別出在組織之下感覺到的骨頭凸起，并且將這些位置標記為坐標參考點，然后他們使用這些坐標參考點來產(chǎn)生用于身體的定制裝置。從業(yè)者對病人和病人的模型反復地進行工作，以產(chǎn)生支架，該支架與病人相合，且具有對于其臨床應用必要的合適墊充和支撐。對于傳統(tǒng)的支架制造方法有很多限制。整個過程是非常勞動力密集且效率差的。設定尺寸和制造方法的限制對于終端產(chǎn)品有限制。制造限制對設計選擇、以及終端產(chǎn)品的功能性有限制。定制裝置是勞動力密集的，并且它們在幾何復雜性方面受到限制。定制裝置還可能是高度不精確的，因為它們是手工制造的，并且可能僅模糊地表示了病人的身體。手動制造的工藝還不允許對定制裝置的特殊調(diào)整，特殊調(diào)整可以包括間隙，或用于痛處、疹子、胎記、胎塊、乳頭、縫線、傷痕或可能需要特殊間隙或避免接觸的皮膚上的其它區(qū)域的定制窗口。需要設計支架的改進的系統(tǒng)和方法，該支架更為精確地適配于病人、更薄、更強、更舒適并且可選擇性地為柔性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及基于來自病人的掃描數(shù)據(jù)制造定制支架、石膏或裝置的過程，該定制支架可以在支架結(jié)構(gòu)和病人之間包括墊充。在一個實施例中，使用照相測量過程，其中，從病人的多個照片獲取病人的表面數(shù)據(jù)。為了精確地測量病人的表面，能夠以各種不同方式將參考點施加到病人的皮膚上。在每個照片中，表面應該具有至少十二個良好分布的參考點，對象的整個表面上應該具有至少二十個參考點。越多的參考點將導致對象的越精確的測量。標記可以是由墨水形成的點、標簽或直接放置在病人身上或形狀適配覆蓋物(諸如由病人穿的松緊織物)上的其它標記。在一個實施例中，形狀適配覆蓋物的布料可以被印刷有點、有紋理的墊或相互交叉的線的網(wǎng)格，使得一旦病人穿上該覆蓋物，則病人將具有一組參考點。在又一實施例中，光投射器可以用于將可視圖案或紅外光投射到病人身上。光圖案可以是一系列斑點，相交線的網(wǎng)格或允許病人身上的點圖像被檢測的任何其它圖案。病人身上的可見光或不可見光用作標記，其可以是白色或彩色光標記，它們被利用投射器投射到病人身上?？赡苄枰鄠€投射器或鏡子將光投射到病人的所有要求的表面上。光可以包括可見光或不可見光，諸如紅外光(IR)。除了用于獲得病人身體表面的表面輪廓的參考點之外，醫(yī)生或從業(yè)者還可以標記病人身體的區(qū)域，以指示支架的其它特征的位置。例如，標記可以指示支架的端部邊緣，墊充區(qū)域，骨頭突出，皮膚的敏感區(qū)域，孔，窗口，病態(tài)部位(骨折或手術部位區(qū)域)，下部的結(jié)構(gòu)(先前的脊柱棘突和脊柱對準)，支架不應該根據(jù)病人的輪廓來精確地制造的凹入?yún)^(qū)域，以及在支架中形成的其它特征。標記可以是直接制在病人身上或者在病人穿的形狀適配覆蓋物上的墨水標記。與參考點相似，額外的標記必須提供清楚可見的對比度。標記可以由顏色或以另一方式編碼，以指示要在標記上形成的特征的類型。不同的編碼還可以用于指示識別的區(qū)域的變形的程度或量、窗口的類型或其它支架特征。標記可以是提供額外信息的三維對象。例如，桿、箭頭或其它對象標記可以指示關節(jié)或其它特征的旋轉(zhuǎn)軸線。在病人被標記之后，需要石膏或支架的病人身體的一部分被放置在一個或多個靜止的彩色和/或IR攝像機之前。攝像機可以面對病人身體的一側(cè)或多側(cè)，并且可以彼此隔開已知的距離。在一些實施例中，一組彩色和/或IR攝像機可以被布置在病人周圍，使得可以取得圍繞一周的身體的完整一組靜止圖像或照片。在優(yōu)選實施例中，攝像機以每組兩個攝像機布置。兩個攝像機可以安裝在托架上，該托架使得攝像機彼此隔開。兩個攝像機瞄準相同的大致方向，朝向病人或病人的肢，但偏離開一個角度。在優(yōu)選實施例中，攝像機鏡頭可以在第一平面中彼此平行，并且在第二平面中角度朝向彼此。分隔開及其角度允許兩個攝像機各拍攝包括病人身體的相同部分的照片，但是從稍微不同的角度。從照片三角化身體上的參考點，以獲得表面輪廓。如果需要圍繞整個病人的照片，則可以在病人周圍布置三組或四組攝像機并且朝向病人。彩色和/或IR攝像機可以聯(lián)接到單個的開關，該開關造成所有的攝像機被同時地致動。攝像機還可以聯(lián)接到閃光燈機構(gòu)。一個攝像機的閃光燈可以由正在被致動的一個攝像機的快門來觸發(fā)。瞄準病人的其它攝像機可以包括光傳感器，這些光傳感器造成它們的快門響應于光閃而被致動。因此，第一攝像機的致動將立即造成所有其它攝像機被致動?；蛘?，彩色和/或IR攝像機可以是包括IR光源的光學裝置的一部分。這些光學裝置可以安裝在病人周圍，其可以被致動以順序地取得病人的彩色和/或IR照片。由于所有的照片在幾分之一秒之內(nèi)拍攝，因此身體可以被放置在攝像機之前或攝像機之間，通常沒有必要穩(wěn)定病人或者將身體或肢保持靜止一段較長的時間。該快速圖像獲取特征對于兒科醫(yī)療裝置或獸醫(yī)裝置尤其重要，諸如兒科人字繃帶石膏或動物用支架。對于其它類型的掃描過程來說，使嬰兒或動物保持不動可能非常困難。對于大部分的兒童和動物來說，石膏和支架是難受的經(jīng)歷，其與很大的痛苦和病狀相關聯(lián)。石膏和支架的施加和移除都與不舒適相聯(lián)系。對于很多應用來說，在施加石膏時，兒童和動物需要鎮(zhèn)靜或麻醉。例如，最通常的是，在手術室中在病人被誘導睡眠時，對病人施加髖人字繃帶石膏。獲取兒童解剖結(jié)構(gòu)的三維圖像需要兒童在掃描期間保持不動。否則，兒童將需要鎮(zhèn)靜。對于大多數(shù)兒科應用來說，僅照相測量將提供幾乎是瞬間的三維圖像獲取。將標記和照相測量進行組合，兒童可以經(jīng)歷虛擬的支架適配，同時最小化了對鎮(zhèn)靜或麻醉的需要，并且降低了所承受的痛苦。因為很多的嬰兒具有大量的嬰兒脂肪，因此對于識別下面的解剖結(jié)構(gòu)的位置來說，嬰兒的標記可能是最有效的方式。該技術的常用應用包括但不限于:兒科人字繃帶石膏，Pavlik支架，畸形足石膏，跖骨內(nèi)收石膏，Blounts病石膏/支架，腳踝矯正，兒科踝石膏，兒科行走石膏，脊柱-TLSO支架，環(huán)型身體石膏，頸圈，斜頸支架和其它醫(yī)療裝置。通過從圖像獲得數(shù)據(jù)，不需要使嬰兒或動物保持不動一段較長的時間。在另一實施例中，單個3D攝像機可以通過單個攝像機同時拍攝多個偏離軸線的圖像。單個攝像機可以在膠卷的單個幀上獲取多個圖像。多個圖像可以用于獲取3D圖像。如果病人保持非常靜止的話，還可以利用圍繞病人移動的單個攝像機獲取病人的多個圖像，以便在多個角度獲取多個圖像。單個攝像機還可以聯(lián)接到鏡頭系統(tǒng)，該鏡頭系統(tǒng)能夠從適當?shù)慕嵌群臀恢毛@取病人的圖像。為了獲得精確的表面位置，身體上的每個參考點可以在兩個或更多個彩色和/或IR照片或圖像中是可見的。這些圖像被計算機表面重構(gòu)程序所分析。該程序可以通過照相測量術(也稱為數(shù)字圖像相關法)對參考點進行三角化，以確定身體的表面幾何形狀以及將來自多個照片的表面數(shù)據(jù)連接起來。除了參考點之外，標記在病人身上的裝置的其它特征也在圖像中顯示出來，并且對于CAD程序操作員是可見的。特征可以包括支架或裝置的邊緣，孔，墊，窗口，鉸鏈，不同的材料以及其它特征。系統(tǒng)操作者或CAD軟件可以識別這些特征并且將這些特征添加到支架或裝置的標記的位置。通常，當需要支架或石膏時，病人承受一些內(nèi)損傷，諸如MRI或X射線的額外的信息可能有用。在一個實施例中，照相測量可以與MRI或X射線數(shù)據(jù)結(jié)合以識別需要接觸的位置或區(qū)域，或者對磨損敏感的骨頭的位置。通過結(jié)合MRI和/或X射線數(shù)據(jù)，裝置可以更為精確地制造。在所有平面中精確地識別關節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線以獲得運動支架的更為精確的范圍方面，使用來自其它模塊的數(shù)據(jù)尤其有用。除了標記在照片中的特征之外，設計者可以使用系統(tǒng)添加額外的特征，包括通風孔，柔性墊，緩沖凹部，柔性槽等。設計者還可以指定支架或裝置的材料和厚度。在一些應用中，設計者可以指定在支架中使用的多種材料。在需要結(jié)構(gòu)強度的區(qū)域中可以指定強的和硬的材料，而在需要柔性和/或緩沖的區(qū)域上可以指定柔性材料。支架的設計是一個數(shù)據(jù)文件，其包括裝置的物理尺寸，其具有與照相測量過程所確定的身體輪廓匹配的內(nèi)表面和其它特征。在一些情況下，支架或裝置可能不匹配掃描的表面數(shù)據(jù)。例如，病人可能具有脊柱側(cè)凸并且可能需要矯正后背支架。支架可以用于矯正后背的彎曲，降低變形?？梢匀〉煤蟊车恼掌@得表面數(shù)據(jù)。然而，不是設計使用檢測的脊柱位置的后背支架，后背數(shù)據(jù)可以被修改以幫助后背變直。在該實施例中，可以使用軟件來設計比測量的后背更直的后背支架。系統(tǒng)可以獲得脊柱的整體長度和彎曲的測量值，操作者可以將支架設計調(diào)整得更直。在一個實施例中，對于后背支架的尺寸，醫(yī)師可以標記脊柱側(cè)凸病人的脊柱棘突。然后通過照相測量來拍攝后背的彎曲和脊柱棘突的位置。然后提供者可以矯正支架的形態(tài)，調(diào)整彎曲參考點以提供矯正的模制支架。支架和正常的后背位置之間的實際差異可以由病人的醫(yī)生來指定。除了掃描的表面數(shù)據(jù)和裝置特征之外，CAD系統(tǒng)還可以將柔性和通風孔設計到裝置中。設計者可以選擇用于裝置的一個或多個材料，CAD系統(tǒng)可以知道這些材料的機械性質(zhì)。然后操作者可以輸入柔性特性，其在一個旋轉(zhuǎn)或彎曲方向包括柔性，在第二旋轉(zhuǎn)或彎曲方向更為剛性。所設計的柔性還可以包括對于裝置的不同區(qū)域的多個柔性特性。例如，裝置的第一區(qū)域可以具有第一彎曲柔性和第一軸向旋轉(zhuǎn)柔性，裝置的第二區(qū)域可以具有第二彎曲柔性和第二軸向旋轉(zhuǎn)柔性。裝置還可以被設計為具有方向性的柔性，意味著裝置可以沿著特定的方向彎曲、旋轉(zhuǎn)或以其它方式變形。例如，在X、Y和Z坐標系統(tǒng)中，帶方向的柔性可以允許繞著X軸線彎曲或旋轉(zhuǎn)，但在其它方向較硬，以抵抗繞著Y軸線和/或Z軸線的彎曲或旋轉(zhuǎn)。CAD系統(tǒng)可以用于將孔設計到裝置中，其為裝置提供計算的柔性。將影響柔性的因素包括材料特性，材料厚度，孔尺寸，形狀和定向。為了提供柔性之外，孔還將為病人提供通風，這也將增加舒適度。在一個實施例中，可以通過使裝置移動給定的偏轉(zhuǎn)距離或彎曲角度所需要的彎曲力或使得裝置的一部分旋轉(zhuǎn)給定的旋轉(zhuǎn)角度所需要的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩來量化柔性。裝置的額外特征包括模塊化結(jié)構(gòu)。當用于肢(例如前臂)的摔斷的骨頭時，這是有用的。本發(fā)明的模塊化支架或石膏可以設計用于病人，其具有若干模塊化的部分，這些部分隨著病人痊愈可以相繼地被移除。醫(yī)生可以標記病人以指示不同的模塊化部分，模塊化部分的標記將被照相測量所檢測并且支架可以被設計帶有標記的模塊化部分。然后可以制造支架，并且利用關節(jié)機構(gòu)或任何其它類型的可移除緊固件來將不同的模塊彼此固定，使得不同的部分能夠隨著病人痊愈而分別地移除。如果病人摔斷了臂，則整個臂初始可以用從手指延伸到肩膀的模塊化支架來穩(wěn)定。在大約2-3周的第一時間段之后，上臂模塊可以被移除。在大約2-3周的第二時間段之后，手肘和/或拇指模塊可以被移除。下臂模塊(短臂石膏)模塊可以被穿戴，以支撐臂，直到骨頭痊愈。由于模塊被簡單地移除，石膏不被破壞，并且不需要新的石膏。這對病人和醫(yī)生是非常有利的，因為需要更少的時間和資源?？梢詾槭軅氖帧⑼然蚰_制造使用類似的模塊化支架。隨著病人痊愈，支架的各部分可以被移除，允許舒適性、移動和通風。模塊化的設計或者使用多種材料設計的設計還可以用于生長中的兒童所穿戴的支架。胸腰骶矯正(TLSO)支架可以用于各種類型的后背受傷，包括脊柱受傷和脊柱彎曲側(cè)凸。后背支架可以配合于兒童病人達到若干個月或更長。然而，為了舒適，支架必須能夠適應于兒童的生長。隨著兒童生長，髖部周圍的骨頭也將生長，如果沒有柔性或模塊化的設計，兒童將定期地需要全新的支架。這種生長將需要在每當更換支架時重新適配該病人。為了防止或最小化更換，支架可以被設計為帶有柔性部分和/或模塊化構(gòu)件。例如，后背支架可以被設計為在髖部周圍帶有柔性或彈性的模塊化部分，其允許生長。當髖部模塊不再能夠容納病人時，該模塊化的髖部部分可以用適當?shù)剡m配病人的另一個髖部模塊來更換。然后，該模塊化的髖部部分可以附接到支架的其余部分上并且被使用，直到兒童的生長需要另一個更換模塊。模塊化在病人的最終適配方面也是很重要的。后背支架的特定區(qū)域可能經(jīng)常難以適配于病人。打印或構(gòu)造支架是昂貴和費時間的。如果支架在特定區(qū)域不是非常適配，則使用模塊化的板允許支架的不適配的部分被專門地更換，而不需要更換整個構(gòu)造。模塊化設計還允許更有效率的打印。在一個實施例中，連接器機構(gòu)可以被結(jié)合到模塊化支架設計中。連接器機構(gòu)能夠以剛性的方式可釋放地聯(lián)接模塊化支架的不同部分。連接器可以是薄的，并且與支架的厚度基本上相同。不是平面狀的，連接器的內(nèi)表面可以是彎曲的，以與支架和病人的拓撲結(jié)構(gòu)相合。在一個實施例中，連接器可以包括多個凸片，該多個凸片從模塊化支架的第一部分的內(nèi)表面和外表面延伸，并且連接器包括形成在模塊化支架的第二部分的內(nèi)表面和外表面中的凹槽。凹槽的形狀可以對應于凸片的形狀。凸片中的一個或多個可以具有卡齒，其將第一連接器機構(gòu)堅固地鎖定在一起。在又一實施例中，支架或石膏可以被設計為具有多個可進入的區(qū)域。每個區(qū)域可以附接到鉸鏈或其它可釋放的緊固件，允許病人進入支架的部分。這可以在感興趣的特定區(qū)域之上設計，例如需要被清潔或定期檢查然后再次保護的傷口區(qū)域。通過將多個這種可進入?yún)^(qū)域彼此相鄰放置，通過分別地打開每個區(qū)域可以清潔身體，而身體的其余部分被保持在裝置中。本發(fā)明的支架允許改善的舒適性和衛(wèi)生性，同時仍然在痊愈過程中保護病人。例如，醫(yī)療過程可能需要將銷或其它對象放置到病人體內(nèi)?？赡苄枰苊馀c這些區(qū)域接觸并且允許檢查這些區(qū)域。通過在這些區(qū)域上使用進入?yún)^(qū)域，醫(yī)生將可以檢查該區(qū)域以確保病人正良好地痊愈?？蛇M入?yún)^(qū)域特征對于需要經(jīng)常被清潔的嬰兒來說可能也特別有用。本發(fā)明的支架可以被設計為帶有下軀干區(qū)域的入口，允許兒童被清潔。該區(qū)域可以被打開用于清潔，然后在完成清潔之后被關閉。該設計與必須部分地被鋸開以接近兒童來清潔的石膏相比有很大改善。在一個實施例中，支架或石膏具有與肢的掃描表面相合的順滑內(nèi)表面。因為支架的內(nèi)表面精確地與病人相合，因此支架可以被病人穿戴而不需任何墊充。支架可以由硬塑料材料制成，支架的內(nèi)表面還應該非常順滑。為了舒適，內(nèi)表面可以具有少于500Raμη的表面光潔度?？梢员徊∪舜┐鞫恍枰獕|充的支架或石膏有若干優(yōu)點，包括:簡化的支架設計和構(gòu)造，較輕的重量，更為節(jié)制，更好的通風，不吸收水，更容易清潔等。在支架或裝置被設計之后，支架設計數(shù)據(jù)被傳輸給構(gòu)造支架的三維制造機器。在一個實施例中，三維制造機器是快速成形、快速制造、分層制造、3D打印、激光燒結(jié)、電子束熔化(EBM)、熔融材料沉積(FDM)、CNC等。制造機器產(chǎn)生三維的單件式或多件式結(jié)構(gòu)，其可以是塑料、金屬或不同材料的混合。為了有效率地制造所述的裝置，可能需要同時制造盡可能多的構(gòu)件部分。很多制造機器可以在預先確定的一段時間內(nèi)制造適配在特定的體積內(nèi)的部件。例如，支架可以適配在病人的軀干周圍，在中間具有大的空間。該支架可以被制造，但其僅是一個裝置。為了改善效率，支架可以被設計為多件式，這些件稍后被聯(lián)接或熔融在一起。不是制造帶有較大開口中心區(qū)域的單個支架，所描述的制造方法能夠用于同時制造用于兩個或更多個支架的構(gòu)件，它們占據(jù)相同的特定體積，作為單件式支架。使用三維制造機器的制造成本可以與打印構(gòu)件所需要的時間量成比例而不是與原材料成本成比例。通過將盡可能多的構(gòu)件橫截面放入打印區(qū)域中，可以最小化打印時間。如果后背支架或肢支架通常具有大的開口中心區(qū)域，則打印成本效率可能是不好的。然而，如果支架是模塊化設計，則模塊化的部分的件可以以更為有效的方式制造。例如，多個模塊化部分的件可以同時制造，第一部分的件的凸表面鄰近另一個部分的件的凹入表面。通過以有效的制造方式來布置構(gòu)件，以便由加成材料機器來制造，則制造的成本可以顯著降低。然后，構(gòu)件可以被組裝并且聯(lián)接或熔融在一起以形成支架。在一個實施例中，支架的內(nèi)表面可以以高精度制造，使得內(nèi)表面非常光滑。在支架殼體已經(jīng)形成之后，在內(nèi)表面上可以執(zhí)行其它處理以增加光滑度。內(nèi)表面可以被滾磨、磨光、拋光，或者可以使用其它工藝來產(chǎn)生支架的光滑的內(nèi)表面。這些工藝可以由手或機器來執(zhí)行。在其它實施例中，填充材料可以被沉積在支架殼體的內(nèi)表面上，以產(chǎn)生光滑表面。例如，內(nèi)表面可以被打印，涂層可以填充不均勻的表面并且干燥為光滑的表面?；蛘撸瑑?nèi)表面可以被加熱，造成支架的材料再次流動，并且產(chǎn)生光滑的內(nèi)表面。與其它表面掃描技術相比，使用照相過程具有很多優(yōu)點。從病人將特征的位置傳輸給支架或裝置的過程被簡化了，因為醫(yī)生能夠?qū)Σ∪酥苯踊蛘咴谛螤钸m配覆蓋物上施加位置標記。因此，特征的位置更有可能被精確地放置在最終產(chǎn)品上。裝置的成本還降低了，因為數(shù)字攝像機、計算機和電子存儲器是不昂貴的。照相裝置也是可攜帶的，因此能夠容易地傳輸?shù)讲∪说奈恢?。?shù)字數(shù)據(jù)然后能夠被電子地傳輸?shù)轿挥谛袝闹圃鞕C器處?；蛘?，數(shù)字裝置數(shù)據(jù)可以被記錄在磁盤上并且傳輸?shù)街圃鞕C器。本發(fā)明的定制設計過程是獨特的，因為其在制造實際裝置之前為病人提供了支架的虛擬適配。沒有其它已知系統(tǒng)以虛擬的方式提供設計定制的產(chǎn)品諸如支架的能力。尤其是，本發(fā)明的過程可以檢測放置在身體上的標記，利用該信息基于標記的位置來設計產(chǎn)品。盡管已經(jīng)將裝置描述為醫(yī)療裝置，諸如用于人類的支架或石膏，但在其它實施例中，能夠?qū)⒈景l(fā)明的過程用于人類所使用的其它產(chǎn)品，包括:定制的椅子、座椅、鞍、運動裝置、鞋、墊、盔、摩托車和自行車座椅、把手和手柄等。所描述的裝置和方法還可用于動物的支架和石膏以及馬和騎馬者的定制的鞍。圖1示出了病人正在被醫(yī)生標記，用于后背支架的制造；圖2示出了被標記的病人正在被拍照；圖3示出了正在由多個攝像機拍照的病人的俯視圖4示出了顯示病人的一部分的數(shù)字顯示的計算機；圖5示出了計算機，該計算機在顯示后背支架的設計過程；圖6顯示了由數(shù)字表示設計的基本的后背支架；圖7示出了在后背支架中設計孔的過程；圖8示出了設計有孔的后背支架，這些孔用于通風和/或柔性；圖9示出了帶有柔性的通風孔的后背支架；圖10示出了帶有柔性板的后背支架；圖11示出了具有水平排列的長狹縫以獲得柔性的后背支架設計；圖12示出了在加入狹縫之前的后背支架設計；圖13示出了具有長狹縫的虛擬材料塊；圖14示出了狹縫與后背支架設計組合的虛擬材料塊；圖15示出了支架和旋轉(zhuǎn)軸線；圖16-18示出了支架的多個視圖19-21示出了支架的墊料的橫截面圖22-24示出了以不同的彎曲角度被拍攝的腿圖像；圖25-27示出了腿支架的視圖28-29示出了帶有通風孔的腿支架的視圖30-31示出了具有可接觸區(qū)域的支架；圖32-36示出了模塊化的支架；圖37示出了用于穩(wěn)定手臂的支架的一部分；圖38示出了具有外骨骼架構(gòu)的支架；圖39示出了具有硬外層和軟內(nèi)層的支架；圖40示出了具有內(nèi)部通風通道的支架；圖41-42示出了具有熱可鍛區(qū)域的支架；圖43-46不出了用于檢測病人的表面的IR光學系統(tǒng)；圖47-60示出了用于沿著接縫連接模塊化支架的不同部分的緊固件的實施例；圖61示出了打印單件支架的三維制造機器；圖62示出了打印模塊化支架的各部分的三維制造機器；圖63示出了組裝構(gòu)造的模塊化支架。具體實施例方式本發(fā)明是定制設計的石膏、支架或另一裝置，其具有緊密地對應于身體的表面。石膏或支架可以具有緊密地對應于病人的身體的光滑內(nèi)表面，并可以具有成一體的構(gòu)造。本發(fā)明的石膏或支架用于受傷的后背、腿、手臂或其它身體部位。石膏或支架優(yōu)選由工業(yè)設計師使用計算機輔助設計(CAD)計算機程序來設計。病人的機械數(shù)據(jù)可以從病人身體的可見光或紅外照片獲得。該身體的拓撲可以從照片確定，然后拓撲數(shù)據(jù)被數(shù)字化并輸入到CAD程序中，參考該數(shù)據(jù)來設計石膏或支架。適當?shù)腃AD程序的示例是ParametricTechnologyCorporation的Pro/Engineer。其它的CAD軟件包括:SolidWorksCorporation的Solidfforks,SolidfforksCorporation是DassaultSystemes,S.A.的子公司。為了簡要，本發(fā)明的定制的支架、石膏或裝置將被描述為后背支架，然而，同樣的工藝可以用于形成手臂或腿支架或任何其它身體支架、石膏或裝置。支架可以是硬的和強的結(jié)構(gòu)，其被設計為圍繞和支撐身體或肢的受傷部分。例如，使用CAD系統(tǒng)來為病人產(chǎn)生腿支架。腿支架可以包括大腿、膝蓋、小腿和腳，并且具有與病人的腿的機械尺寸和表面輪廓相符的內(nèi)表面。為了精確地產(chǎn)生與病人的腿相符的內(nèi)表面，測量使用者的腿的表面輪廓。腿的外表面的測量能夠以若干不同的方式進行。在優(yōu)選實施例中，使用照相測量或圖像關聯(lián)技術來獲得外表面的測量值，其可以是限定病人的腿或任何其它身體部位的外表面的一組三維坐標。最廣泛意義上的照相測量反轉(zhuǎn)了照相過程，其將對象的平面二維圖像轉(zhuǎn)換回真實的三維對象表面?？赡芤髢蓚€或更多不同的照片來重建三維對象。在完美的照相測量過程中，兩個照片將提供足夠的信息來完美地重建三維對象。然而，照相和測量的過程通常是不完美的，使得基于兩張照片重建三維對象也將具有缺陷?？梢酝ㄟ^獲得更多照片和使用額外的信息來改善照相測量對象測量過程，以便改善精度。照相測量過程將從多個照片獲得的測量值產(chǎn)生代表對象表面的一組三維坐標。照相測量使用三角測量原理，使用空間中的交叉線來計算一個點在三個(XYZ)維度上的位置。在一個實施例中，使用多個攝像機同時對腿或身體部位拍照。在其它實施例中，距離攝像機已知距離的光源發(fā)出的光被投射到病人，并且取得病人的照片。通過對每個光點進行三角測量，可以確定從攝像機到達每個光點的距離。為了三角測量一組點，必須還知道組中的所有照片的攝像機位置和瞄準角度，該瞄準角度也稱為“定向”。稱為后方交會的過程進行每個攝像機的攝像機位置和瞄準角度的計算。攝像機還應該被校準，使得它們的誤差可以被限定并且去除。三角測量是由照相測量使用來產(chǎn)生三維點測量的原理。通過數(shù)學地交叉空間中的會聚線，能夠確定點的精確位置。照相測量能夠同時測量多個點，對于同時三角測量的點的數(shù)量幾乎沒有限制。通過從至少兩個或更多不同位置獲取照片，并且測量每個照片中的相同目標，獲得從每個攝像機位置至目標的“視線”。由于攝像機位置和瞄準方向是已知的，這些線能夠被數(shù)學地交叉，產(chǎn)生每個目標點的XYZ坐標?；跀z像機位置和瞄準方向(也稱為攝像機的定向)，使用后方交會從照片數(shù)據(jù)確定對象的坐標。典型地，圖像中XYZ坐標的所有看見的和已知的點被使用來確定該定向。對于精確的后方交會，在每個照片中可以具有十二個或更多分布良好的點。如果已知對象上的點的XYZ坐標，則能夠計算攝像機的定向。重要的是意識到后方交會需要攝像機的位置和瞄準方向。僅僅知道攝像機的位置是不充分的，因為攝像機可以定位在相同平面中但以任何方向瞄準。因此，必須知道由三維坐標限定的攝像機位置，以及由三個角坐標限定的瞄準位置。因此，盡管需要三個值來限定目標點的x、Y和Z坐標，但可能需要六個值來限定照片上的點，即位置的XYZ坐標、以及瞄準方向的XYZ角度。被拍照的表面還應該具有最小數(shù)量的良好分布的參考點，這些參考點出現(xiàn)在每個照片上并且用于精確的表面測量。參考點可以是位于對象上的可見標記，其提供將清晰地顯示在照片上的可見對比。在每個照片上應該具有至少十二個良好分布的參考點，對象的整個表面上應該具有至少二十個點。參考點應該在對象和整個照片上均勻分布。在具有更多參考點的情況下，對象的表面能夠被更精確地測量。盡管能夠以墨水標記來標記病人的皮膚，但在優(yōu)選實施例中，病人被形狀適配材料覆蓋，形狀適配材料是諸如彈性棉花管、松緊織物、緊身連衣褲、連衣褲。在其它實施例中，身體可以用形狀適配材料包覆。在另一實施例中，身體表面可以涂上或噴上可移除的材料，諸如與身體相合的柔性塑料或橡膠材料，其可以被標記，并且在拍攝圖像之后被容易地移除。參考圖1，病人101被示出為穿著覆蓋病人身體、手臂和腿的連衣褲103。在實施例中，計算機程序處理照相測量，以產(chǎn)生所有測量點的最終XYZ坐標。為了做到這些，程序?qū)δ繕它c進行三角測量并且對照片進行后方交會。程序還可以校準攝像機。在理想的操作條件下，三維測量的典型的精確性可能是非常高的。例如，測量可以精確到50-100微米(0.002〃至0.004〃)。然而，照相測量測量的精度可能變化很大，因為精度依賴于若干相互關聯(lián)的因素。重要的精度因素包括:攝像機的分辨率和質(zhì)量、被測量的對象的尺寸、照片的數(shù)量、照片相對于對象以及相對于彼此的幾何布局。照相測量的測量值可以是無量綱的。為了標出照相測量的測量值的尺度，要求至少一個已知的距離。該已知的距離可以是對象上標記的距離、攝像機之間的已知距離、或者光源和攝像機之間的已知距離。例如，如果已知一些目標點的實際坐標，則這些點之間的距離可以被確定，這些點可以用于對測量值進行標度。另一個可能性是使用固定裝置，目標在該固定裝置上，并且隨著對象來測量固定裝置。由于固定裝置上的目標之間的距離是已知的，因此其能夠用于對對象上的參考點之間的其它測量值進行標度。這種固定裝置通常稱為標度條。通過已知兩個攝像機之間的距離和攝像機與病人身上的點之間的線的角度，也可以確定病人拓撲尺寸。從該信息，攝像機和病人身上的點之間的距離可以通過三角測量來確定。類似地，可以通過已知光束源與攝像機之間的距離、來自源的光束的角度、以及由攝像機檢測到的光點的角度，也可以確定病人拓撲尺寸。從該信息，攝像機和病人身上的光點之間的距離可以通過三角測量來確定。光可以是紅外光，攝像機可以是紅外攝像機。在實施例中，本發(fā)明的方法用于制造用于受傷的肢的石膏或支架。對受傷的肢拍攝一系列照片。如果骨頭斷了，在拍攝照片之前應該減少骨折。然后，上述照相測量處理方法可以被使用獲得受傷的肢的表面坐標。為了限定肢上的公共表面點，可以在肢上放置參考點。參考點可以是任何有對比的彩色點、圖案、形狀、對象、符號、或能夠容易地看見的其它光學指示物。參考點可以是利用筆放置在身體上的黑色或彩色的墨水標記。在其它實施例中，參考點可以是光，諸如可見光、紅外光，點或網(wǎng)格，標簽或?qū)ο螅蛉魏纹渌梢姷膮⒖键c。在優(yōu)選實施例中，在整個肢或者正為其構(gòu)造支架的身體部分周圍放置并均勻地分布參考點。參考圖43，在實施例中，病人的三維表面數(shù)據(jù)可以使用包括彩色圖像攝像機551、紅外(IR)攝像機553和聯(lián)接到信號處理器的紅外(IR)光源555的光學裝置來獲得。IR光源555、IR攝像機553和彩色圖像攝像機551能夠全部安裝在光學裝置550的一側(cè)，使得彩色攝像機551和IR攝像機553具有基本上相同的視界，并且IR光源551將光投射到該相同的視界中。IR光源555、IR攝像機553和彩色圖像攝像機551可以在光學裝置550上彼此隔開固定且已知的距離地安裝。彩色圖像攝像機551能夠提供在攝像機551的視野區(qū)域中的病人560或病人的一部分的彩色信息。IR攝像機553和IR光源555能夠提供病人550在IR攝像機553的視野區(qū)域內(nèi)的暴露于IR光源555的每個區(qū)域的距離信息。紅外光源555能夠包括紅外激光二極管和漫射器。在漫射器處，激光二極管能夠引導紅外光束，造成偽隨機斑紋或結(jié)構(gòu)光圖案投射到病人550上。漫射器可以是衍射光柵，該衍射光柵可以是帶有特定周期結(jié)構(gòu)的計算機產(chǎn)生的全息圖(CGH)。IR攝像機553傳感器可以是CMOS檢測器，其帶有中心為IR激光器波長的帶通濾波器。在實施例中，彩色圖像攝像機551還能夠檢測投射到病人身上的IR光。參考圖44，光學裝置550能夠檢測紅外攝像機553和病人身上的IR光之間的距離，因為攝像機553以與紅外光源555不同的角度看到病人，并且紅外光源555和IR攝像機553之間的距離被限定。結(jié)構(gòu)光距離檢測的原理在于，對于對象上的每個光點，給定IR光源555和IR傳感器553之間的特定角度，能夠通過三角測量確定對象和IR光源555或IR攝像機553或彩色攝像機551之間的距離。由IR攝像機553和彩色攝像機551檢測的病人身上的光點的角度將根據(jù)病人與光學裝置550的距離而改變。在實施例中，校準過程可以用于確定平面上距離光學裝置550不同距離的各個光點的角度。通過知道IR光的每個點的角度和相應的距離，可以確定光點距離光學裝置550的距離。對象的這些距離計算也稱為三維映射。每個光點的距離值還可以與可見彩色圖像數(shù)據(jù)匹配，使得能夠確定和存儲病人圖像的每個像素的顏色和距離信息。因為單個照片能夠拍攝固定位置的病人，IR光源555能夠?qū)R光投射在病人身上，IR攝像機553能夠取得病人560的單個照片。同時，彩色攝像機551也可以取得病人560的單個照片。在其它實施例中，可以在不同位置取得病人的多個圖像，相應的圖像漂移直接與到攝像機的距離相關。每個連續(xù)的圖像作為下一幀計算的參考圖像，使得病人的移動可以被檢測，并且三維映射中的變化可以被記錄。如所討論的，IR攝像機能夠檢測投射到病人身上的光·圖案，通過三角測量，能夠確定IR攝像機和彩色攝像機和病人身上的光圖案的每個點之間的距離。然而，點的距離信息僅能夠確定由IR攝像機553或彩色攝像機551檢測的病人身體的三維表面或者病人身體的一部分。參考圖45,為了確定病人周圍的三維表面或病人的一部分,可以將多個光學裝置550放置在病人周圍，可以組合來自這些攝像機中每一個的三維表面信息來確定病人身體的周圍的三維表面或者病人身體的一部分。在實施例中，來自每個IR光源555的IR光可以被同時發(fā)射，可以同時取得所有IR攝像機553和彩色攝像機551的照片。在其它實施例中，IR光源555可能與不是相同光系統(tǒng)550的一部分的IR攝像機553相干擾。不是在同一時間從所有的IR光源555透射IR光，光學系統(tǒng)550能夠被構(gòu)造為順序地照亮IR光并且對病人560拍照。第一光學系統(tǒng)550將發(fā)射IR光并且取得病人560的IR照片和彩色照片。然后，第一光學系統(tǒng)550可以停止將IR光投射到病人560,第二光學系統(tǒng)550可以發(fā)射IR光，取得病人560的IR照片和彩色照片。然后，第二光學系統(tǒng)550能夠停止將IR光投射到病人560。對于剩余的光學系統(tǒng)550，該描述的過程能夠被順序地重復。在取得IR照片之后，能夠以各種不同方式由光學系統(tǒng)550組合病人560的不同側(cè)面的表面數(shù)據(jù)。例如，多個IR攝像機553能夠產(chǎn)生所拍照的病人560的距離信息，這些距離信息可以使用照相測量過程組合，以便確定病人560的全部或部分周向三維表示。來自光學系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)將包括也由至少兩個相鄰的光學系統(tǒng)550拍攝的病人560的相同表面區(qū)域中的一些。因為三維形狀數(shù)據(jù)是相同的，系統(tǒng)能夠識別這些匹配的表面形狀，并且組合表面數(shù)據(jù)，獲得病人560的被拍攝部分的連續(xù)表面數(shù)據(jù)。在實施例中，光學系統(tǒng)550可以在病人560周圍排列，IR攝像機553以平面方式徑向排列，并且朝向病人560的橫截面內(nèi)的中心點559。光學系統(tǒng)550能夠分別產(chǎn)生病人560的一部分的表面數(shù)據(jù)。因為在公共平面上取得IR照片，因此通過確定表面數(shù)據(jù)與中心點559的距離，能夠結(jié)合來自不同光學系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。在實施例中，可以在沒有病人560的情況下由物理中心點標記559的光學系統(tǒng)550取得第一組校準IR和/或彩色照片。然后，IR和/或彩色照片能夠拍攝病人560。由該信息，能夠確定中心點559相對于病人560的表面數(shù)據(jù)的位置。通過知道表面數(shù)據(jù)相對于公共中心點559的距離和排列，能夠組合不同的光學系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。在實施例中，光學系統(tǒng)550能夠布置在病人560的截然相反側(cè)。盡管示出了四個光學系統(tǒng)550，但在其它實施例中，可以使用兩個或更多個光學系統(tǒng)550以獲得病人560的表面數(shù)據(jù)。可能需要三個光學系統(tǒng)550來具有病人560的一些重疊的表面數(shù)據(jù)。參考圖46，在其它實施例中，可以通過使用病人560身上的對準標記557來組合光學系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)。病人560可能正在穿著連體套裝，可見的或IR標記557可以放置在病人560上在兩個或更多個光學系統(tǒng)550的視界內(nèi)的位置上。彩色攝像機551可以檢測可見的和IR標記，IR攝像機553可以僅檢測IR標記。光學系統(tǒng)能夠區(qū)分來自IR標記的IR光，因為IR標記557的形狀可能更大或者可能具有不同的形狀?？梢酝ㄟ^使用照相測量過程來組合來自相鄰光學系統(tǒng)550的表面數(shù)據(jù)，其將由這兩個光學系統(tǒng)550所拍攝的標記557的位置進行匹配。除了參考點之外，病人還能夠被標記以限定支架的邊緣、模塊化支架的接縫或其它特征。參考圖1，醫(yī)生可以用筆105來標記連衣褲103，限定支架的邊緣或模塊化支架的接縫的位置。邊緣或接縫的標記可以是一個或多個連續(xù)的墨水線107，其在身體或肢周圍延伸。在其它實施例中，邊緣或接縫可以由限定了支架的邊緣的一系列墨水標記來限定并且在支架設計期間被連接。額外的墨水線109也可以標記在病人上，以便在支架中產(chǎn)生孔或開口。例如，由于手術，病人可能具有受傷的區(qū)域，其已經(jīng)被縫線所封閉，并且不應該與剛性的支架接觸。通過在支架中提供開口，病人的縫線將不被壓靠在支架結(jié)構(gòu)上。在圖1中，醫(yī)生已經(jīng)在病人的身體的該部分周圍畫了圓圈，使得支架能夠設計有用于該區(qū)域的切口。醫(yī)生還能夠在連衣褲103上做記號。醫(yī)生寫下了“L6”以指示L6盤的位置。醫(yī)生也已經(jīng)在股骨的大轉(zhuǎn)節(jié)處標記墨水十字111，并且在肩胛骨113處以虛線墨水線標記。這些解剖學位置在支架的設計中是重要的，因此標記在連衣褲103上。因為照相測量使用照片，因此數(shù)字照片將記錄所有的墨水線或其它墨水標記。參考圖2，以多個數(shù)字攝像機121取得病人的照片。在該示例中，攝像機121安裝在托架123上并且水平隔開已知距離。攝像機121能夠具有相同的水平位置，并且鏡頭可以處于相同的平面并且向內(nèi)彼此成角度。鏡頭間的角度可以在大約5至45度之間。病人101和攝像機121之間的距離也可以是已知的。兩個攝像機121能夠同時被致動或者以照片之間非常小的時間被順序地致動，使得兩個或更多同時或順序的照片將表示在相同位置的病人101。為了獲得身體輪廓信息，從圍繞整個周向的各個角度對穿著標記的連衣褲103的病人101進行照相，使得身體各部分的所有表面將被支架所覆蓋。每個照片應該包括至少十二個參考點。通過處理照片和對參考點和其它線進行三角測量，以及在照片中標記，能夠獲得表示身體的坐標。在實施例中，攝像機121中的一個或兩個可以是所述的包括彩色圖像攝像機、紅外(IR)攝像機和紅外(IR)光源的光學裝置。參考圖3，示出了用于拍攝病人101和連衣褲103的攝像機121的俯視圖。在實施例中，包括安裝在托架123上并且圍繞開放空間定位的多個攝像機121的裝置可以用于對病人101拍照。攝像機121指向病人101，并且以兩個攝像機121成一組地布置。攝像機121可以安裝在托架123上，托架123保持攝像機，使得攝像機121大致指向相同的方向，但彼此稍微成角度。攝像機121可以定位成，鏡頭水平地排列，但繞著豎直軸線稍微旋轉(zhuǎn)，使得攝像機121的鏡頭不平行。該角度允許允許攝像機121分析表面中的差異，使得產(chǎn)生三維表示，如同是人類的立體感視覺。在該示例中，四組攝像機121安裝在病人101周圍，每一組具有兩個攝像機121。因此，對病人101取得來自不同角度的八張照片。由攝像機121—起取得的照片覆蓋了整個軀干。取決于感興趣的區(qū)域，攝像機121的位置可以移動。在圖示中，攝像機121可以構(gòu)造成收集后背支架的數(shù)據(jù)。然而，如果制造腿支架，則攝像機121可以被降低到腿附近的位置。致動器可以聯(lián)接到每個攝像機121，并且用于使得所有的攝像機同時或順序地對肢或病人的其它部分進行拍照?；蛘撸瑪z像機121的對可以被同步，使得所有的攝像機同時照相，以便在同一時間拍攝對象的圖像。由于快門的速度通常僅是幾分之一秒，因此不需要將病人101保持絕對靜止達到較長時間段。在其它實施例中，單個攝像機可以用于拍攝病人的多個圖像。在該實施例中，攝像機可以同時或在較短的時間段內(nèi)拍攝多個圖像。攝像機可以具有多個鏡頭，每個鏡頭拍攝不同的圖像?；蛘撸∪丝梢韵鄬τ跀z像機移動。通過使病人旋轉(zhuǎn)或者使攝像機繞著病人旋轉(zhuǎn)并且取得多個照片，單個攝像機可以拍攝多個圖像，這些圖像可以用于獲得表面的拓撲和其它標記數(shù)據(jù)。在實施例中，攝像機121中的一些或全部可以是所述的包括彩色圖像攝像機、IR攝像機和IR光源的光學裝置。如上所述，彩色和/或IR照片被處理并且用于產(chǎn)生精確地描述病人101的外表面的三維數(shù)據(jù)。三維數(shù)據(jù)然后用于設計和制造支架或石膏。因為表面數(shù)據(jù)是非常精確的，因此，支架或石膏將具有對應于所有檢測到的表面輪廓的定制的適配。除了定制適配的內(nèi)表面外，邊緣、接縫或支架特征也由邊緣、接縫或特征標記清楚地限定，并且用于輔助支架或石骨的設計。在一些情況下，病人的身體情況使得照相測量的圖像將不會導致精確的支架。例如，如果病人傷了肢，則受傷的區(qū)域可能腫脹。因此，肢的任何照片將導致比未腫脹的肢大得多的掃描數(shù)據(jù)。在實施例中，如果病人具有與受損的肢相似的完好無損的肢，則該完好無損的肢可以被拍照，并且從完好無損的肢獲得的表面數(shù)據(jù)能夠以鏡像方式反轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生受損的肢的支架所要求的數(shù)據(jù)。可以設計和制造支架，使得當腫脹消退的時候，支架將可以用于病人。利用彩色照片的照相測量與包括光學掃描和激光掃描的其它類型的表面掃描方法相比還具有各種優(yōu)點，因為其還可以用于檢測由醫(yī)生放置在病人身上的標記，這些標記可以用于指示身體或支架的特定部分。例如，醫(yī)生能夠用筆在病人身上畫，產(chǎn)生墨水標記，以便標記將在稍后的定制裝置過程中參考的任何數(shù)量的記號。這些標記可以指示:定制的修復/矯正的邊界、支架設計的接縫、骨頭凸起的區(qū)域、脂肪組織的褶、特定參考脊椎骨、要避開的身體上的敏感區(qū)域(疹子、胎記、胎塊等)、需要加強透氣的區(qū)域、關節(jié)周圍的間隙區(qū)域以允許不受阻礙的運動、設定記號、稍后將在支架內(nèi)增加額外壓力的“墊片”的參考邊界、以及各種其它信息。身體標記可以是彩色的墨水點、線或符號或用于識別病人身上的不同類型參考點的其它編碼。例如，病人可以用第一墨水顏色或編碼來標記，以指示支架或石膏的期望邊界。病人還可以用第二墨水顏色或編碼來標記，以指示骨頭凸起或敏感區(qū)域。由于骨頭凸起或下面的骨頭結(jié)構(gòu)是容易皮膚潰爛的區(qū)域，支架在這些區(qū)域上可以具有特殊的特征，以便避免這些區(qū)域的磨損或損壞。例如，在設計過程期間，操作者可以在標記為骨頭結(jié)構(gòu)的病人身體的區(qū)域上減小支架。一個例子是支架在肩胛骨區(qū)域上的放置。肩胛骨及其邊緣可以手動地觸診，但難以基于表面形態(tài)來確定。支架必須適應肩胛骨以便正常工作。在技術中，在病人身上標記肩胛骨的邊緣或主體的位置，支架的主體將適應骨頭邊緣，定制的墊充或緩沖區(qū)域在支架輪廓中。在實施例中，支架不需要墊使病人感到舒適。支架可以是可調(diào)節(jié)的支架或可以制造若干支架。隨著肢痊愈或萎縮，支架可能需要被加緊，或者可能需要定期更換。在實施例中，支架可以是具有可調(diào)節(jié)部分的可調(diào)節(jié)支架，這些可調(diào)節(jié)部分能夠分別變緊或變松?？烧{(diào)節(jié)支架的示例在美國臨時專利申請N0.61/375699“AdjustableBrace”中公開了，其內(nèi)容通過引用而結(jié)合于本文中。在其它實施例中，可以設計和制造具有不同尺寸的多個支架。支架的內(nèi)表面可以對應于肢的掃描數(shù)據(jù)。然而，每個支架可以具有不同的尺寸，隨著肢的形狀隨時間的改變，這些不同的尺寸將提供對肢的不同的適配。肢的表面可能因為萎縮、痊愈或者肌肉質(zhì)量或脂肪的增加而改變。支架可能需要墊使病人感到舒適。如上所述，可以在病人身上標記墊的位置。例如，可以用墊的形狀的編碼標記來指示墊的位置和形狀。CAD系統(tǒng)將檢測墊的標記并且能夠制造出于指定的形狀匹配的墊。在制造過程期間，可以由厚度和堅固性在一個范圍之內(nèi)的軟彈性材料制造墊。例如，CAD數(shù)據(jù)可以用于由一片墊材料切割墊。CAD系統(tǒng)還可以設計支架以容納墊。例如，支架可以被設計和制造為帶有在編碼和標記的區(qū)域處形成的凹部或其它附接機構(gòu)。由于病人的表面數(shù)據(jù)被用于形成支架和墊，因此它們將非常精確地配合在一起。如果在墊位置上在支架中設計通風孔，則該墊也可以設計有通風孔，與支架中的通風孔對準。當支架配合到病人時，醫(yī)生可以具有多個墊，并且能夠選擇用于病人的最佳墊厚度。因為支架能夠由強的和耐用的材料制成，因此在使用支架的情況下，墊可能被磨損，可能需要定期更換。醫(yī)生能夠具有由支架數(shù)據(jù)制造的額外的墊。也可以使用加成制造過程制造額外的墊，使得墊具有與支架相合的外表面和與病人的解剖結(jié)構(gòu)相合的內(nèi)表面，在一些區(qū)域中與復雜的表面幾何結(jié)構(gòu)相符，諸如骨頭凸起，諸如髂嵴。在其它實施例中，編碼的標記可以是圖案、符號、帶紋理的墊、條編碼、三維對象或其它指示器。因為這些攝像機使用照相圖像作為它們的數(shù)據(jù)輸入，因此病人身上的編碼的標記或拓撲可以由支架/石膏設計軟件來識別。本發(fā)明的過程能夠區(qū)分不同的彩色編碼以及不同的墊紋理。紋理可以包括凹槽、蝕刻的圖案、凸表面或凹表面等。每個紋理可以表示支架在標記位置的不同特征。檢測系統(tǒng)軟件可以自動地檢測和識別編碼顏色或紋理。然后軟件可以自動地設計與位于病人身上的編碼顏色或紋理相關聯(lián)的支架所要求的特征。額外的標記將被轉(zhuǎn)換為病人的數(shù)字表示并且用于幫助設計支架或石膏。圖4-8中示出了使用掃描的身體數(shù)據(jù)來設計支架的過程。圖4示出了CAD屏幕221上的人軀干201的掃描圖像。軀干201的輪廓被精確地測量，掃描數(shù)據(jù)上還示出了放置在病人上的額外的標記。在該示例中，醫(yī)生已經(jīng)為病人的股骨大轉(zhuǎn)節(jié)畫了十字211，因此在該區(qū)域支架設計有額外的空間，用于腿的移動。線標記207指示了支架的期望的邊界，線209指示了支架一側(cè)中的孔。從照相測量掃描數(shù)據(jù)還可以看到標記“L6”。參考圖5，顯著示出了表示支架的邊緣的線207。表示要在支架中形成的孔的線209已經(jīng)被支架設計人員顯著示出。在該實施例中，鼠標控制的光標215被用于高亮示出墨水線。在其它實施例中，設計人員能夠選擇在墨水線上點擊，以便高亮示出整條線。在該示例中，較暗的線表示線的要被從支架移除的部分。然而，可以使用任何其它可見標記來識別線的要被移除的部分。在一些情況下，支架或裝置可能不完美地匹配病人的掃描表面數(shù)據(jù)。例如，設計人員還可以考慮墨水標記的十字211，該十字211表示股骨的大轉(zhuǎn)節(jié)的位置。墨水標記將顯示在照相測量期間拍攝的圖像上，十字可能是指示大轉(zhuǎn)節(jié)的位置的指定的符號。然后，軟件可以通過擴展支架的該部分來調(diào)節(jié)支架在大轉(zhuǎn)節(jié)處的設計。在另一示例中，病人可以要求后背或胸腰骶矯正(TLS0)支架。TLSO支架可以用于各種后背疾病，包括受傷的脊柱或矯正支架。例如，病人具有脊柱側(cè)凸，可能需要矯正后背支架，其改變病人的正常姿態(tài)。脊柱側(cè)凸支架可以用于矯正后背的彎曲，降低彎曲變形?？梢匀〉煤蟊车恼掌?，如上所述地獲得表面數(shù)據(jù)。然而，可以不檢測實際的脊柱位置，除非表面顯示了后背骨頭作為表面特征。為了清楚地指示后背的棘突，醫(yī)生可能需要標記每個棘突的位置。標記可以被編碼以識別特定的骨頭或者指示損壞的骨頭。標記可以圍繞骨頭、是十字標記、或者是清楚地識別骨頭的位置的任何其它標記。當照相測量圖像被處理時，棘突的位置將清楚地被指示。然后，后背表面和棘突的位置可以被用于設計后背支架。不是設計成使用檢測的脊柱位置的后背支架，后背數(shù)據(jù)可以被修改以產(chǎn)生使病人的后背變直的支架。設計人員可以獲得脊柱的整體長度和彎曲的測量值以及支架的所期望的彎曲變更。支架和正常的后背位置之間的差異可以由病人的醫(yī)生來指定。然后，設計人員可以調(diào)節(jié)所記錄的后背彎曲，以設計更直的后背支架，同時維持支架所限定的期望的內(nèi)部體積。在實施例中，設計程序可以包括用于調(diào)節(jié)支架設計的系統(tǒng)，其允許支架的一個部分被調(diào)節(jié)，以便放置到支架的其它部分上。例如，如果后背數(shù)據(jù)顯示了拍照的脊柱彎曲，設計人員可以操作頂點以減小彎曲。不是僅調(diào)節(jié)頂點部分，程序?qū)χЪ艿闹車糠诌M行類似的調(diào)節(jié)，使得矯正支架將適當?shù)剡m配于病人。例如，支架能夠分為很多不同的薄的水平部分，每個部分可以對應于不同的棘突。當一個部分移動時，其它部分將移動更小的角度，使得減小脊柱側(cè)凸彎曲。在CAD設計中，可以使用算法對支架的其它部分的移動進行標度。當一個部分移動時，通過自動地調(diào)節(jié)支架的不同部分，支架設計被簡化并且精確。在其它實施例中，所設計的支架或石膏可以與從病人所取得的照相測量的測量值不同。例如，由于創(chuàng)傷或炎癥，病人可能腫脹。支架設計系統(tǒng)可以考慮腫脹，并且允許設計人員創(chuàng)造出在腫脹被減小之后將與病人適配的更小的支架。在實施例中，系統(tǒng)能夠使用完好無損的肢的照片并且使用鏡像圖像表面數(shù)據(jù)作為支架的指導，用于腫脹的肢。完好無損的肢可能不是損傷的肢的完美匹配，但在很多情況下，其足以精確以形成適當?shù)闹Ъ芑蚴?。在圖6中，軀干被示出為孔線209內(nèi)的區(qū)域和邊緣207之外的軀干區(qū)域被移除。盡管沒有示出，但操作CAD軟件的設計人員能夠旋轉(zhuǎn)所示的軀干，以便示出支架210的任何視圖。內(nèi)部軀干表面的材料厚度可以增加，以便產(chǎn)生基本的支架設計。由于標記被照相測量系統(tǒng)精確地檢測，因此所有的標記邊緣和孔位置都被轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示，并且需要的支架邊界和特征被精確地識別，不需要重新檢查或重新測量病人。該過程完成支架210的基本設計。除了標記在病人身上的病人特征之外，還能夠?qū)χЪ芴砑宇~外的特征。例如，在支架210中可以形成多個孔，以便提供通風和支架的柔性部分。參考圖7，支架210示出為一組柱體225穿過支架210的一部分。在該示例中，柱體225的橫截面是圓形的，并且限定了多個圓形的孔。參考圖8，設計人員然后能夠從支架210移除與柱體225相交的材料，以便產(chǎn)生帶有多個孔227的支架。用于制造支架的結(jié)構(gòu)材料在壓縮和張緊方面較強。通過在支架中形成孔，可以將通風和選擇性柔性加入到支架中。通過在結(jié)構(gòu)材料中設計開口，結(jié)構(gòu)材料可以彎曲，而不是壓縮或拉伸，這允許支架具有彎曲運動。支架設計人員可以根據(jù)病人的特定需要來設計支架，以控制柔性?？梢栽O計支架來控制柔性的方向、運動的范圍、運動的彈性等。創(chuàng)造詳細和定制的孔并且在支架中區(qū)域性地改變這些孔的能力允許控制在不同平面中獨立地、以及在各個水平獨立地彎曲和扭轉(zhuǎn)運動。在支架中加入轉(zhuǎn)動關節(jié)還允許以各個水平獨立地控制運動。參考圖9，后背支架318被示出為具有長孔322、324的圖案?？?22、324能夠?qū)蟊持Ъ?18添加通風及柔性。所設計的柔性還可以包括對于后背支架318的上部區(qū)域和下部區(qū)域的多個柔性特性。例如，后背支架318的上部區(qū)域可以具有第一彎曲柔性和第一軸向旋轉(zhuǎn)柔性，后背支架318的下部區(qū)域可以具有第二彎曲柔性和第二軸向旋轉(zhuǎn)柔性?？?22、324趨于在孔322、324的寬度上增加柔性。因此，在該示例中，帶有水平定向的孔322的支架318的上部區(qū)域?qū)②呌谠试S豎直的柔性。相反，支架318的下部區(qū)域附近的豎直定向的孔324將允許圍繞支架318的更為徑向的柔性。下部支架318可以定位在病人的髖關節(jié)上。隨著病人移動和成長，該區(qū)域可能要求膨脹柔性。參考圖10，模塊化的后背支架418被示出為由三個部分構(gòu)成。不是將支架制成為單件式結(jié)構(gòu)，其可以更為有效地以三個分開的部分制造支架，這三個分開的部分稍后被組裝。還能夠?qū)⑵渲械囊粋€板由不同材料制成。例如，中間的板424可以是比兩側(cè)的板更為柔性的材料。盡管后背支架428的側(cè)板422可能需要由較堅固的材料制成,但中間的板424可能不需要相同的強度并且可以由更為柔性的材料制成。中間的板424可以利用適當?shù)木o固件固定到支架418的其余部分。在實施例中，緊固件可以被包括到支架的設計中，并且可以允許支架418的各部分被堅固地保持在一起。參考圖47和48，示出了緊固件900的俯視圖和仰視圖，緊固件900可以用于將支架的第一部分991沿著接縫997牢固地連接到支架的第二部分992。在該示例中，接縫997被示出為是直線。在其它實施例中，接縫997可以是彎曲的。在實施例中，接縫997可以垂直于第一部分991的內(nèi)表面和外表面。在另一實施例中，第一部分991的接縫邊緣可以是凹曲線，第二部分992的接縫邊緣可以是凸曲線，使得壓縮力可以在接縫997上傳遞，而不會使第一部分991和第二部分992的對準偏移。在實施例中，緊固件990能夠包括從第二部分992延伸的多個凸片993、994以及形成在第一部分991中的凹槽995、996。在圖49-51中示出了凸片993、994的實施例的細節(jié)。圖49示出了圖47和48中所示的凸片993的橫截面?zhèn)纫晥DA-A。凸片993的前端是錐形的，底表面可以是支架的內(nèi)表面或外表面。圖50示出了凸片994的橫截面視圖B-B，該凸片994具有錐形的前端和與緊固件990鎖定在一起的卡齒998。凸片994的頂表面可以是支架的內(nèi)表面或外表面。參見圖51，示出了凸片993和994的前視圖。第二部分992的橫截面可以是彎曲的，凸片993的下表面可以與第二部分992的下表面的彎曲匹配，上表面可以是凸表面。凸片994還可以具有與第二部分992的上表面匹配的彎曲上表面。凸片998的前部的下部可以是直的，凸片994的位于卡齒998和第二部分992之間的部分可以是彎曲的。參考圖52-54，其示出了凹槽995、996的細節(jié)。圖52示出了圖47和48中所示的凹槽995的橫截面?zhèn)纫晥DA-A。第一部分991中的凹槽995包括形成在第一部分991的下表面中的凹表面，其從接縫997向內(nèi)延伸。圖53示出了圖47和48中所示的凹槽996的橫截面?zhèn)纫晥DB-B的實施例。凹槽996可以形成在第一部分991的上表面中并且從接縫997向內(nèi)延伸，并且可以包括在第一部分991的上表面和下表面之間延伸的通孔部分999。圖54是凹槽995、996的前視圖，示出了第一部分991的彎曲。參考圖54-60，示出了凸片993、994的橫截面?zhèn)纫晥D，凸片993、994被插入凹槽995,996中，以便連接支架的第一部分991和第二部分992。圖54示出了進入凹槽995的凸片993。圖56示出了部分在凹槽995中的凸片993，圖57示出了完全插入凹槽995中的凸片993。凸片993的底部保持為與第一部分991的底部平齊。當被完全插入時，第一部分991沿著接縫997聯(lián)接到第二部分992。圖58示出了進入凹槽996的凸片994。圖59示出了部分地在凹槽996中并且向上偏轉(zhuǎn)的凸片994。圖60示出了完全插入凹槽996中的凸片994，卡齒998在通孔999內(nèi)，將凸片鎖定就位。在該實施例中，僅能夠通過偏轉(zhuǎn)凸片994以便將卡齒998從通孔999移去而將第一部分991和第二部分992分開。圖47-60中所示的連接器特別有利于模塊化的支架設計，因為它是一種整體式的彎曲設計，其與病人的表面拓撲的任何彎曲表面相合，并且能夠在第一部分991和第二部分992之間提供堅固的連接。在其它實施例中，參考圖11，后背支架310被示出為具有多個長的水平狹縫325。狹縫325允許支架是豎直柔性的，但軸向旋轉(zhuǎn)是剛性的。當彎曲運動施加于支架310時，豎直的分量將趨向于壓縮狹縫325的中心。然而，當旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩繞著中心軸線施加于支架時，支架310將更為剛性。在示出的后背支架310中，支架的前部和后部的孔是長狹縫325，它們以偏離的行和列布置。每個水平行中的狹縫325相對于狹縫325的相鄰的豎直行偏離。狹縫325之間的材料形成長的條帶，其大部分為水平定向。存在短的豎直條帶326與每個狹縫325的中心部分相交。如所討論的，材料在壓縮和張緊方面較強。因此，該設計構(gòu)造耐受病人后背的扭轉(zhuǎn)或軸向旋轉(zhuǎn)。然而，因為材料的水平條帶不是豎直對準的，因此支架310能夠向前和向后彎曲，這允許病人的后背彎曲。當病人向前彎曲時，支架的前部被壓縮并且材料彎曲，因此支架的前部的狹縫325的高度變短并且變小。相反地，支架的后部可以被拉伸得更長并且材料可以彎曲，使得支架的后部的狹縫325變得更高。在該示例中，因為狹縫325是寬且短的，它們對于水平力是剛性的，而對于豎直力更為柔性。相反，高且窄的狹縫對于豎直力將是剛性的，而對于水平力更為柔性。因此，支架310的柔性可以通過改變狹縫325的開口的尺寸和布置來控制。參考圖12，在添加狹縫之前，后背支架310的設計是剛性的實心形式，并且對于使用者不提供任何通風，如CAD軟件顯示裝置上所顯示的。如同參考圖7在以上所述，可以通過手動地對支架設計添加狹縫來形成狹縫325或其它通風孔?；蛘?，還可以通過更為自動化和有時間效率的方式來組合后背支架而添加帶有狹縫的支架310。參考圖13，材料塊327被顯示為帶有預成型的狹縫325。設計者可以輸入支架310的尺寸，并且限定支架310具有狹縫325的中間區(qū)域。參考圖14，支架310和材料塊327由CAD程序虛擬地組合，并且顯示在計算機屏幕上。支架310的上部和下部被顯示為不帶有狹縫，而支架具有狹縫的中間部分與塊327相交。然后，設計者能夠移除塊327的在支架310的邊緣之外的部分。所得到的支架310被設計為中間部分具有圖11所示的狹縫325。在一個實施例中，通過改變孔尺寸、形狀、定向、材料厚度并且由各具有不同的機械性質(zhì)的兩種不同材料制造支架，能夠在支架中設計所需的柔性。這些計算可以集成到CAD軟件中，使得通過輸入柔性需求，軟件可以計算與結(jié)構(gòu)需求相符的支架設計的細節(jié)。通過改變支架的整個形狀上的機械性質(zhì)，其可以根據(jù)需要地沿著某個旋轉(zhuǎn)方向彎曲、旋轉(zhuǎn)、壓縮、膨脹或保持剛性。支架還可以被設計為具有帶方向的柔性，意味著該裝置可以沿一個或多個特定方向彎曲、旋轉(zhuǎn)或以其它方式變形，但抵抗在其它方向上以相同的方式的運動。例如，在X、Y和Z坐標系統(tǒng)中，帶方向的柔性可以允許支架繞著X軸線彎曲或旋轉(zhuǎn)，但支架可以抵抗繞著Y軸線彎曲或旋轉(zhuǎn)。支架在不同的區(qū)域可以具有不同的帶方向的柔性。在一個實施例中，可以通過使裝置移動給定的偏轉(zhuǎn)距離或彎曲角度所需要的彎曲力或使得裝置的一部分旋轉(zhuǎn)給定的旋轉(zhuǎn)角度所需要的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩來量化所設計的柔性。還可以限制裝置所設計的柔性，使得運動范圍被限制到某個移動范圍。參考圖38,在一個實施例中，支架451包括相合表面(conformalsurface)453，顯示為水平條455和豎直條457的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及“邊緣”456，該邊緣456圍繞支架451并且提高所需要的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。示出了支架451的后側(cè)，支架451的前部的水平條455可以向前壓，因為不存在豎直條457來限制壓縮。這將允許向前彎曲。然而，支架的側(cè)部上的豎直條457限制側(cè)向彎曲。由沿著支架451的后側(cè)向上延伸的豎直條457限制向后的彎曲。高度地穿孔的較薄層459可以被放置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間。這將不提供結(jié)構(gòu)沖擊，但將包住病人的組織，并且防止皮膚在狹縫壓縮期間進入狹縫461并且被擠壓。通風孔463可以是小的(低于3/8”)，從而降低“窗浮腫”問題的幾率。該層459作為包住身體類型的“網(wǎng)”，同時不影響結(jié)構(gòu)需求?？?63可以被設計成使得表面容易地膨脹或壓縮。這可能包括沿著水平軸線較長的孔463、以及偏移(類似象棋，旋轉(zhuǎn)45度)的網(wǎng)格圖案，使得網(wǎng)格中不產(chǎn)生豎直條，從而減弱了表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。與之前的支架技術不同的是，本發(fā)明描述了一種方法，其中，由健康護理專員來指定機械性質(zhì)，包括彎曲和旋轉(zhuǎn)性質(zhì)。還指定通風的圖案。然后，計算機創(chuàng)造出支架，滿足機械和通風規(guī)格，同時還匹配身體表面的相合形狀，滿足支架的整體幾何約束。健康護理專員選擇支架的形狀、機械性質(zhì)，選擇穿孔的類型或設計。然后，創(chuàng)造出支架，其中，結(jié)構(gòu)元件的厚度和寬度是變化的，以滿足支架的機械和設計方面的考慮。然后，通過加成制造或任何其它制造方法來制造支架。在很多支架應用中，支架的內(nèi)表面必須施加壓力而不造成皮膚潰爛。必須避免壓力點。高度地相合的支架將最小化接觸應力并且將因此最小化皮膚潰爛。然而，在接觸點上可以要求較軟的材料。除了使用加成制造技術利用小的內(nèi)部穿孔來最小化窗浮腫之外，內(nèi)表面可以由與外骨骼架構(gòu)467連續(xù)制造的分層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以允許內(nèi)層459更為相合。薄的可偏轉(zhuǎn)的相合層可以打印在內(nèi)壁上。在其它實施例中，完全不同的材料可以添加到支架中。在一些其它實施例中，支架設計和制造可以包括在內(nèi)壁上打印的網(wǎng)或打印類似泡沫的多孔材料，以允許壓縮和通風。該內(nèi)層將通過加成制造來制造，所有層連續(xù)制造。因此，支架可以被設計為同種材料或作為如圖39所示的分層材料的復合結(jié)構(gòu)。外層471可以是非常強的結(jié)構(gòu)，其作為外骨骼架構(gòu)，為身體或肢提供所需的強度。而支架469的內(nèi)層473可以是硬材料491和軟材料493的組合，它們被設計為加快病人的痊愈。軟的柔性材料493可以用在靠近骨頭的區(qū)域上。在病人移動時，骨頭的位置可以改變。因此，重要的是，支架的該區(qū)域是舒適的。相反，較硬的材料491可以用在身體的較軟的脂肪和肌肉組織上。因為這些較軟的內(nèi)表面可能比硬材料更快地被損壞或磨損，它們可以被設計成卡入支架及拆下的可更換的板或部件。支架的可呼吸性是使得本發(fā)明的支架更為舒適的另一個特征。參考圖40，支架可以被設計為帶有內(nèi)通風通道479，其在支架477上延伸。因為支架477在CAD系統(tǒng)上設計，因此已知通風孔481的位置，其可以自動地設計到放置在支架477中的任何額外的墊充或板中。在一些情況下，墊可以由可呼吸的材料制成，支架的硬的實心部分中的通風孔可以對軟的多孔墊的大得多的內(nèi)表面提供通風。通過組合豎直定向條和水平定向條，支架設計還可以控制柔性，支架可以具有柔性彼此不同的不同區(qū)域，但不會影響通風。在一個實施例中，材料條是彎曲的。例如，支架的一部分在第一側(cè)可以具有更為水平定向的條，在第二側(cè)可以具有更為豎直定向的條。以此方式，第一側(cè)在壓力下將更容易壓縮和膨脹，而第二側(cè)則不會。相反，第二側(cè)將更容易彎曲，并作為樞軸。例如，如果身體的前部具有更為水平定向的條，側(cè)面具有更為豎直定向的條，則支架將允許向前彎曲，但抵抗任何側(cè)向彎曲。然而，同時，在支架上將同等均勻地進行通風。該示出的構(gòu)造可以應用于后背支架，其允許向前彎曲，但防止側(cè)向彎曲。左側(cè)可以表示支架的前部，右側(cè)可以表示支架的右側(cè)。前部的條的水平對準以及側(cè)部的條的豎直對準允許向前旋轉(zhuǎn)，但防止側(cè)向旋轉(zhuǎn)。該支架發(fā)明的基本原理是支架的不對稱的柔性。參考圖15，以XYZ坐標系的方式示出了支架410，支架的前部朝向X軸線，左側(cè)朝向Y軸線，頂部朝向Z軸線。在該示例中，支架410是后背支架，病人的下部和支架410是靜止的。如果病人向左側(cè)傾斜，則支架410將繞著X軸線順時針彎曲，如果病人向右側(cè)傾斜，則支架410將繞著X軸線逆時針彎曲。如果病人向前彎，則支架410將繞著Y軸線逆時針彎曲，彎曲的后部將造成支架410繞著Y軸線順時針旋轉(zhuǎn)。如果病人扭向右側(cè)，則支架410的頂部將繞著Z軸線順時針旋轉(zhuǎn)，扭向左側(cè)將造成支架410的頂部繞著Z軸線逆時針旋轉(zhuǎn)。通過了解哪個方向穩(wěn)定病人的移動，支架410可以在彎曲方面是不對稱的。參見圖16-18，示出了后背支架510的不同視圖。圖16示出了支架510的前視圖，圖17示出了側(cè)視圖，圖18示出了后視圖。支架510可以構(gòu)造成在左側(cè)和右側(cè)的前部具有水平的條505。因為脊柱不應該被壓縮，當不具有豎直條時，支架510的后部可以包括豎直的條507。因為后部比前部堅硬，后部將趨于彎曲而不是壓縮。相反，響應于后部的彎曲，前部將壓縮或膨脹。因為豎直條507安裝在支架510的寬度上，因此它們可以防止支架510側(cè)向彎曲。盡管支架510具有豎直和水平對準的條，但這些僅表示條的大致對準。實際的支架的條將彼此交叉，并且成角度或彎曲，以提供所需要的帶方向的強度和柔性。參考圖19-21，可以設計到支架中的另一個特征是，各個懸起的接觸墊611的密集網(wǎng)格包括“中空的”每個墊611，賦予其環(huán)形的形狀。這允許接觸“環(huán)”615接觸皮膚，每個接觸墊611在中間可以具有通風孔619。通風孔619為皮膚提供改善的空氣流。它的“油炸餅圈”形狀使得不容易發(fā)生窗浮腫，因為沒有硬邊緣壓在皮膚上擾亂血液流動。并且相對大的接觸墊611的區(qū)域?qū)黾悠つw的舒適性?？諝鈱⒃诿總€接觸墊611周圍流動，并且可以通過穿孔圖案排出外壁。這將增加使用者的舒適性，并且降低表面皮膚的溫度。因為每個接觸墊611可以作為單獨的往復循環(huán)的“單元”，其能夠被制造為“井”存在于每個墊的“軀干”周圍。在“井”之上，壁厚增加，因為單元的后部分與相鄰的單元相交。這允許產(chǎn)生較強的結(jié)構(gòu)，其在需要處(每個墊的軀干周圍)是柔性的，而在需要處(每個軀干之間)是強的。在單個表面中既滿足強度又滿足柔性。在柄上的該接觸點使得皮膚接觸分布在很多單獨的點上。這些點接觸通過允許血液流動到接觸點之間的皮膚而最小化循環(huán)降低的區(qū)域。因此，壓縮區(qū)域能夠通過擴散過程而接收血液供應。該策略最小化了較大的缺血性區(qū)域或皮膚潰爛區(qū)域的可能性。此外，通過改變支撐接觸點的柄的機械性質(zhì)，可以最小化皮膚上的剪切應力的量。如果柄足夠柔性，隨著皮膚在支架內(nèi)的運動，在接觸點和支架之間將不會發(fā)生運動，然而將在柄的水平位置，在接觸墊和支架的外骨骼架構(gòu)外層之間將發(fā)生運動。通過最小化剪切和缺血性，這種帶墊的結(jié)構(gòu)能夠最小化皮膚潰爛的可能性。對于動態(tài)支架，這些接觸墊611構(gòu)造可以被制造成所附接的結(jié)構(gòu)的相關聯(lián)的體積，或者對于更為動態(tài)的支架，接觸墊611可以被打印為與外骨骼架構(gòu)和通風圖案分立的元件，但接觸墊611和除外骨骼架構(gòu)之外的支撐結(jié)構(gòu)不接觸。這樣的構(gòu)造將允許支架所選區(qū)域中的不同的運動，不會由于接觸墊而對機械性質(zhì)產(chǎn)生影響。如圖19-21中所示的墊611是支架的內(nèi)表面的一部分。每個墊611是柔性的，并且可以壓縮移動，以及水平移動。在一個實施例中，每個墊611具有接觸部分615和聯(lián)接到框架的桿621。當墊611壓靠到病人身體的一部分上時，例如，當支架由病人穿戴時，接觸部分615壓靠到桿621,該桿621壓靠框架629。桿621可以比接觸部分窄得多，并且可以彎曲。當墊611的接觸部分615水平移動時，響應于墊611的移動，桿621將彎曲。桿621也聯(lián)接到框架629，使得桿621能夠相對于框架629的平面沿垂直方向移動。因此，響應于墊611的任何垂直壓縮，墊611能夠移動到支架的框架上。在一個實施例中，支架的內(nèi)表面的一部分或整個內(nèi)表面能夠包括所描述的墊611。在支架中使用的墊611能夠全部都相同，或者每個可以具有不同的設計特性。例如，位于較硬的表面(例如，皮膚之下的骨頭)之上的墊611可以具有柔性的墊611，其允許骨頭和/或關節(jié)的舒適移動。相反，位于身體的較軟區(qū)域之上的墊611可以較硬，因為軟的區(qū)域可能不需要很多的墊充。圖19示出了單個的墊611元件的示例的橫截面。圖20示出了直接壓縮的墊611，圖21示出了斜壓縮的墊611。在壓縮的圖示中，桿621響應于施加到墊611的壓力而彎曲。在其它實施例中，可以使用不同的柔性墊，包括非圓形的表面，不同的彈性桿以及不同的通風機構(gòu)?？梢酝ㄟ^抵靠框架的桿的彈性系數(shù)以及墊的接觸面積來量化墊的硬或軟。帶有大的接觸面積和低的彈性系數(shù)的墊將是非常軟的。相反，帶有小的接觸面積和高的彈性系數(shù)的墊將是較硬的墊。對墊的硬或軟進行量化的公式是(墊的表面面積)X(桿的彈性系數(shù))=X。例如，如果墊的面積是I平方英寸并且彈性系數(shù)是10磅每英寸，當墊被壓入框架1/4英寸時，力將是2.5磅每平方英寸。如果墊被壓入框架1/2英寸，則力將是5磅每平方英寸。每個墊的動態(tài)硬/軟特性可以被獨立地設計到支架中。墊的面積可以從大約1/4平方英寸至大約5平方英寸，桿的彈性系數(shù)可以從大約0.01磅/英寸至大約100磅/英寸或更大?？梢蕴砑拥街Ъ茉O計中的其它特征包括鉸鏈，其允許支架在關節(jié)處移動或者打開以便更容易地附接到身體和從身體移除。鉸鏈可以位于關節(jié)處，諸如使用者的膝蓋或手肘，使得支架能夠隨著膝蓋或手肘關節(jié)移動。為了確定鉸鏈的適當定向，可以在不同的關節(jié)角度取得肢的一系列照片。例如，參考圖22，利用一個或多個攝像機121取得腿791的第一組照片，其中，腿791的膝蓋是彎曲的。參考圖23，取得第二組照片，膝蓋793稍微彎曲，參考圖24，取得第三組照片，膝蓋793是直的。通過使用累積的數(shù)據(jù)，設計者可以確定每個腿791位置的表面坐標以及鉸鏈的最精確位置。手肘或膝蓋不是繞著固定的軸線完美旋轉(zhuǎn)地移動，但設計者可以確定支架的最緊密擬合的旋轉(zhuǎn)軸線。一旦確定了最佳的旋轉(zhuǎn)軸線，設計者能夠?qū)q鏈結(jié)合到支架設計中。參考圖25-27，鉸鏈830可以是圓形結(jié)構(gòu)，其聯(lián)接支架801的上部822和下部824。在一個實施例中，上部822和下部824通過安裝在支架801的相對側(cè)上的兩個鉸鏈830連接，并且限定旋轉(zhuǎn)軸線。鉸鏈830可以包括軸承結(jié)構(gòu)，該軸承結(jié)構(gòu)最小化鉸鏈830的旋轉(zhuǎn)摩擦，并且允許上部822和下部824的順暢移動。鉸鏈830可以包括內(nèi)座圈和外座圈。內(nèi)座圈可以具有在內(nèi)直徑周圍延伸的軸承表面，外座圈可以具有在座圈的外直徑周圍延伸的軸承表面。在座圈之間安裝軸承，諸如滾珠軸承、滾柱軸承等。軸承材料可以是金屬、陶瓷、塑料等。利用表面坐標，設計者能夠?qū)⑤S承結(jié)構(gòu)結(jié)合到支架的設計中。為了插入和移去肢，支架801可以具有開口機構(gòu)，允許使用者容易地插入和移去肢。例如，支架801可以沿著長度分割開，分為兩個或更多個部分，這些部分被聯(lián)接在一起。為了插入肢，整個支架可以被打開，在肢插入之后，支架的部分822、824可以圍繞肢固定。在一個實施例中，支架801在一側(cè)可以具有鉸鏈826，在相對側(cè)具有卡齒機構(gòu)828?？X828可以被松開，使得支架801可以被打開。為了使得開口鉸鏈正常工作，其必須沿著支架801的長度對準。更具體而言，如果支架801包括用于手肘或膝蓋的鉸鏈826，則聯(lián)接到上部822和下部824的鉸鏈826必須對準，使得支架能夠被打開。在一個實施例中，當支架801的上部822和下部824對準時，開口鉸鏈826對準。因此，支架801僅當上部822和下部824對準時可以打開。當已經(jīng)獲得外表面坐標時，支架的內(nèi)表面可以被設計為與肢的外表面匹配。這將提供與受傷的肢完美匹配的支架或石膏。匹配的表面允許支架或石膏具有更為精確和舒適的適配。設計者還可以確定支架足以支撐和保護肢的厚度。設計者能夠沿著長度將支架分為兩片，使得支架能夠被打開，病人可以插入或移去肢。參考圖25-27，系統(tǒng)還可以確定沿著支架801的長度延伸的鉸鏈826的最佳位置。因為外表面不是直的，鉸鏈826僅可以沿著直線安裝在支架801的最外的部分。在一個實施例中，計算機設計軟件將定位優(yōu)選的鉸鏈826的位置，其可以沿著腿的后部的直線短距離內(nèi)的最長直線延伸。該構(gòu)造允許卡齒安裝在腿的前部，這允許支架或石膏更容易地移除或附接。例如，腿的后部的最長的直線可以在腿的小腿肚區(qū)域的后部。設計系統(tǒng)將沿著一條線結(jié)合一鉸鏈，該線沿著小腿肚區(qū)域的后部延伸，該鉸鏈距離該線一預先確定的距離，例如1/2至I英寸。該設計系統(tǒng)可以利用填充材料來填充鉸鏈和支架曲線之間的空隙。封閉機構(gòu)可以聯(lián)接到支架的相對側(cè)，其可以是卡齒、夾、棘齒、或其它封閉機構(gòu)。封閉機構(gòu)可以被調(diào)整，使得支架的內(nèi)部體積可以改變。封閉機構(gòu)可以夾緊，使得如果肢由于萎縮而變小，則支架也可以變小，以便保持適當?shù)倪m配。如果肢由于增大的肌肉尺寸或腫脹而變大，則支架還可以膨脹。在一個實施例中，臂或腿支架包括上部和下部，它們可以繞著膝蓋鉸鏈或軸承而相對于彼此移動。在該實施例中，開口機構(gòu)可以包括上鉸鏈和下鉸鏈，它們各聯(lián)接到支架801的上部和下部。設計者能夠使支架801的上部822和下部824與圖25所示的直線818對準，然后將直鉸鏈826插入支架801和直線818的交點，如圖26所示。在該示例中，鉸鏈826具有軸向?qū)实膬蓚€部分。因此，上部822和下部824必須對準，以打開支架801。沿著支架801的相對側(cè)，設計系統(tǒng)能夠?qū)⒉迦胍粋€或多個聯(lián)接機構(gòu)828，這些聯(lián)接機構(gòu)828將支架保持在一起，如圖27所示。現(xiàn)有的石膏的另一個問題是它們不允許空氣在肢上循環(huán)。這可能是不舒適的，因為肢不容易清洗，死皮不能夠被移除。為了允許一些空氣在肢上循環(huán)，支架或石膏可以被設計為帶有通風孔，這些通風孔可以分布在支架的表面上。很多小孔903可以分布在整個石膏或支架901上，并且在內(nèi)表面和外表面之間延伸，如圖28所示。這允許支架或石膏901在結(jié)構(gòu)上是非常強的，但仍然允許空氣在皮膚上循環(huán)。內(nèi)表面還可以具有在表面中的通道或凹槽，其允許空氣在皮膚上流動。在其它實施例中，更大的孔914可以形成在支架或石膏912中，如圖29所示。由于在這些較大的孔914之下的這些區(qū)域?qū)⒉惶峁┲位虮Ｗo，較大的孔可以位于支架的不那么重要的區(qū)域之上。例如，腿支架可以用于保護膝蓋。因此，通風孔不應該位于支架要保護的區(qū)域中。除了功能目的之外，在支架或石膏設計中可以加入孔或任何其它裝飾物、標志或其它特征。參考圖30，在一個實施例中，支架901可以具有多個可進入的區(qū)域902、904、906。根據(jù)受的傷以及病人，進入?yún)^(qū)域902、904、906可以大或小。在照相測量之前，在病人身上可以標記不同的區(qū)域902、904、906。每個進入?yún)^(qū)域902、904、906可以附接到鉸鏈912或其它可釋放的緊固件，允許由支架901覆蓋的病人的各個部分可以被進入。進入?yún)^(qū)域902、904、906可以策略性地放置在感興趣的特定區(qū)域之上，例如需要被清潔或定期檢查的傷口區(qū)域。在其它實施例中，進入?yún)^(qū)域902、904、906還可以沿著支架901的整個長度延伸。通過分別打開各區(qū)域902、904、906，由支架901覆蓋的整個肢或身體區(qū)域可以被進入用于清潔、檢查、移除縫線951或其它原因，而肢或身體的其余部分被支架901保護和穩(wěn)定。參考圖31，在另一個實施例中，支架920可以具有單個的進入?yún)^(qū)域922，支架的上部924的其余部分可以被聯(lián)接在一起。參考圖32-37，在一個實施例中，支架930可以是模塊化設計，其能夠具有模塊化構(gòu)造，帶有模塊化部分，這些模塊化部分可以從支架911完全地移除。該設計可用于摔斷肢的骨頭，諸如前臂。石膏在醫(yī)療領域是熟知的。當骨頭摔斷時，骨頭可以被固定，降低骨折的尺寸，并且石膏被放置在手、小臂和上臂周圍。隨著臂的痊愈，石膏被移除并且用較小的石膏來替代。根據(jù)摔斷的類型，病人可能經(jīng)歷若干次石膏更換。這可能是耗費時間的，因為每個石膏必須被鋸下，在臂或腿上必須構(gòu)造新的較短的石膏。并且如上所述，利用石膏鋸施加或移除石膏對于兒童來說可能是非常不方便的，兒童可能需要在這些過程期間服用鎮(zhèn)靜劑。在一個實施例中，可以為病人設計模塊化的支架930，該支架930可以具有若干模塊化部分，包括:上臂部分940、袖肌部分942、手肘部分938、下前臂部分932、上前臂部分934和拇指人字繃帶部分936。隨著病人痊愈，這些部分可以被相繼地移除。可以在不同的模塊部分之間的相交處對病人進行標記。由照相測量過程來檢測這些標記，并且不同的模塊化的部分被設計到支架930中。因為X射線通常照射摔斷的骨頭，該X射線數(shù)據(jù)可以利用照相測量圖像來觀看，支架930可以設計帶有所需的結(jié)構(gòu)整體性，以在身體的受損區(qū)域保護臂。支架930如上所述地設計，模塊化的部分可以通過可移除的緊固件固定到各個相鄰的部分，緊固件是例如螺釘915或是形成在支架中或者附接到模塊化部分的任何其它類型的聯(lián)接件。參考圖32，如果病人摔斷了臂，則整個臂初始可以用從手指延伸到肩膀的支架930來穩(wěn)定。參考圖33，在第一時間段之后，袖肌部分942可以從上臂模塊940移除。這允許手肘在隔離一段時間之后彎曲。如果袖肌部分942鉸接到上臂模塊940，則聯(lián)接件可以被打開?；蛘?，袖肌部分942可以利用Velcro聯(lián)接到上臂模塊940，并且可以撕下Velcro以便移除袖肌部分942。參考圖34，在第二時間段之后，當適宜于治療時，整個上臂模塊940可以被移除，允許手肘彎曲。手肘模塊938仍然存在，其圍繞手肘并且允許彎曲，但不允許旋轉(zhuǎn)。參考圖35，手肘模塊938被移除，留下“短臂”石膏，用于余下的治療。該上前臂934可以利用鉸鏈912聯(lián)接到下前臂932，并且可以被臨時地打開，用于清潔皮膚和檢查，但其可以封閉，為了在治療期間保持臂穩(wěn)定。參考圖36，在治療期間的任何時間，“拇指人字繃帶”936可以被移除，允許拇指的·運動。最后，參考圖37，支架930的下前臂模塊932可以保持為“夾板”，如果需要的話，在治療之后其可以由Velcro帶保持就位，用于額外的穩(wěn)定性和安全性。在其它實施例中，可以為受傷的手、腳或腿制造類似的支架。例如，當病人傷了手時，整個手可以初始需要被放置在模塊化支架中，該模塊化支架包括用于手腕、手掌、手指和拇指的不同模塊。支架也可以包括進入部分。醫(yī)生可以標記受傷的區(qū)域以及每個模塊接縫和進入位置的期望位置。然后可以設計和制造支架。然后，用全部的模塊和任何需要的墊來組裝支架。隨著手痊愈，各個模塊可以從支架移除，病人可以恢復手的使用。最后，僅受損的手指可能需要在支架中，直到病人已經(jīng)完全恢復。因為手具有很多小的部分，因此難以制造和移除傳統(tǒng)的手石膏。本發(fā)明的過程大大地簡化了恢復過程，因為僅需要一個支架，并且隨著病人痊愈，模塊可以容易地被移除。在指定的時間段移除模塊對于痊愈的過程可能非常重要。保持穩(wěn)定較長時間段的關節(jié)可能變得非常僵硬。因而，重要的是盡量使關節(jié)活動。下臂模塊925可以繼續(xù)被穿戴，以支撐病人的臂，直到受傷的骨頭彎曲痊愈。本發(fā)明的支架與傳統(tǒng)石膏相比具有很多優(yōu)點。由于模塊被移除，不需要新的支架。由于支架模塊是可移除的，醫(yī)生可以檢查肢并且如果需要的話，并且可以清潔該肢。在受傷的肢被標記和照相之后，病人不需要留在醫(yī)院里。與定期地移除和更換石膏相比，每個部分被移除能夠節(jié)省大量的時間。如果肢由于萎縮而縮小，則額外的墊充可以被插入支架中。最后，如果該肢沒有明顯改變，則若病人再次摔斷該肢，定制的模塊化支架可以被再次使用。除了是適當尺寸之外，支架或石膏還必須是足夠強的，以用于所需用途。踝支架或行走石膏可能需要在跑步或蹦跳時支撐使用者的重量和沖擊，臂支架或石膏必須能夠耐受正常使用的力。在一個實施例中，支架或石膏的強度由支架或石膏構(gòu)件的幾何形狀以及用于制造這些構(gòu)件的材料決定。適當?shù)牟牧习ǜ邚姸人芰?諸如高強度聚酰胺)、金屬、合金和復合材料(諸如環(huán)氧樹脂系膠結(jié)劑中的碳纖維)。在另一個實施例中，皮膚上的標記可以確定填充骨頭輪廓的區(qū)域或隨著時間增加額外填充以維持輪廓的區(qū)域。使用該系統(tǒng)，可以由相同的過程打印相合的墊，以適配在石膏的內(nèi)壁中的“適配區(qū)域”的范圍內(nèi)?？梢灾圃煲幌盗芯哂欣圻M厚度的相合表面的墊并且與最初的石膏一起提供給健康護理提供者。內(nèi)相合表面可以由較軟的柔性材料制成，該較軟的柔性材料可以由加成制造技術來制造。內(nèi)墊可以具有多孔性，與外骨骼架構(gòu)的通風孔匹配，用于改善通風。內(nèi)墊還可以具有在墊內(nèi)制造的鎖定裝置，使得它們以正確的定向咬入正確的位置。或者，粘合劑可用于將墊附接到支架。由于墊和支架都是定制的，它們以位置指示器來標記，位置指示器可以是文本的、彩色的編碼或符號，指示墊和支架應該在何處以及如何彼此附接。例如，墊上的文本可以寫著“通過將連接器附接到墊中的孔A而將該墊附接到支架的上后部分”。隨著身體痊愈，缺少運動可能導致萎縮，造成身體收縮。因此，第一組墊可以是薄的。當原始的較薄的支架或石膏不再適配時，薄的墊可以被移除，并用較厚的墊來替代。一系列相合的墊可以包括可能需要的不同厚度。由于存儲了墊的數(shù)字設計，可以由存儲的墊設計來制造額外的墊。在其它實施例中，支架可以由在受熱時可以變形的熱可鍛材料制成。熱塑性塑料是一種類型的熱可鍛材料，其在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上是塑性和柔性的，在較高的熔化溫度以下是固態(tài)材料。大部分的熱塑性塑料的結(jié)晶區(qū)域與非結(jié)晶區(qū)域交替，其中，鏈接近隨機的圈。非結(jié)晶區(qū)域造成彈性，結(jié)晶區(qū)域造成強度和剛度。在熔化溫度之上時，所有的結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失，鏈變?yōu)殡S機交相分散。參考圖41，支架777可以由熱塑性材料制成，并且可以包括具有很多小孔的可鍛區(qū)域771。支架777還可以包括通風孔781，它們直徑較大并且分開較大的距離。與支架的圍繞區(qū)域相比，孔降低了支架777的可鍛區(qū)域771中的材料的體積。當熱量被施加給可鍛區(qū)域771，熱塑性材料將吸收熱量，并且熱量還通過熱傳導而傳遞通過支架777，傳遞通過材料到達圍繞可鍛區(qū)域771的支架的區(qū)域。所施加的熱量將造成可鍛區(qū)域771的溫度升高，當溫度超過柔軟的形成溫度時，可鍛區(qū)域771中的材料可以被進行操作。在該示例中，可鍛區(qū)域771在髖骨上，髖骨是骨頭凸起。在其它實施例中，可鍛區(qū)域771可以位于支架777的任何其它區(qū)域。用于形成支架777的熱塑性材料可以是高度絕緣及差的熱導體。因此，施加到可鍛區(qū)域771的熱量可能不能夠容易地通過熱傳導傳遞通過支架777到達圍繞可鍛區(qū)域771的支架的區(qū)域。因此，可鍛區(qū)域771可以熱變形，不會使圍繞可鍛區(qū)域771的支架的區(qū)域無意地熱變形。可以通過提供用于對流熱傳遞的更大的表面區(qū)域而獲得可鍛區(qū)域771的改善的熱性質(zhì)。有各種方式增加可鍛區(qū)域771的表面區(qū)域。例如，熱可鍛區(qū)域771可以具有比支架777的其它區(qū)域更高的孔隙度。帶孔的表面具有很多小孔和凹部，它們提供更大的暴露出來的表面區(qū)域以吸收更多的熱量。因此，當熱源被施加到支架時，可鍛區(qū)域771將吸收更多的熱量，并且比支架777的其它區(qū)域變得熱得多。在其它實施例中，熱可鍛區(qū)域771可以僅具有通孔。相鄰的孔之間的支架材料可以形成圍繞每個孔的支柱。支架777還可以包括通風孔781，它們直徑較大并且分開大得多的距離。通風孔781之間的支柱將具有比可鍛區(qū)域771中的孔之間的支柱更大的橫截面。為了改善熱量吸收，可鍛區(qū)域771中的相鄰孔之間的支柱的橫截面積可以小于支架777的其它區(qū)域中的相鄰通風孔781之間的支柱的橫截面積。能夠影響熱量吸收的另一個機械因素是被加熱的材料的質(zhì)量。在一個實施例中，可鍛區(qū)域771可以具有較高的表面積與材料質(zhì)量的比。例如，可鍛區(qū)域771中的支架材料的壁厚可以較薄，以降低質(zhì)量并且提高表面積與質(zhì)量之比。因為具有較少的材料質(zhì)量來吸收熱量，具有較高的表面積與質(zhì)量比的可鍛區(qū)域771將比支架777的其它區(qū)域更快地被加熱。在一個實施例中，可以使用熱風槍來加熱可鍛區(qū)域771。熱風槍可以將熱空氣773導入可鍛區(qū)域771。因為可鍛區(qū)域771包括小孔的圖案，熱空氣773可以通過這些孔，并且可鍛區(qū)域771可以被對流所加熱。熱空氣773可以接觸并加熱可鍛區(qū)域771的外表面和小孔的內(nèi)側(cè)壁。相反，支架777的圍繞可鍛區(qū)域771的區(qū)域可以不具有孔，熱空氣773可以僅接觸這些其它區(qū)域的外表面。因為內(nèi)部材料不暴露于熱空氣，支架777的圍繞可鍛區(qū)域771的區(qū)域?qū)⒉晃湛慑憛^(qū)域771那么多的熱量。因為有更多的熱量傳遞到可鍛區(qū)域771，支架777的周圍區(qū)域?qū)⒈３掷涞枚?，并且?yōu)選低于熱塑性材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。參考圖42，當可鍛區(qū)域771的溫度超過玻璃轉(zhuǎn)化溫度時，熱塑性材料可以塑性變形。在該示例中，外力776施加到可鍛區(qū)域771，其造成該區(qū)域向內(nèi)朝向支架777的中心變形。在其它實施例中，可鍛區(qū)域771可以向外或者任何其它方向變形。因為熱量集中在可鍛區(qū)域771，支架777的周圍區(qū)域?qū)⒈３州^冷，并且可能不超過玻璃轉(zhuǎn)化溫度并且可能保持剛性。該溫度差使得更容易控制可鍛區(qū)域771，不需要改變支架777的其它區(qū)域。當病人的身體可能隨時間而變化時，所述的可鍛區(qū)域771可以是有用的。支架777可以包括可鍛區(qū)域771，其初始被設計為覆蓋病人的腫脹區(qū)域或敏感區(qū)域。病人的身體可能隨著時間而變化。例如，腫脹區(qū)域可以回歸正?；蛘呙舾行钥赡芙档?。為了提供相同的保護，當需要適配病人當前的身體時，可鍛區(qū)域771可以被手動調(diào)整，不需要重新掃描病人和重構(gòu)支架777。在一個實施例中，支架777在可鍛區(qū)域771中可以具有大約5mm的壁厚或?qū)雍??？慑憛^(qū)域771中的孔781的寬度可以是大約2-5mm?？?81可以布置為封閉封裝的六邊形圖案，孔之間的最小壁間隔大約為2-5mm。能夠噴出高達1000°F的空氣的熱風槍可以用于加熱可鍛區(qū)域771。因此，熱塑性材料優(yōu)選具有小于1000°F的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。CAD系統(tǒng)可用于設計支架或石膏的負荷支承部件?？傮w而言，石膏或支架將比使用者所需要的強得多。在一個替代性實施例中，設計者能夠?qū)⑹褂谜叩闹亓亢突顒铀捷斎氲紺AD系統(tǒng)中，然后可以基于期望的負荷來計算所需要的強度。然后，CAD系統(tǒng)可以設計能夠支撐負荷要求的負荷支承結(jié)構(gòu)。醫(yī)療裝置可以設計為單件式結(jié)構(gòu)，其被設計為通過快速成形工藝同時地制造。或者，醫(yī)療裝置可以被設計為多件式結(jié)構(gòu)，在使用之前組裝。該多件式結(jié)構(gòu)在制造時間和成本方面可以比單件式結(jié)構(gòu)更為有效率。參考圖61，單件式支架690可以在液體或顆粒床692中的三維制造機器中形成。因為支架690需要具有大的開口中心體積的大的區(qū)域，在三維制造機器的床693中一次僅能夠打印一個單件式支架。僅在支架690完全地制造出來之后，可以打印另一個支架。不形成空間上效率差的單件式的支架，可以由稍后組裝的多個較平的部分來制造模塊化支架。例如，參考圖62，支架可以被分為四個部分694，每個大約是整個支架690的四分之一。部分694可以從頂至底或從底至頂?shù)卮蛴。⑶疫@些彎曲的部分694中的每一個可以以嵌套的方式來布置，一個部分694的凸表面鄰近另一個部分694的凹部分，以獲得最佳的打印空間效率。當中心體積是空的或者填充有其它結(jié)構(gòu)時，制造機器能夠以相同的速度和成本來操作。因此，通過將支架設計為多個平的部分或者嵌套的彎曲的部分，一個或多個支架的構(gòu)件可以以更為有效的方式來同時制造。在該示例中，相同尺寸的床692可以能夠同時打印14個部分694，這些部分694可以用于產(chǎn)生三個半支架。因此，模塊化設計的效率可以被顯著地改善。參考圖63，在制造了構(gòu)件部分694之后，它們在配合邊緣接縫997處被組裝在一起，該配合邊緣接縫997從頂部邊緣延伸到底部邊緣以形成支架695。在一個實施例中，構(gòu)件部分694包括所結(jié)合的緊固件(如圖47-60所示)，這些緊固件跨過支架695的接縫997延伸。緊固件可以包括凸片993、994，這些凸片993、994適配到相鄰的構(gòu)件部分694中的相應的凹槽中，并且可以與支架695的內(nèi)表面和外表面平齊。該設計可以導致較節(jié)制的支架695，其允許病人在支架上穿最為平常的衣服。如果構(gòu)件部分694需要被修改或更換，則單個部分694可以被重新設計，由三維制造機器制造并且緊固到其它的支架部分694。因為構(gòu)件部分694是基于病人的身體而定制設計的，支架部分694僅能夠與為病人而特別設計的其它支架部分694互換。在其它實施例中，一旦設計結(jié)束，則由CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的設計數(shù)據(jù)可以被用于利用任何其它類型的制造機器來制造支架或石膏。因為支架或石膏的信息是數(shù)字格式的，可以傳輸或傳送支架或石膏并且在任何地方制造。在優(yōu)選實施例中，在當?shù)剡M行制造，使得病人能夠盡快收到支架或石膏?；蛘撸∪丝梢栽谶b遠的位置，支架或石膏設計信息可以以電子方式容易地傳輸給位于更為工業(yè)化區(qū)域中的制造者。然后，可以使用設計數(shù)據(jù)來制造支架或石膏，并且運輸給位于遙遠的鄉(xiāng)村的病人。在優(yōu)選實施例中，使用三維制造機器來制造支架或石膏，該機器將液體或粉末顆粒結(jié)合在一起，以相繼地形成支架或石膏的固體平面部分。三維制造機器可以使用快速成形工藝，該快速成形工藝使用能量束，該能量束被引導到液體或粉末材料浴。類似的制造工藝已知為加成制造、快速制造、分層制造、3D打印、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、熔融沉積建模(FDM)、立體平板印刷(SLA)、電子束熔化(EBM)和其它方法。這些制造工藝使用在材料上偏轉(zhuǎn)的能量束并且造成暴露的材料硬化。另一可能的制造工藝是熔融材料沉積(FDM)。橫截面的設計數(shù)據(jù)被制造機器所使用來以連續(xù)的一系列層構(gòu)造主要的或整個支架或石膏組件。隨著每一層材料硬化，定制的石膏、支架或裝置構(gòu)件的完全部分豎直地移動進入浴中，并且形成下一個橫截面層并且熔融到相鄰形成的層。當形成所有層后，可以完成定制的石膏、支架或裝置構(gòu)件。結(jié)構(gòu)可以是單件式，或者可以要求多件的組裝來完成裝置。因為制造工藝可以被精確地控制以產(chǎn)生滑動表面，即使是鉸接的部分也可以與石膏或支架的其它部分同時制造。在一個實施例中，支架或石膏被制造為單個一體的結(jié)構(gòu)，使得完成的產(chǎn)品是完整的。如上所述，本發(fā)明的支架或石膏的移動構(gòu)件可以聯(lián)接到膝蓋或手肘或具有旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的開口鉸鏈上。例如，開口鉸鏈可以具有支承構(gòu)件，這些支承構(gòu)件要求具有在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)的桿?？焖俪尚畏椒梢酝瑫r制造桿和相應的孔。在其它實施例中，額外的構(gòu)件可以添加到石膏或支架，使得各構(gòu)件不在相同的材料上滑動。在一個實施例中，軸襯或軸承可以在旋轉(zhuǎn)點添加到支架或石膏。軸襯可以由潤滑的材料制成，諸如不銹鋼、陶瓷、Delrin或Teflon。在其它實施例中，使用軸承。軸承可以是具有滾柱、滾針、滾珠軸承的密封單元或者任何其它類型的軸承。軸承材料可以是陶瓷、金屬或塑料。已知的機構(gòu)可以用于將軸襯和/或軸承保持在滑動表面之間。在另一實施例中，可以通過另一掃描過程獲得身體或受傷的肢的表面數(shù)據(jù)并且輸入到CAD程序中。例如，可以使用三維光學掃描儀來掃描身體或肢。身體或肢必須從多個側(cè)面掃描以獲得完全的三維數(shù)字圖像。掃描儀產(chǎn)生在身體或肢的表面上的很多點的幾何測量值的數(shù)據(jù)組。通過更多地測量身體或肢，改善三維數(shù)字圖像的精度和詳細度。適當?shù)氖殖旨す鈷呙鑳x包括Polhemus出品的FastSCAN系統(tǒng)和Handyscan出品的Handyscan3D系統(tǒng)。光學激光掃描儀的缺點在于，它們可能不僅檢測身體的表面和放置在病人身上的標記。并且，掃描可能花費大量的時間，因為光學激光束可能需要在病人的整個身體上移動。在掃描過程中，病人必須還保持非常靜止。如所討論的，對于嬰兒或動物來說，在不進行鎮(zhèn)靜的情況下，這種靜止是非常困難的。由于這些缺點，照相測量是用于獲得病人的表面和標記數(shù)據(jù)的優(yōu)選方法。掃描數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為可以被CAD程序讀取的可用的表面文件。更具體而言，由身體或肢的掃描得到的表面數(shù)據(jù)可以被參考，以便在重構(gòu)過程中推斷身體或肢的形狀。重構(gòu)過程使用算法，該算法利用來自掃描的身體或肢的數(shù)據(jù)的線將相鄰的點連接起來(稱為點云)，從形成多邊形模型的很多小的多邊形形狀構(gòu)造出連續(xù)的表面。由重構(gòu)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是緊密地匹配身體或肢的表面的連續(xù)三維數(shù)字表示。用于執(zhí)行掃描儀數(shù)據(jù)重構(gòu)過程的軟件的一個不例是GeoMagic的GeomagicStudio以及ProScanTools,它是PamametricTechnolgyCorporation的Pro/Engineer的模塊中的插件。用于身體或肢的重構(gòu)表面文件被輸入CAD程序中，用于石膏或支架的設計。在一個實施例中，使用快速成形機器來同時制造構(gòu)件或關節(jié)轉(zhuǎn)動支架。盡管可以同時容易地制造各部件，但難以產(chǎn)生諸如在支架的相對側(cè)上安裝的膝蓋關節(jié)等部件。在一個實施例中，膝蓋關節(jié)具有滾珠軸承構(gòu)造，其能夠安裝為一體的或模塊化的機構(gòu)。不是同時制造座圈和滾珠軸承，關節(jié)可以制造為帶有支承座圈。在制造之后，軸承可以被插入到座圈構(gòu)件之間。軸承提供順滑的滑動機構(gòu)，并且還使得滑動構(gòu)件之間的配合變緊。如果軸承磨損了，則它們可以被更換，則腿支架可以被修理?；蛘撸S承可以是模塊化設計，當被磨損時其可以被移除和更換。在又一實施例中，關節(jié)可以是滑動模塊化的軸襯，當其磨損時也可以被更換。如所討論的，照相測量可以檢測墨水標記或其它的標記，用于為支架設計者和CAD軟件指示關于病人的額外信息。在獲得膝蓋的圖像之前可以確定和指示膝蓋的旋轉(zhuǎn)軸線。例如，在膝蓋的任一側(cè)可以放置指示軸線的較長的桿或任何其它標記，以指示旋轉(zhuǎn)軸線。桿或標記將被檢測，CAD軟件將該標記解讀為指示旋轉(zhuǎn)軸線?；蛘?，也可以基于在多個彎曲角度(以上參考圖22-24所述)取得的膝蓋的多個圖像來推導旋轉(zhuǎn)軸線。類似的標記可以用于指示在定制的支架或裝置中所需的任何其它關節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線。因為運動的范圍受到關節(jié)的控制，因此能夠通過在腿支架的膝蓋關節(jié)中使用止擋件來限制運動的范圍。在一個實施例中，隨著病人痊愈，止擋件可以變化及可調(diào)整。最初，運動的范圍可以限于窄的移動。隨著病人痊愈，運動的范圍可以擴大，直到病人恢復肢和/或身體的完全運動范圍。在一個實施例中，彈性阻力機構(gòu)可以應用到運動范圍的端部。因此，可以由增加的彈性彈簧力來阻止最后的預先確定的角運動。類似于止擋件，隨著病人痊愈，彈性區(qū)域是可變化的，并且將通常是擴大。在一個實施例中，CAD系統(tǒng)可以包括圖形用戶接口(⑶I)，其允許設計者容易地改變支架或石膏的外觀。GUI可以是特別定制的有產(chǎn)權的應用程序，或者它可以就是內(nèi)建在Pro/E中的CAD模塊。GUI可以具有控制器，其允許以優(yōu)選匹配使用者的皮膚顏色的特定顏色但也可以是任何其它顏色來查看支架或石膏。當設計者完成支架或石膏的設計時，由CAD軟件產(chǎn)生的設計數(shù)據(jù)可以用于產(chǎn)生獨特和定制的支架或石膏。快速成形是一種總的系統(tǒng)分類，其使用數(shù)字設計數(shù)據(jù)和軟件，由包括金屬和塑料的各種類型材料制造構(gòu)件。這些機器最經(jīng)常使用在液體或粉末材料上偏轉(zhuǎn)的能量束。受到能量束的作用使得材料熔融在一起并且硬化。這些制造機器能夠產(chǎn)生所有的定制石膏或支架構(gòu)件。為了利用快速成形機器制造石膏或支架構(gòu)件，CAD設計數(shù)據(jù)可能需要被修改。構(gòu)件的正常的CAD設計數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為沿著構(gòu)件的長度延伸的很多平行橫截面的矢量數(shù)據(jù)。在CAD軟件和制造機器之間傳遞的數(shù)據(jù)利用很多連接的三角面來近似構(gòu)件的橫截面的形狀。越小的面產(chǎn)生越高質(zhì)量的表面，但要求更多時間來計算，并且可能產(chǎn)生大得多的制造數(shù)據(jù)集。CAD設計程序的輸出可以是標準的STL文件，其是輸出選項，類似于JPG輸出或任何其它文件格式。在一個實施例中，支架的內(nèi)表面對應于病人的所檢測的表面。支架的橫截面可以與病人的相應的表面基本上相同或者稍大。例如，支架的橫截面可以比病人的任何的掃描的橫截面尺寸大少于1/4英寸。構(gòu)件橫截面的矢量數(shù)據(jù)由快速成形掃描儀控制器來讀取，該控制器將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為移動信息，該移動信息被發(fā)送給能量束掃描頭。在激光束的實施例中，快速成形機器包括掃描頭，該掃描頭具有兩個鏡子，這兩個鏡子在液體或粉末材料浴之上的X和Y坐標中偏轉(zhuǎn)激光束。制造信息然后用于控制打印頭的橫截面，連續(xù)地產(chǎn)生各個構(gòu)件的橫截面。掃描頭控制器讀取制造數(shù)據(jù)并且造成打印頭使連續(xù)層的液體、粉末、或片材料暴露于激光的精確圖案。一旦完全形成了層，則構(gòu)件移動進入浴中，使得材料的薄層覆蓋之前形成的層。該過程重復很多次，新的層形成并且熔融到之前形成的層上。在電子束的實施例中，電子束被磁場在X和Y坐標的材料浴上偏轉(zhuǎn)。構(gòu)件的橫截面相繼形成，直到完成構(gòu)件的制造。加成制造快速成形的主要優(yōu)點在于能夠產(chǎn)生非常復雜的形狀和幾何特征。可以使用快速成形機器由諸如光聚合物的塑料材料制造輕重量和強的石膏或支架。快速成形的另一個優(yōu)點在于能夠在一次運行中產(chǎn)生復雜、交聯(lián)和組裝的部件。相反，由現(xiàn)有技術使用的傳統(tǒng)裝置需要單獨制造很多部件，接著組裝這些部件。因此，組裝可能增加顯著的成本，即使各個部件自身的制造成本可能不高?？焖俪尚喂に嚳梢杂糜诟鞣N材料，包括熱塑性塑料、光聚合物、金屬粉末、共熔金屬、鈦合金和其它材料。因為本發(fā)明的石膏或支架應該是不昂貴的，優(yōu)選的材料是熱塑性材料。一些適當?shù)目焖俪尚螜C器的示例包括:E0SGmbH的激光燒結(jié)機器，ArcamAB的電子束燒結(jié)機器和3DSystemCorp的激光立體平板印刷機器和選擇性激光燒結(jié)機器。類似的制造工藝有:加成制造、快速制造、分層制造、3D打印、激光燒結(jié)、電子束熔化(EBM)等。所有這些制造工藝使用相似的操作原理，即，在材料浴上掃描能量束，使材料的精確圖案固化，形成每個層,直到完成整個構(gòu)件。另一可能的制造工藝是熔融材料沉積(FDM)。FDM以“加成”原理工作，在層上鋪下材料。由線圈展直塑料絲或金屬線，并且將材料供應給擠出管嘴，該管嘴可以打開或關閉該流。管嘴被加熱以熔化材料，并且可以在數(shù)字控制機構(gòu)作用下沿著水平和豎直方向移動，該數(shù)字控制機構(gòu)被CAD軟件直接控制。以類似于立體平板印刷的方式，隨著塑料在從管嘴擠出之后立即硬化，由層建立起模型。本發(fā)明的支架或石膏可以以連續(xù)工藝制造。在一個實施例中，病人的肢或身體部位可以被標記參考點并且被照相。照片被處理并且參考點被三角化，以產(chǎn)生肢的3D表面數(shù)據(jù)文件。照片可以包括肢在各個位置的數(shù)據(jù)，照片可以被用于確定移動著的膝蓋或手肘的位置。設計者可以將諸如開口鉸鏈、封閉機構(gòu)、裝飾特征、膝蓋或手肘旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的額外特征添加到支架或石膏，然后最終的設計被轉(zhuǎn)換為電子數(shù)據(jù)文件。支架或石膏數(shù)據(jù)文件被傳輸?shù)娇焖俪尚螜C器，該快速成形機器由光聚合物材料可能在單個制造過程中形成支架或石膏。如果支架在沒有墊充的情況下使用，則結(jié)構(gòu)性支架材料可以與病人直接接觸。因此，支架的內(nèi)表面必須具有順滑的表面，使得支架是舒適的。與病人接觸的內(nèi)表面可以以各種方式處理，以產(chǎn)生順滑的表面。例如，表面可以被滾磨、磨光、拋光、打磨、蝕刻、利用順滑材料來涂覆等。在一個實施例中，內(nèi)表面可以具有小于500Raμη的粗糙度。為了比較，以下在表I中列出了加工操作和每個操作的近似表面質(zhì)地。權利要求1.一種用于制造模塊化支架的方法，包括:將病人的一部分放置在多個靜止的攝像機之間；利用所述多個靜止攝像機拍攝所述病人的一部分的多個靜止照片；從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示；產(chǎn)生模塊化支架的第一部分設計和第二部分設計，其中，所述第一部分設計和所述第二部分設計的內(nèi)表面對應于所述病人的一部分的數(shù)字表不;以及使用單個三維制造機器由所述第一部分設計制造所述模塊化支架的第一部分和由所述第二部分設計制造所述模塊化支架的第二部分，所述單個三維制造機器將液體或粉末顆粒結(jié)合在一起，相繼地形成所述模塊化支架的第一部分和第二部分的固體平面部分。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述模塊化支架的第一部分和第二部分的設計包括沿著所述支架的長度從所述支架的第一邊緣延伸到與所述支架的第一邊緣相對的第二邊緣的配合邊緣接縫，利用所述配合邊緣接縫來制造所述模塊化支架的第一部分和第二部分。3.如權利要求1所述的方法，還包括:沿著所述配合邊緣接縫將第一連接器設計結(jié)合到所述模塊化支架的第一部分設計，其中，所述第一連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；沿著所述配合邊緣接縫將第二連接器設計結(jié)合到所述模塊化支架的第二部分設計，其中，所述第二連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；將第一連接器制造為所述模塊化支架的第一部分的一部分；將第二連接器制造為所述模塊化支架的第二部分的一部分；以及將所述第一連接器聯(lián)接到所述第二連接器，以便沿著所述配合邊緣接縫的整個長度將所述模塊化支架的第一部分和第二部分連接起來。4.如權利要求3所述的方法，其中，通過將所述第一連接器聯(lián)接到所述第二連接器，在所述支架的第一部分和第二部分之間形成堅固的連接。5.如權利要求3所述的方法，其中，所述支架在所述第一連接器和所述第二連接器的聯(lián)接處的緊固件厚度與所述支架的與所述第一連接器和所述第二連接器相鄰的區(qū)域的厚度基本上相同。6.一種用于制造模塊化支架的方法，包括:獲得病人的一部分的數(shù)字表不;產(chǎn)生模塊化支架的第一部分設計和第二部分設計，其中，所述模塊化支架在所述第一部分和所述第二部分之間具有配合邊緣接縫，所述配合邊緣接縫沿著所述病人的一部分的數(shù)字表示的曲線延伸，其中，所述第一部分設計和所述第二部分設計的內(nèi)表面對應于所述病人的一部分的數(shù)字表示；以及使用三維制造機器由所述第一部分設計制造所述模塊化支架的第一部分和由所述第二部分設計制造所述模塊化支架的第二部分，所述三維制造機器將液體或粉末顆粒結(jié)合在一起，相繼地形成所述模塊化支架的第一部分和第二部分的固體平面部分。7.如權利要求5所述的方法，還包括:由攝像機拍攝所述病人的一部分的多個照片；其中，從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。8.如權利要求6所述的方法，還包括:將病人的一部分放置在多個靜止的攝像機之間；利用所述多個攝像機拍攝所述病人的一部分的多個靜止照片；其中，從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。9.如權利要求6所述的方法，還包括:將病人放置在紅外光源前方；利用紅外光圖案照射身體的一部分；以及拍攝所述病人的一部分的多個紅外照片；其中，從所述多個紅外照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。10.如權利要求6所述的方法，其中，所述病人的一部分的數(shù)字表示包括指示所述配合邊緣接縫的位置的線，所述模塊化支架的第一部分和第二部分的設計包括沿著所述支架的長度從所述支架的第一邊緣延伸到與所述支架的相對側(cè)上的第二邊緣的配合邊緣接縫。11.如權利要求6所述的方法，還包括:沿著所述接縫將第一連接器設計結(jié)合到所述模塊化支架的第一部分設計，其中，所述第一連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；沿著所述接縫將第二連接器設計結(jié)合到所述模塊化支架的第二部分設計，其中，所述第二連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；將所述第一連接器制造為所述模塊化支架的第一部分的一部分；將所述第二連接器制造為所述模塊化支架的第二部分的一部分；以及將所述第一連接器聯(lián)接到所述第二連接器，以便將所述模塊化支架的第一部分和第二部分連接起來。12.如權利要求11所述的方法，其中，通過將所述第一連接器聯(lián)接到所述第二連接器，在所述第一部分和所述第二部分之間形成堅固的連接。13.如權利要求11所述的方法，其中，所述支架在所述第一連接器和所述第二連接器的聯(lián)接處的緊固件厚度與所述支架的與所述第一連接器和所述第二連接器相鄰的區(qū)域的厚度基本上相同。14.如權利要求11所述的方法，其中，所述第一連接器包括多個凸片，所述第二連接器包括多個凹槽，通過將所述第一連接器的凸片放置到所述第二連接器的凹槽中而將所述第一連接器聯(lián)接到所述第二連接器，其中，所述多個凸片從所述模塊化支架的第一部分延伸離開，所述多個凹槽形成在所述模塊化支架的第二部分中。15.如權利要求14所述的方法，其中，在所述多個凸片中的一個或多個上形成卡齒，其中，所述卡齒將所述第一連接器鎖定到所述第二連接器上。16.如權利要求14所述的方法，其中，所述多個凹槽中的一些形成在所述模塊化支架的第二部分的內(nèi)表面上，所述多個凹槽中的一些形成在所述模塊化支架的第二部分的外表面上。17.一種用于設計模塊化支架的方法，包括:獲得病人的一部分的數(shù)字表不;產(chǎn)生模塊化支架的第一部分設計和第二部分設計，其中，所述模塊化支架在所述第一部分和所述第二部分之間具有配合邊緣接縫，所述配合邊緣接縫沿著所述病人的一部分的數(shù)字表示的曲線延伸，其中，所述第一部分設計和所述第二部分設計的內(nèi)表面對應于所述病人的一部分的數(shù)字表示；以及產(chǎn)生多個第一緊固件設計，這些多個第一緊固件設計與所述第一部分設計結(jié)合，并且沿著所述配合邊緣接縫定位，其中，所述第一連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；產(chǎn)生多個第二緊固件設計，這些多個第二緊固件設計與所述第二部分設計結(jié)合，并且沿著所述配合邊緣接縫定位，其中，所述第二連接器設計是彎曲的并且與所述病人的一部分的數(shù)字表示相合；其中，所述第一緊固件設計聯(lián)接到所述第二緊固件設計，以便將所述第一部分設計聯(lián)接到所述第二部分設計。18.如權利要求17所述的方法，還包括:由定位在固定位置的攝像機拍攝所述病人的一部分的多個靜止照片；其中，從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。19.如權利要求17所述的方法，還包括:由攝像機拍攝所述病人的一部分的多個照片；其中，從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。20.如權利要求17所述的方法，還包括:將病人的一部分放置在多個靜止的攝像機之間；利用所述多個攝像機拍攝所述病人的一部分的多個靜止照片；其中，從所述多個照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。21.如權利要求17所述的方法，還包括:將病人放置在紅外光源前方；利用紅外光圖案照射身體的一部分；以及拍攝所述病人的一部分的多個紅外照片；其中，從所述多個紅外照片獲得所述病人的一部分的數(shù)字表示。22.如權利要求17所述的方法，其中，通過將所述第一連接器設計聯(lián)接到所述第二連接器設計，在所述第一部分設計和所述第二部分設計之間形成堅固的連接。23.如權利要求17所述的方法，其中，所述第一連接器設計的厚度與相鄰于所述第一連接器設計的所述第一部分設計的厚度基本上相同，所述第二連接器設計的厚度與相鄰于所述第二連接器設計的所述第二部分設計的厚度基本上相同。全文摘要本發(fā)明提供一種用于定制支架以及制造定制支架的方法，包括利用參考點和/或其它指示器來標記身體。然后從不同角度獲得身體的多個彩色或紅外照片。照片被用于確定身體的拓撲數(shù)據(jù)并且識別標記的位置。拓撲數(shù)據(jù)和標記然后被用于設計定制支架。文檔編號A61F5/00GK103118641SQ201180040807公開日2013年5月22日申請日期2011年6月22日優(yōu)先權日2010年6月22日發(fā)明者S.薩米特,K.B.特勞納申請人:3D系統(tǒng)公司