一种矫形装置

1.本发明涉及医疗设备的技术领域，更具体地，涉及一种矫形装置。


背景技术：

2.矫形支具，矫形外科中用以防止和矫正躯干或肢体畸形的器具。大多用皮革、钢条或塑料等材料制成。如下肢支架、钢丝背心、手部功能支架及弹性牵引支架等。常用于脊髓灰质炎后遗症、脊柱畸形及神经损伤等。
3.如中国发明cn109758284a公开了一种脊柱矫正支具，包括左包裹部分和右包裹部分，左包裹部分的后侧边缘设有第一插槽，右包裹部分的后侧边缘设有第一插头，第一插槽与第一插头一一对应连接，左包裹部分和右包裹部分均由3d打印工艺打印而成。上述中国发明cn109758284a仅仅是一个固定的部件，并不能对矫正的效果进行监测、分析等，其矫正的效果一般。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的在于，提供一种矫形装置，其可以检测患者穿戴矫形支具的压力数据以及温度数据，便于监护人远程掌握实时检测数据，增强治疗效果。
5.本发明的技术方案是：一种矫形装置，其中，包括
6.脊柱矫形模块：所述脊柱矫形模块通过物理方法利用三点或四点矫正规律对身体凸出的位置进行外部施加压力，通过肋骨、胸廓的杠杆作用，力量传递到脊柱上，以此纠正脊柱侧弯或椎体旋转，纠正脊柱两侧的生物力学失衡；所述的脊柱矫形模块为3d打印制作的脊柱矫形支具；
7.智能检测模块：实时监控患者佩戴脊柱矫形支具的压力和温度情况，并记录佩戴时间，通过处理器分析数据并提醒；
8.智能联网模块：通过蓝牙连接，将数据实时传输至手机端，对所获取数据进行分析，从而提醒患者或监护人进行调整，并可对患者不正确姿势给予提醒与建议，同时记录佩戴时长；
9.红外热疗模块：采用纳米石墨烯技术，利用热电效应，施加电压后释放远红外线，与人体接触之后，产生共振，通过布朗运动产生热量并被人体吸收；同时内置永磁层在局部形成磁场，对患者进行磁疗；
10.穴位刺激模块：所述穴位刺激模块向特定穴位施加低频电流和低频震动刺激；
11.所述的智能检测模块、智能联网模块、红外热疗模块、穴位刺激模块均设于脊柱矫形模块上。
12.本发明中，脊柱矫形支具采用3d打印，便于制造，以及便于患者穿戴；而且通过上述模块的综合作用，本矫形装置便于检测患者穿戴脊柱矫形支具的压力数据以及温度数据并通过提醒装置提醒，而且便于监护人可远程掌握实时检测数据；能提升用户体验，并且刺激穴位，增强治疗效果。
13.进一步优选地，所述的脊柱矫形支具包括包裹部分、左弹力系带、右弹力系带，所述的包裹部分后侧边缘设有若干矩形孔洞，所述的左弹力系带和右弹力系带由矩形孔洞内穿出，还包括固定件，所述的左弹力系带与右弹力系带对应并通过固定件连接固定。
14.进一步优选地，所述的包裹部分的内侧于患者侧弯突出的局部部位设置有气囊胸椎垫。能进一步提升支具与人体背部曲线的贴合程度，对局部施以压力。
15.进一步优选地，所述的包裹部分内部全层设有内衬层，该内衬层可减少包裹部分对身体的摩擦力与压迫力。
16.进一步优选地，所述的智能检测模块包括压力传感器、温度传感器、蓝牙发射器、显示器、电源、提醒装置；
17.智能检测模块还包括一处理器，处理器用于采集并处理压力传感器与温度传感器数据，记录佩戴时间，通过蓝牙通讯传输至智能手机并完成逻辑处理与提醒，同时激活提醒装置，实时监测支具施力大小，保证其在正常的施力范围内的矫正效果；
18.所述的压力传感器、温度传感器、蓝牙发射器、显示器、提醒装置均与电源连接；
19.所述的内衬层沿脊柱两侧及两肋侧均至少设置有一个压力传感器；
20.所述的内衬层于背部与患者躯干贴合较紧密的部位设置至少一个温度传感器；
21.所述的显示器、蓝牙发射器、提醒装置、电源均设于包裹部分上。
22.进一步优选地，所述的显示器为可触屏操作的显示器，所述的提醒装置为led灯，所述的电源为可充电、可拆卸式小型锂电池。
23.进一步优选地，所述的智能联网模块通过蓝牙发射器将压力传感器、温度传感器的数据实时传输至手机端。
24.进一步优选地，所述的红外热疗模块为粘贴于内衬层上的红外热磁组件，所述的红外热磁组件包括依次连接的第一抗菌布、第一pe基材层、纳米石墨烯层、第二pe基材层、永磁层、第二抗菌布，红外热磁组件还包括一usb插口，所述的usb插口与电源连接。
25.其中，所述的纳米石墨烯层施加电压后可发射8-15微米远红外波；永磁层包括若干呈矩阵分布的小型永磁片。
26.进一步优选地，所述的穴位刺激模块设于包裹部分上，穴位刺激模块包括低频电刺激器和低频振动器，低频电刺激器与低频振动器为一体式结构。包裹部分在特定穴位(如脾腧穴、肾俞穴等)设置有低频电刺激器、小型低频振动器，两者功率均由电路控制，向特定穴位施加持续性的低频电流和低频振动刺激，从而增强治疗效果。
27.与现有技术相比，有益效果是：本发明脊柱矫形支具采用3d打印，便于制造，以及便于患者穿戴；而且通过上述模块的综合作用，本矫形装置便于检测患者穿戴脊柱矫形支具的压力数据以及温度数据并通过提醒装置提醒，而且便于监护人可远程掌握实时检测数据；能提升用户体验，并且刺激穴位，增强治疗效果。
28.本发明脊柱矫形支具主体采用3d打印技术制作，充分贴合患者躯干，将支具的矫形效果发挥到最大程度；并通过提升对躯体的包裹性，进一步提高患者的舒适度。
29.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
30.图1是本发明整体结构示意图。
31.图2是本发明内衬层结构示意图。
32.图3是本发明压力传感器与温度传感器位置示意图。
33.图4是本发明红外热疗模块示意图。
34.图5是本发明手机端显示界面示意图。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
39.如图1-5所示，一种矫形装置，其中，包括
40.脊柱矫形模块：所述脊柱矫形模块通过物理方法利用三点或四点矫正规律对身体凸出的位置进行外部施加压力，通过肋骨、胸廓的杠杆作用，力量传递到脊柱上，以此纠正脊柱侧弯或椎体旋转，纠正脊柱两侧的生物力学失衡；所述的脊柱矫形模块为3d打印制作的脊柱矫形支具；
41.智能检测模块：实时监控患者佩戴脊柱矫形支具的压力和温度情况，并记录佩戴时间，通过处理器分析数据并提醒；
42.智能联网模块：通过蓝牙连接，将数据实时传输至手机端，对所获取数据进行分析，从而提醒患者或监护人进行调整，并可对患者不正确姿势给予提醒与建议，同时记录佩戴时长；
43.红外热疗模块：采用纳米石墨烯技术，利用热电效应，施加电压后释放远红外线，与人体接触之后，产生共振，通过布朗运动产生热量并被人体吸收；同时内置永磁层在局部形成磁场，对患者进行磁疗；
44.穴位刺激模块：所述穴位刺激模块向特定穴位施加低频电流和低频震动刺激；
45.所述的智能检测模块、智能联网模块、红外热疗模块、穴位刺激模块均设于脊柱矫形模块上。
46.本实施例中，脊柱矫形模块具体如下：
47.脊柱矫形支具主体采用3d打印技术制作，充分贴合患者躯干，将支具的矫形效果发挥到最大程度；并通过提升对躯体的包裹性，进一步提高患者的舒适度。脊柱矫形支具主体利用三点力学原理，对身体凸出的位置进行外部施加物理压力：通过以肋骨、胸廓突起为支点，以脊柱为受力点的杠杆作用，将支具所施加的力量传递到脊柱上，以维持脊柱整体形态的稳定，阻止脊柱侧弯的进一步加重。
48.具体的，脊柱矫形支具包括包裹部分1、左弹力系带5、右弹力系带8，包裹部分1后侧边缘设有若干矩形孔洞9，左弹力系带5和右弹力系带8由矩形孔洞9内穿出，还包括固定件10，左弹力系带5与右弹力系带8对应并通过固定件10连接固定。
49.本实施例中，包裹部分1由3d打印工艺打印而成，保证穿戴后脊柱矫形支具能完全贴合躯干，施加矫正力的位置准确，患者穿戴舒适，不会出现压力聚集、矫正压力过大导致压点和痛点，也不会出现松动导致矫正压力太小导致矫正效果降低。
50.包裹部分1的内侧于患者侧弯突出的局部部位设置有气囊胸椎垫12，能进一步提升支具与人体背部曲线的贴合程度，对局部施以压力。包裹部分1内部全层设有内衬层11，该内衬层可减少包裹部分对身体的摩擦力与压迫力。
51.另一方面，在发生脊柱侧弯的局部部位加入弹性较大、厚度适中的气囊胸椎垫12，使进一步提升支具与人体背部曲线的贴合程度，对局部施以压力，迫使已发生侧弯的部位不再进展并逐渐恢复正常曲度；矫形支具内层设置有内衬层11，可起到过渡作用，减少主体对身体的摩擦力与压迫力。因此得以纠正脊柱侧弯或椎体旋转，纠正脊柱两侧的生物力学失衡，防止脊柱进一步侧弯，迫使cobb角的度数逐渐回归正常范围。
52.本实施例中，智能检测模块具体如下：
53.智能检测模块包括压力传感器13、温度传感器14、蓝牙发射器7、显示器2、电源4、提醒装置；
54.智能检测模块还包括一处理器，处理器用于采集并处理压力传感器13与温度传感器14数据，记录佩戴时间，通过蓝牙通讯传输至智能手机并完成逻辑处理与提醒，同时激活提醒装置，实时监测支具施力大小，保证其在正常的施力范围内的矫正效果；
55.压力传感器13、温度传感器14、蓝牙发射器7、显示器2、提醒装置均与电源4连接；
56.内衬层11沿脊柱两侧及两肋侧均至少设置有一个压力传感器13；
57.内衬层11于背部与患者躯干贴合较紧密的部位设置至少一个温度传感器14；
58.显示器2、蓝牙发射器7、提醒装置、电源4均设于包裹部分1上。
59.本实施例中，压力传感器13、温度传感器14、处理器、蓝牙发射器7、显示器2、电源4、提醒装置均为一体化连接，置于脊柱矫形支具的弹性固定带斜侧。
60.内衬层沿脊柱两侧及两肋侧均至少设置有一个压力传感器13(具体个数根据患者侧弯程度而定，若侧弯程度较大，需于侧弯局部增设一个压力传感器)，实时检测支具施加在其上的压力，同时于背部与患者躯干贴合较紧密的部位设置至少一个温度传感器14，以监测背部温度。如图3，箭头表示受力方向。
61.具体的，显示器2为可触屏操作的显示器，提醒装置为led灯，电源4为可充电、可拆
卸式小型锂电池。
62.本实施例中，显示器2可触屏操作，可接受处理器传输的数据信息转化为显示信息，显示压力与温度数值，可调节低频电刺激及振动器输出功率的大小。
63.提醒装置为led灯，可在压力不合适时通过闪烁以提醒患者及家长进行调整。
64.电源4为可充电、可拆卸式小型锂电池，其自放电率低，放电电压平缓，可进行二次充电，反复利用率高，安全稳定，为上述装置提供能源。
65.压力传感器13通过小信号放大器采集压力信号后，由插针连接器将压力信号转换为相应的压力模拟电信号，并对所述压力模拟电信号进行传输；
66.温度传感器14，由热敏复合材料制成，可以于温度源获取所述温度数据并传换成相应的温度模拟电信号；
67.下载端口，由插针连接器组件接收所述压力模拟电信号、温度模拟电信号后，转换为所述压力数字电信号和温度数字电信号；此外，下载端口处连接的led灯及电阻，在压力模拟电信号、温度模拟电信号通过时根据所设置的电流大小范围，决定其是否发光，当电流大小达到一定值足以击穿电阻时led灯管将发出亮光，提醒患者及患者家属，压力或温度已超出正常范围。
68.智能联网模块具体如下：
69.智能联网模块通过蓝牙发射器7将压力传感器13、温度传感器14的数据实时传输至手机端。
70.本实施例中，智能联网模块基于蓝牙发射器7与线上智能分析系统，通过蓝牙连接装置，将压力感受器、温度感受器的数据实时传输至手机端后上传至所开发的小程序；数据上传后，通过智能系统对压力与温度数据进行分析，判定当前用户佩戴压力是否符合标准，进而提醒用户进行调节；监护人与医生可通过网络实时了解患者的佩戴情况，防止患者解松或脱下支具，同时医生可以远程给予医疗建议。
71.智能检测模块所产生的压力数字电信号和温度数字电信号，均由蓝牙发射器7传输至手机端后上传至所开发的小程序；数据上传后，通过小程序端的智能系统对压力与温度数据进行分析，判定当前用户佩戴压力是否符合标准，进而提醒用户进行调节。如图5为手机端小程序的显示界面。
72.红外热疗模块具体如下：
73.如图1-4所示，红外热疗模块为粘贴于内衬层11上的红外热磁组件15，红外热磁组件15包括依次连接的第一抗菌布101、第一pe基材层102、纳米石墨烯层103、第二pe基材层104、永磁层105、第二抗菌布106，红外热磁组件15还包括一usb插口107，usb插口107与电源4连接。纳米石墨烯层103施加电压后可发射8-15微米远红外波；永磁层105包括若干呈矩阵分布的小型永磁片。
74.本实施例中，红外热磁组件15设置于内衬层11背侧，对背部肌肉进行远红外热磁疗；
75.第一抗菌布101和第二抗菌布106为无纺布层，无纺布层作为皮肤接触层，具有透气防水、环保柔韧、无毒无味等优点，避免皮肤易过敏患者在使用时产生皮肤过敏现象等二次伤害。
76.纳米石墨烯层103具有极强的导电与传热能力，在石墨烯薄膜上加上电极，对其施
加电压后可发射8-15微米远红外波，与人体皮肤震动后产生稳定的热量，温度维持在30-40之间，契合人体的体温。
77.纳米石墨烯膜上下两层均贴有绝缘层，电源通过导线与纳米石墨烯膜层表面连接，可随时停止或开始加热；纳米石墨烯膜层厚度很薄，必须贴覆在pe基材层上防止纳米石墨烯膜层延展不均匀，有利于热量均匀分布。
78.而且纳米石墨烯层103连接有usb插口107，可通过usb线与电池实现连接、供电及开关控制；
79.永磁层105采取若干小型永磁片，呈矩阵分布在发热布上，形成局部磁场起到治疗效果；另外，还可以设置魔术贴，魔术贴起到黏贴固定作用，以上热磁层为可拆卸装置，通过魔术贴黏贴于内衬层。
80.该功能通过开关启动后，对局部经络、穴位进行红外热磁疗，从而缓解肌肉痉挛、消肿止痛、改善局部血供，减少长时间佩戴支具的不适，提升用户体验。
81.穴位刺激模块具体如下：
82.如图1-2所示，穴位刺激模块6设于包裹部分1上，穴位刺激模块包括低频电刺激器和低频振动器，低频电刺激器与低频振动器为一体式结构，其中3表示电线。
83.本实施例中，支具主体在特定穴位(如脾腧穴、肾俞穴等)加入低频电刺激器，并设置小型低频振动器，两者功率均由电路控制，向特定穴位施加持续性的低频电流和低频振动刺激，从而增强治疗效果；低频电刺激器(或可用导电布)与振动器为一体化设计，震动的同时施加电流刺激；振动器表面设计为平滑曲面，避免对皮肤产生伤害或不适感；所述振动器频率和电刺激相关参数均通过控制电路进行调节，使得刺激能保持在舒适的范围，提高疗效。
84.包裹部分1在特定穴位(如脾腧穴、肾俞穴等)设置有低频电刺激器、小型低频振动器，两者功率均由电路控制，向特定穴位施加持续性的低频电流和低频振动刺激，从而增强治疗效果。所述小型振动器表面设计为平滑曲面，避免对皮肤产生伤害或不适感；所述低频电刺激器和小型低频振动器的相关参数均通过控制电路进行调节，使得刺激能保持在舒适的范围，提高疗效。
85.另一方面，为了使本矫形装置功能更加的广泛，可以在支具中加入温度、湿度传感器、语音采集模块，输出控制模块(智能芯片)，支具上设有触控显示屏。
86.智能温控功能，温度将显示于屏幕上，便于查看并更具实际需要调节温度。通过控制模块可实现定时功能、温控功能，当温度超过设定值自动停止热磁疗并发声亮灯震动提醒；
87.同理加入湿度传感器后，可在湿度超过设定数值后发出提醒，防止焐热出汗；
88.设置语音传感器控制芯片模组，包括语音采集模块、语音识别匹配模块、输出控制模块、电池；
89.各模块间采用fpc扁平线缆连接，整体排布微型化，重量轻；
90.使用时，佩戴者只要说出指定口令，语音传感器控制芯片模组即可执行命令；
91.其中语音采集模块包括麦克风，麦克风位置设置于靠近前胸发声处，便于声音的收集；
92.所述语音传感器控制芯片模组安装在支具的安装位内，安装位上设有外壳通过卡
合连接，并经过ip68防水技术处理，将语音传感器控制芯片模组防水密封在安装位内，防止汗水等因素干扰；
93.初始状态下，语音传感器控制芯片模组处于关闭状态；
94.当佩戴者说出固定口令，语音采集模块收集到语音口令，语音传感器控制芯片模组就处于打开状态，经匹配成功后，输出控制模块发出指令从而执行任务，语音传感器控制芯片模组再次处于关闭状态。
95.本发明具有以下技术效果：本发明脊柱矫形支具采用3d打印，便于制造，以及便于患者穿戴；而且通过上述模块的综合作用，本矫形装置便于检测患者穿戴脊柱矫形支具的压力数据以及温度数据并通过提醒装置提醒，而且便于监护人可远程掌握实时检测数据；能提升用户体验，并且刺激穴位，增强治疗效果。
96.本发明脊柱矫形支具主体采用3d打印技术制作，充分贴合患者躯干，将支具的矫形效果发挥到最大程度；并通过提升对躯体的包裹性，进一步提高患者的舒适度。
97.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。