CN108143402A - 适于骨折固定治疗的监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体和设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器。本发明适于骨折固定治疗的监测仪，能够满足骨折固定治疗过程的监测要求，可实时监测骨折固定治疗不同时期的患肢血运状态、骨折愈合状态、肌肉动力状态和固定装置的稳定状态，为患者和医生提供患肢内部信息数据，分析骨折愈合的质量、速度，预警并发症的发生，为功能锻炼和进一步处理提供解决方案。

Description

适于骨折固定治疗的监测仪

技术领域

本发明属于医用可穿戴设备技术领域，具体地说，本发明涉及一种适于骨折固定治疗的监测仪。

背景技术

人体肢体骨折后，无论是采用外固定治疗和采用手术内固定治疗，均可能产生并发症，如不严密的观察，防范于未然，将引发严重的后果。两种治疗方式不仅存在着相同的并发症，还存在着不同的并发症，并且骨折固定治疗在不同时期还可能会发生不同的并发症。包括：骨折再移位、骨折迟愈合、不愈合和畸形愈合，压迫性损伤、骨筋膜室综合症，严重者甚至肾功能衰竭，以及肌腱粘连、关节僵硬等。现有对骨折固定治疗的监测方法，绝大部分依靠临床症状和体征进行分析，对并发症的发生无法准确预警，尤其不能远程监控，使处理、治疗滞后。目前市场上虽然有大量的可穿戴医疗设备，但用于骨折固定治疗的监测设备，尚未见在临床使用。

“动静结合，筋骨并重”，是中国接骨学重要的理论基础之一，中医小夹板技术是保证动态外固定的唯一方案，符合骨折愈合的客观规律，将骨折整复、固定与功能锻炼有机结合在一起，取得了骨折愈合与功能恢复齐头并进的良好效果。可是，由于没有相关的监测设备，功能锻炼的强度难以掌握，如何与骨折愈合过程同步无具体指标，尤其是对肌肉动力数据不能得到采集，医生仅能凭经验指导。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种适于骨折固定治疗的监测仪，目的是满足骨折固定治疗过程的监测要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体和设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器。

所述生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器。

所述生物传感器还包括用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器。

所述生物传感器还包括用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。

所述血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体。

所述的适于骨折固定治疗的监测仪还包括用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于所述基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

所述的适于骨折固定治疗的监测仪还包括与所述基体连接的连接带和与连接带连接的握力计，所述压力传感器设置于握力计的内部。

所述的适于骨折固定治疗的监测仪还包括与所述基体连接的连接带，连接带的两端与基体连接。

所述压力传感器设置于所述基体上且压力传感器与所述位移传感器为集成一体。

所述的适于骨折固定治疗的监测仪还包括支撑体以及与所述基体和支撑体连接且使基体和支撑体能相对摆动的连接体，所述压力传感器设置于连接体上。

本发明适于骨折固定治疗的监测仪，能够满足骨折固定治疗过程的监测要求，可实时监测骨折固定治疗不同时期的患肢血运状态、骨折愈合状态和肌肉动力状态，为患者和医生提供患肢内部信息数据，分析骨折愈合的质量、速度，预警并发症的发生，为功能锻炼和进一步处理提供解决方案。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是实施例一监测仪的结构示意图；

图2是实施例二监测仪的结构示意图；

图3是实施例三监测仪的结构示意图；

图4是实施例四监测仪的结构示意图；

图中标记为：1、基体；2、连接带；3、握力计；4、支撑体；5、连接体。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，本发明提供了一种适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体和设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器。

生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器。生物传感器还包括用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器。生物传感器还包括用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体。

本发明的适于骨折固定治疗的监测仪还包括用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

如图1所示，本发明的适于骨折固定治疗的监测仪还包括与基体连接的连接带和与连接带连接的握力计，压力传感器设置于握力计的内部。

如图2和图3所示，本发明的适于骨折固定治疗的监测仪还包括与基体连接的连接带，连接带的两端与基体连接。压力传感器设置于基体上且压力传感器与位移传感器为集成一体。

如图4所示，本发明的适于骨折固定治疗的监测仪还包括支撑体以及与基体和支撑体连接且使基体和支撑体能相对摆动的连接体，压力传感器设置于连接体上。

本发明适于骨折固定治疗的监测仪，使用时佩戴在人体肢体上，能够满足骨折固定治疗过程的监测要求，可实时监测骨折固定治疗不同时期的患肢血运状态、骨折愈合状态和肌肉动力状态，为患者和医生提供患肢内部信息数据，分析骨折愈合的质量、速度，预警并发症的发生，为功能锻炼和进一步处理提供解决方案。

骨骼与肌肉构成了运动系统，肌肉附着于骨，其活动为骨提供生理性的应力刺激，在肌肉力的作用下骨发生应变。肌肉的收缩活动起着“泵”样作用，为骨骼提供血液循环和代谢。在治疗骨折时，为了保持骨折在整复后的位置，必须给以固定，治疗方式包括外固定和手术内固定治疗，其早期因创伤所至的局部出血、肿胀没有痊愈，肌肉丰厚区肌膜完整，出血不能外溢，特别在外固定治疗中，外固定器械的压迫，可导致肌肉缺血性挛缩，继而产生肌筋膜室综合症。然而在正常情况下，在骨折固定后握力应进行有节制的功能锻炼，肌肉收缩的纵向及横向分力作用，不但可以保持骨折在复位后的位置，还可以对骨折端产生促进骨愈合的生理压应力和微动刺激，使骨折愈合加速，有效的防止骨折迟愈合和不愈合、肌肉粘连、关节僵硬等并发症。功能活动是骨折治疗的重要手段，也是骨折治疗的目的，“动静结合，筋骨并重”的指导原则始终贯穿着整个治疗中，不同时段的并发症和骨折愈合的优劣，均与肌肉相关。说明在骨折治疗的全过程中，监测肌肉动力极其重要。因此，本发明通过监测骨折固定治疗过程中，受伤肢体的肌肉动力、对固定装置的影响力、血流状态，为患者和医生提供患肢内部信息数据，分析骨折愈合的质量、速度，预警并发症的发生，为功能锻炼和进一步处理提供解决方案。

本发明的监测仪通过运动传感器和生物传感器采集骨折固定治疗过程中不同时段的肌肉动力、血流状态和血氧浓度，骨折端位移幅度、频率、时间，并将所采集的数据传至控制器，控制器对数据进行处理，使得医生可以根据处理后的结果，提出治疗建议，指导患者如何进行功能锻炼。

在骨折固定治疗早期，对于外固定的监测，其重点是保持骨折整复后的稳定性，防止并发症的发生。因此需以血流传感器、血氧浓度传感器采集监测肌肉血运状态、血流速度、血氧浓度等，以位移传感器监测采集骨折端的位移动态，联合压力传感器采集患肢肌肉的张力，通过收集和分析数据，为医生提供是否存在发生并发症的风险，外固定的强度，约束力、压应力是否适宜，骨折端的稳定性和是否存在再移位的倾向，拟定合理的解决方案。为患者提示功能活动是否过大，是否应与医生联系或赴医院就诊。

在骨折固定治疗中期，以肌电传感器采集肌肉动力强度，继续以血流传感器监测对比早期的肌肉血运状态，以位移传感器采集骨折端位移趋势，监测肌肉动力对固定装置和骨折愈合强度的影响，以数据为医生指导患者功能活动提供量化依据，增加骨折端的压应力，防止肌肉粘连和关节僵硬等中后期的并发症。

在骨折固定治疗后期，以肌电传感器采集肌肉动力强度，以血流传感器、血氧浓度传感器采集肌肉的血运状态，以大数据与健康肌群对比。以位移传感器、压力传感器采集骨折端的稳定性和骨痂强度，为功能锻炼、判断固定装置的可靠性和解除外固定器械提供依据。在解除固定后仍可为患者提供较长时期的康复治疗方案。

本发明适于骨折固定治疗的监测仪还包括控制器和蓄电池，控制器和蓄电池设置于基体的内部。蓄电池为柔性电池或固体电池，柔性电池为长条状，固体电池可以为多种形状。控制器与血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器为电连接，控制器接收血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器采集的数据，并对数据进行处理。

本发明适于骨折固定治疗的监测仪还包括显示屏，显示屏设置于基体上，显示屏与控制器连接，显示屏用于显示控制器对数据进行处理后的处理结果，患者和医生能够直观观察，便于患者和医生实时监测。

实施例一

如图1所示，本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体、连接带、握力计、设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器、用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

具体地说，如图1所示，连接带设置两个，两个连接带为相对设置，握力计与基体为相对设置，连接带的两端分别与握力计和基体连接，基体的两端与两个连接带的端部连接。连接带的材质为弹性体材料，如硅胶、塑胶等材质。

作为优选的，压力传感器设置于握力计的内部。握力计的两端与两个连接带固定连接，握力计用于让人体手部握住，握力计采用弹性体材料制成，压力传感器安装在握力计的内部。当患者的手部用力握住握力计后，压力传感器采集患肢肌肉的张力。

生物传感器包括用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器和用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。作为优选的，血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器，血流传感器位于基体的外部，血流传感器通过数据线与基体内的控制器连接。

本实施例的监测仪用于桡骨远端骨折治疗时佩戴于患者的手部上，基体位于手部的外侧，基体上的生物传感器和位移传感器与手背处的皮肤接触，握力计位于手部的内侧且握力计位于手掌处，便于手部握住。血流传感器贴合于患者手掌处的皮肤，血流传感器与患者手掌处的皮肤相接触，血流传感器为薄片状结构。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括控制器和蓄电池，控制器和蓄电池设置于基体的内部。蓄电池为柔性电池或固体电池，柔性电池为长条状，固体电池可以为多种形状。控制器与血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器为电连接，控制器接收血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器采集的数据，并对数据进行处理。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括显示屏，显示屏设置于基体上，显示屏与控制器连接，显示屏用于显示控制器对数据进行处理后的处理结果，患者和医生能够直观观察，便于患者和医生实时监测。

实施例二

如图2所示，本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体、连接带、设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器、设置于基体上且用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

具体地说，如图2所示，连接带设置一个，连接带为C形结构，连接带的两端与基体连接，基体的两端与连接带的两个端部连接。连接带的材质为弹性体材料，如硅胶、塑胶等材质。

生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器、用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器和用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。作为优选的，血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。压力传感器和位移传感器也为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。

本实施例的监测仪用于肩关节骨折治疗时佩戴于患者的肩部上，基体位于肩部的外侧，连接带环绕在肩部上，基体上的生物传感器、位移传感器和压力传感器与肩部处的皮肤接触，生物传感器、位移传感器和压力传感器贴合于患者肩部处的皮肤。肩关节以监测外展功能为主，基体可粘贴在患者肩部处的皮肤上。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括控制器和蓄电池，控制器和蓄电池设置于基体的内部。蓄电池为柔性电池或固体电池，柔性电池为长条状，固体电池可以为多种形状。控制器与血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器为电连接，控制器接收血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器采集的数据，并对数据进行处理。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括显示屏，显示屏设置于基体上，显示屏与控制器连接，显示屏用于显示控制器对数据进行处理后的处理结果，患者和医生能够直观观察，便于患者和医生实时监测。

实施例三

如图3所示，本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体、连接带、设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器、设置于基体上且用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

具体地说，如图3所示，连接带设置一个，连接带为C形结构，连接带的两端与基体连接，基体的两端与连接带的两个端部连接。连接带的材质为弹性体材料，如硅胶、塑胶等材质。

生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器、用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器和用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。作为优选的，血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。压力传感器和位移传感器也为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。

本实施例的监测仪用于膝关节骨折治疗时佩戴于患者的肩部上，基体位于膝部的外侧，连接带环绕在膝部上，基体上的生物传感器、位移传感器和压力传感器与膝部处的皮肤接触，生物传感器、位移传感器和压力传感器贴合于患者膝部处的皮肤。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括控制器和蓄电池，控制器和蓄电池设置于基体的内部。蓄电池为柔性电池或固体电池，柔性电池为长条状，固体电池可以为多种形状。控制器与血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器为电连接，控制器接收血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器采集的数据，并对数据进行处理。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括显示屏，显示屏设置于基体上，显示屏与控制器连接，显示屏用于显示控制器对数据进行处理后的处理结果，患者和医生能够直观观察，便于患者和医生实时监测。

实施例四

如图4所示，本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪，包括基体、支撑体、连接体、设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器、设置于连接体上且用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

具体地说，如图4所示，连接体位于支撑体和基体之间且连接体与支撑体和基体固定连接，连接体可产生弯曲变形且连接体在自身弹力作用下能自行恢复，连接体使基体和支撑体能相对摆动。连接体采用弹性体材料制成，压力传感器设置于连接体的内部。当患者的关节处活动后，基体与支撑体相对转动，连接体产生弯曲变形，压力传感器采集患肢肌肉的张力。

生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器、用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器和用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。作为优选的，血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体，结构紧凑，占用空间小，便于在基体上进行布置。

本实施例的监测仪用于肘关节骨折治疗时佩戴于患者的肘关节上和踝关节上，基体贴合于患者大臂处的皮肤，支撑体贴合于患者小臂处的皮肤，基体上的生物传感器和位移传感器与大臂处的皮肤接触，生物传感器和位移传感器贴合于患者大臂处的皮肤。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括控制器和蓄电池，控制器和蓄电池设置于基体的内部。蓄电池为柔性电池或固体电池，柔性电池为长条状，固体电池可以为多种形状。控制器与血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器为电连接，控制器接收血流传感器、血氧浓度传感器、肌电传感器、压力传感器和位移传感器采集的数据，并对数据进行处理。

本实施例的适于骨折固定治疗的监测仪还包括显示屏，显示屏设置于基体上，显示屏与控制器连接，显示屏用于显示控制器对数据进行处理后的处理结果，患者和医生能够直观观察，便于患者和医生实时监测。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：包括基体和设置于基体上且用于与人体皮肤接触的生物传感器。

2.根据权利要求1所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：所述生物传感器包括用于采集人体肌肉的血运状态数据的血流传感器。

3.根据权利要求2所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：所述生物传感器还包括用于采集人体血氧浓度数据的血氧浓度传感器。

4.根据权利要求3所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：所述生物传感器还包括用于采集人体肌肉纤维细胞电位波形数据的肌电传感器。

5.根据权利要求4所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：所述血流传感器、血氧浓度传感器和肌电传感器为集成一体。

6.根据权利要求1至5任一所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：还包括用于采集人体肌肉动力数据的压力传感器以及设置于所述基体上且用于采集人体骨折端的位移幅度、频率和时间数据的位移传感器。

7.根据权利要求6所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：还包括与所述基体连接的连接带和与连接带连接的握力计，所述压力传感器设置于握力计的内部。

8.根据权利要求6所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：还包括与所述基体连接的连接带，连接带的两端与基体连接。

9.根据权利要求8所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：所述压力传感器设置于所述基体上且压力传感器与所述位移传感器为集成一体。

10.根据权利要求6所述的适于骨折固定治疗的监测仪，其特征在于：还包括支撑体以及与所述基体和支撑体连接且使基体和支撑体能相对摆动的连接体，所述压力传感器设置于连接体上。