一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置及矫正方法与流程

本发明涉及一种足部辅助矫正装置，特别是一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置及矫正方法。

背景技术：

尖足畸形是脑瘫儿童最常见的足部畸形之一。由尖足畸形引起的患儿行走尖足步态会使患儿足跟处受到的日常力刺激减少，从而导致足跟萎缩。临床上通常从两个方面治疗尖足畸形，一是对足跟进行力刺激以缓解足跟萎缩；二是拉伸跟腱以缓解尖足畸形程度。然而，目前临床尖足畸形治疗手段中，主要通过矫形鞋和康复训练进行。其中，矫形鞋具有更换频率低、矫治强度调整不及时、矫正方式单一等缺点；康复训练包括缺少畸形程度评估、矫治强度不准确等缺点。因此，现有的技术存在着矫正方式单一和矫治强度不精确的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置及矫正方法。本发明具有矫正方式多元化和矫治强度精确的特点。

本发明的技术方案：一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置，包括足部支撑板，足部支撑板一端设有竖直放置的小腿支撑板，足部支撑板的上表面分别设有足跟气囊和前足气囊，足跟气囊上设有足跟薄膜压力传感器，前足气囊上设有前足薄膜压力传感器；所述小腿支撑板内侧设有小腿固定带，小腿支撑板的外侧设有与前足薄膜压力传感器和足跟薄膜压力传感器相连的功能集总模块，功能集总模块连接有足部畸形辅助矫正处理模块。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置中，所述功能集总模块包括控制单元，控制单元的输入端分别连接有信号处理单元和供电单元，控制单元的输出端连接有数据传输单元和气泵；所述信号处理单元分别与足跟薄膜压力传感器和前足薄膜压力传感器相连，气泵分别与足跟气囊和前足气囊相连；所述数据传输单元与足部畸形辅助矫正处理模块相连。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置中，所述足部支撑板上还设有足部固定带。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置中，所述足跟气囊和前足气囊均由tpu材料制成。

一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置的矫正方法，包括以下步骤：

第一步，固定人体的下肢和足部；

第二步，利用足跟气囊和足跟薄膜压力传感器的相互配合，供足部畸形辅助矫正处理模块对足部尖足畸形的程度进行评估，得到评估结果；

第三步，足部畸形辅助矫正处理模块根据评估结果发出相应的信号，控制足跟气囊对足跟施加相应力度的反复力刺激；同时，足部畸形辅助矫正处理模块根据前足薄膜压力传感器的数据控制前足气囊对前足进行反复背屈以实现跟腱拉伸。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正方法中，第一步的具体步骤为：利用小腿支撑板、足部支撑板、小腿固定带和足部固定带对人体的下肢和足部进行固定。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正方法中，第二步中，足跟薄膜压力传感器将采集的足跟数据经信号处理单元传输至控制单元，控制单元经数据传输单元将前足数据传输至足部畸形辅助矫正处理模块，足部畸形辅助矫正处理模块根据足跟信号进行相应分析并发出反馈信号，反馈信号经数据传输单元回传至控制单元，控制单元根据反馈信号控制气泵的输出以此来实现控制足跟气囊对足跟施加相应力度的反复力刺激。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正方法中，足部尖足畸形程度的具体评估方法为：利用足部畸形辅助矫正处理模块控制足跟气囊充气，利用足跟薄膜压力传感器测量足跟气囊接触人体足跟的时间；当接触时间小于a1时，尖足畸形程度评估为轻度；当接触时间大于a2时，尖足畸形程度评估为重度；当接触时间介于a1和a2之间时，尖足畸形程度评估为中度。

前述的一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正方法中，第三步中，前足薄膜压力传感器将采集的前足数据经信号处理单元传输至控制单元，控制单元经数据传输单元将前足数据传输至足部畸形辅助矫正处理模块，足部畸形辅助矫正处理模块根据前足信号进行相应分析并发出反馈信号，反馈信号经数据传输单元回传至控制单元，控制单元根据反馈信号控制气泵的输出以此来实现控制前足气囊对前足进行反复背屈以实现跟腱拉伸。

与现有技术相比，本发明通过设置足部气囊和前足气囊，对患儿足跟处施加特定强度的力刺激，并通过控制患儿足部进行背屈运动以拉伸跟腱，实现足部多元化矫正，矫正方式多元化；同时，通过足跟气囊与足跟薄膜压力传感器、前足气囊与前足薄膜压力传感器、功能集总模块和足部畸形辅助矫正处理模块之间的相互配合，从而可以根据患儿个体差异适时调节矫治强度，提高矫治的精确性。通过足部支撑板、脚部支撑板、足部固定带和脚部固定带之间的相互配合，实现脚部和足部的固定，防止偏移，进一步提高矫治精确性。综上所述，本发明具有矫正方式多元化和矫治强度精确的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中的标记为：1-足部支撑板，2-小腿支撑板，3-足跟气囊，4-前足气囊，5-足跟薄膜压力传感器，6-前足薄膜压力传感器，7-小腿固定带，8-功能集总模块，9-足部畸形辅助矫正处理模块，10-足部固定带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种基于气动刺激的足部畸形辅助矫正装置，构成如图1所示，包括足部支撑板1，足部支撑板1一端设有竖直放置的小腿支撑板2，足部支撑板1的上表面分别设有足跟气囊3和前足气囊4，足跟气囊3上设有足跟薄膜压力传感器5，前足气囊4上设有前足薄膜压力传感器6；所述小腿支撑板2内侧设有小腿固定带7，小腿支撑板2的外侧设有与前足薄膜压力传感器6和足跟薄膜压力传感器5相连的功能集总模块8，功能集总模块8连接有足部畸形辅助矫正处理模块9。

所述功能集总模块8包括控制单元，控制单元的输入端分别连接有信号处理单元和供电单元，控制单元的输出端连接有数据传输单元和气泵；所述信号处理单元分别与足跟薄膜压力传感器5和前足薄膜压力传感器6相连，气泵分别与足跟气囊3和前足气囊4相连；所述数据传输单元与足部畸形辅助矫正处理模块9相连。

所述足部支撑板1上还设有足部固定带10。

所述足跟气囊3和前足气囊4均由tpu材料制成。

包括以下步骤：

第一步，固定人体的下肢和足部；

第二步，利用足跟气囊和足跟薄膜压力传感器的相互配合，供足部畸形辅助矫正处理模块对足部尖足畸形的程度进行评估，得到评估结果；

第三步，足部畸形辅助矫正处理模块根据评估结果发出相应的信号，控制足跟气囊对足跟施加相应力度的反复力刺激；同时，足部畸形辅助矫正处理模块根据前足薄膜压力传感器的数据控制前足气囊对前足进行反复背屈以实现跟腱拉伸。

第一步的具体步骤为：利用小腿支撑板、足部支撑板、小腿固定带和足部固定带对人体的下肢和足部进行固定。

第二步中，足跟薄膜压力传感器将采集的足跟数据经信号处理单元传输至控制单元，控制单元经数据传输单元将前足数据传输至足部畸形辅助矫正处理模块，足部畸形辅助矫正处理模块根据足跟信号进行相应分析并发出反馈信号，反馈信号经数据传输单元回传至控制单元，控制单元根据反馈信号控制气泵的输出以此来实现控制足跟气囊对足跟施加相应力度的反复力刺激。

足部尖足畸形程度的具体评估方法为：利用足部畸形辅助矫正处理模块控制足跟气囊充气，利用足跟薄膜压力传感器测量足跟气囊接触人体足跟的时间；当接触时间小于a1时，尖足畸形程度评估为轻度；当接触时间大于a2时，尖足畸形程度评估为重度；当接触时间介于a1和a2之间时，尖足畸形程度评估为中度。

a1为足跟气囊顶点与最前端连线与水平面角度为30°时充气所需的时间，a2为足跟气囊顶点与最前端连线与水平面角度为45°时充气所需的时间。

第三步中，前足薄膜压力传感器将采集的前足数据经信号处理单元传输至控制单元，控制单元经数据传输单元将前足数据传输至足部畸形辅助矫正处理模块，足部畸形辅助矫正处理模块根据前足信号进行相应分析并发出反馈信号，反馈信号经数据传输单元回传至控制单元，控制单元根据反馈信号控制气泵的输出以此来实现控制前足气囊对前足进行反复背屈以实现跟腱拉伸。

所述功能集总模块与足部畸形辅助矫正处理模块之间可以经线路连接，也可以经无线网络连接。

足跟薄膜压力传感器贴合在足跟气囊上方中心；前足薄膜压力传感器贴合在前足气囊上方中心。

足跟气囊和足跟薄膜压力传感器结合可用于足部畸形等级的评估。

足跟气囊和足跟薄膜压力传感器结合还可用于对足跟软组织、骨组织提供特定频率的刺激力。

前足气囊和前足薄膜压力传感器结合可用于抬高人体前足，达到足部被动背屈的目的。

控制单元和足部畸形辅助矫正处理模块之间通过数据传输单元实现足部测量参数的传输和控制指令的传输。

足部畸形辅助矫正处理模块包括包括用户信息单元、畸形评估单元和矫治治疗单元。

尖足畸形程度评估为轻度时，足跟气囊对足跟施加的刺激力较小，前足气囊对前足的背屈程度较大；尖足畸形程度评估为中度时，足跟气囊对足跟施加的刺激力中等，前足气囊对前足的背屈程度中等；尖足畸形程度评估为重度时，足跟气囊对足跟施加的刺激力较大，前足气囊对前足的背屈程度较小。

本发明的工作过程：首先，利用小腿支撑板、足部支撑板、小腿及足部固定带对人体负重位或非负重位下肢和足部进行固定，并利用足部畸形辅助矫正处理模块中畸形评估单元、足跟气囊和足跟薄膜压力传感器对足部尖足畸形的程度进行评估，基于足部尖足畸形评估结果，推荐气动压缩治疗模式，利用足部畸形辅助矫正处理模块、足跟气囊实现尖足畸形矫治。具体为利用足部畸形辅助矫正处理模块中矫治治疗单元、足跟气囊、跟薄膜压力传感器对足跟施加特定力度的反复力刺激，利用前足气囊和前足薄膜压力传感器控制前足反复背屈以实现跟腱拉伸。