CN109907864A - 3d打印脊柱侧弯矫形器 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种3D打印脊柱侧弯矫形器。其包括：矫形器本体；所述矫形器本体内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器以作为受力测压点；所述薄膜压力传感器用于向外部设备提供压力值数据；所述矫形器本体呈开口式，所述矫形器本体开口两端各设有松紧可调的紧固单元。本申请能够有效的矫正青少年的躯干畸形，显著改善患者外形、降低疼痛、减少相关并发症及提升生活质量，矫形器具能更好的契合人体体表，使治疗更加个性化、合理化。

Description

3D打印脊柱侧弯矫形器

技术领域

本申请涉及一种矫形器具技术领域，特别是涉及一种3D打印脊柱侧弯矫形器。

背景技术

脊柱侧凸是指脊柱的一个或多个椎体节段在冠状面上偏离身体中线向侧方弯曲，通常还伴有脊柱椎体的旋转和矢状面上后凸或前凸的增加或减少，是三个维度上的畸形。青少年特发性脊柱侧凸发生于青春期或骨骼成熟前，主要是指10～18岁之间的患者，是儿童发育成熟前常见的一种非先天性三维脊柱畸形。脊柱侧弯在国内外的发病率均为1％-2％。特发性脊柱侧凸患者如未进行及时有效的治疗，会造成躯干畸形、肺功能下降、后背痛、严重者可导致神经系统并发症，影响青少年的自我形象和自尊心，降低生活质量。因此，早期发现，及时治疗极为重要。脊柱侧凸可以选择手术或非手术的方式进行治疗。手术治疗手术费用高，风险大，易损伤神经，造成瘫痪。非手术治疗包括：支具治疗、按摩推拿、电刺激治疗等；目前支具治疗被认为是AIS早期干预中最有效的保守治疗手段。

因此，亟需一种能够建议快速发现矫形器压力是否正常的解决方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种3D打印脊柱侧弯矫形器，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种3D打印脊柱侧弯矫形器，包括：矫形器本体；所述矫形器本体内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器以作为受力测压点；所述薄膜压力传感器用于向外部设备提供压力值数据；所述矫形器本体呈开口式，所述矫形器本体开口两端各设有松紧可调的紧固单元。

于本申请的一实施例中，通过分别获取穿戴时所述紧固单元最紧状态与最松状态下各所述受力测压点对应压力值以作为各所述受力测压点对应的正常压力值范围。

于本申请的一实施例中，所述紧固单元的大小为特定设置，以令其用于松紧调节的范围有限，从而使各所述受力测压点对应的最大压力值与最小压力值相差小于一定阈值。

于本申请的一实施例中，依据穿戴所述矫形器本体时获取各所述受力测压点的压力值以用于比较是否超出所述正常压力值范围，供判断是否需要更换或调整所述矫形器本体。

于本申请的一实施例中，各所述受力测压点还对应有最佳压力值范围，以帮助调节所述紧固单元的松紧程度来获取不同大小的矫正力。

于本申请的一实施例中，所述紧固单元的紧固方式包括：粘贴、链接、卡合、插合中任意一种。

于本申请的一实施例中，各所述薄膜压力传感器连接有通信器以供外部设备通信连接从而获取相应压力值数据；或，各所述薄膜压力传感器分别设有数据连接线以供外部设备有线连接从而获取相应压力值数据。

于本申请的一实施例中，所选取的受力测压点为对应人体的腰部肋骨或背部肋骨、及脊柱位置。

于本申请的一实施例中，所述矫形器本体通过对人体躯干进行光学三维扫描取型获取三维扫描图像数据，并据以通过3D打印以得到；所述矫形器本体的3D打印材料包括：尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。

于本申请的一实施例中，所述矫形器本体设有一或多个用于透气的通气口；部分所述通气口为依据有限元分析力学测试找到的不受力的点。

如上所述，本申请提供的一种3D打印脊柱侧弯矫形器。其包括：矫形器本体；所述矫形器本体内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器以作为受力测压点；所述薄膜压力传感器用于向外部设备提供压力值数据；所述矫形器本体呈开口式，所述矫形器本体开口两端各设有松紧可调的紧固单元。

达到了以下有益效果：

本申请能够有效的矫正青少年的躯干畸形，显著改善患者外形、降低疼痛、减少相关并发症及提升生活质量，矫形器具能更好的契合人体体表，使治疗更加个性化、合理化。

附图说明

图1A为本申请于一实施例中的一种3D打印脊柱侧弯矫形器于一视角的结构示意图。

图1B为本申请于一实施例中的一种3D打印脊柱侧弯矫形器于另一视角的结构示意图。

图1C为本申请于一实施例中的一种3D打印脊柱侧弯矫形器于另一视角的结构示意图。

图2为本申请于一实施例中的薄膜压力传感器的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1A-1C所示，展示本申请实施例中的一种3D打印脊柱侧弯矫形器的结构示意图。如图所示，包括：矫形器本体1。

再如图2所示，展示本申请实施例中薄膜压力传感器的结构示意图。

所述矫形器本体1内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器6以作为受力测压点2；所述薄膜压力传感器6用于向外部设备提供压力值数据。

于本申请的一实施例中，各所述薄膜压力传感器6连接有通信器以供外部设备通信连接从而获取相应压力值数据；或，各所述薄膜压力传感器6分别设有数据连接线以供外部设备有线连接从而获取相应压力值数据。

例如，通过各所述薄膜压力传感器6连接有通信器，外部设备如手机等移动通信终端可通过与各所述薄膜压力传感器6通信连接，从而可以实时获取压力值数据。当然，各所述薄膜压力传感器6还分别连接有电源单元以用于对所述薄膜压力传感器6及通信器供电。

再或者，各所述薄膜压力传感器6分别设有数据连接线，需要测量压力值时，通过数据连接线与外部压力测量仪连接从而获取压力值。

于本申请的一实施例中，所选取的受力测压点2为对应人体的腰部肋骨或背部肋骨、及脊柱位置。

于本实施例中，所例举的受力测压点2包含但不局限于上述所述的位置，其他如在外科或骨科领域常用于判断脊柱是否侧弯而检测的位置均属于本申请所涵盖的范围内。并且于本申请中所述矫形器本体1内侧设置受力测压点2并不限制于如图1A-1C中所展示的3个，还可以是其他数量。

所述矫形器本体1呈开口式，所述矫形器本体1开口两端4各设有松紧可调的紧固单元3。

于本申请的一实施例中，所述紧固单元3的紧固方式包括：粘贴、链接、卡合、插合中任意一种。

举例，所述紧固单元3可以是魔力贴，通过设置于所述矫形器本体1两端4的魔力贴粘贴进行紧固。所述紧固单元3可以是拉链、多个位置有区别(如女士内衣的用于调节松紧的一组挂钩)的挂钩、卡勾、卡扣、按扣、插合部件等。

于本申请的一实施例中，通过分别获取穿戴时所述紧固单元3最紧状态与最松状态下各所述受力测压点2对应压力值以作为各所述受力测压点2对应的正常压力值范围。

举例来说，测量躯干站立时所述紧固单元3最紧以及最松状态下薄膜压力传感器6的压力值，获得对应的正常压力值范围。

再举例来说，如图1A所示的各受力测压点2，左侧上受力测压点2的正常压力值范围为4.45-5.77N、右侧受力测压点2的正常压力值范围为2.5-3N、左侧下受力测压点2的正常压力值范围为0.69-1.03N。

于本申请的一实施例中，所述紧固单元3的大小为特定设置，以令其用于松紧调节的范围有限，从而使各所述受力测压点2对应的最大压力值与最小压力值相差小于一定阈值。

举例来说，假设所述紧固单元3为魔力贴，则该魔力贴的宽度为特定设置，即实现其可调整的范围有限。假设所述紧固单元3为拉链，则所述拉链的长度为特定设置，即实现其可调整的范围有限。假设所述紧固单元3为挂钩、卡勾、卡扣、按扣、插合部件等，则将他们设置于不同位置的数量特定设置，则可实现他们的调整范围有限。

于本申请的一实施例中，依据穿戴所述矫形器本体1时获取各所述受力测压点2的压力值以用于比较是否超出所述正常压力值范围，供判断是否需要更换或调整所述矫形器本体1。

于本实施例中，本申请所获取的正常压力值范围，其目的在于，在日常穿戴时可通过随时测量各受力测压点2的压力值，以判断所述矫形器本体1是否还提供矫正力量，即可以及时发现是否需要更换矫形器。这里需要说明是，通常佩戴矫形器进行脊柱侧弯的矫正需要较长时间，如几个月到几年时间，而仅靠穿戴者穿戴时的感受，随着时间的增加，很容易因穿戴习惯也造成矫正力量是否正常的错误感受，从而造成降低或失去矫形器矫形的功能。

于本申请的一实施例中，各所述受力测压点2还对应有最佳压力值范围，以帮助调节所述紧固单元3的松紧程度来获取不同大小的矫正力。

这里所述的最佳压力值范围，与通过穿戴测量得到的正常压力值范围有所不同，所述最佳压力值范围可以用于帮助调节所述紧固单元3的松紧程度来获取不同大小的矫正力，同时也可以用于与依据穿戴所述矫形器本体1时获取各所述受力测压点2的压力值比较。

于本申请的一实施例中，所述矫形器本体1设有一或多个用于透气的通气口5；部分所述通气口5为依据有限元分析力学测试找到的不受力的点。

于本实施例中，所述矫形器本体1穿戴时为贴身穿戴，因此需考虑其透气问题，并且依据有限元分析力学测试找到的不受力的点作为通气口5，对矫正的影响更小。

于本申请的一实施例中，所述矫形器本体1通过对人体躯干进行光学三维扫描取型获取三维扫描图像数据，并据以通过3D打印以得到；所述矫形器本体1的3D打印材料包括：尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。

于本实施例中，所述矫形器本体1是由3D打印得到，其通过对人体躯干进行光学三维扫描取型获取三维扫描图像数据，该方式能够比一般矫形器更加贴合人体，对穿戴时各受力测压点2的检测更有把控，也能够更加精准。例如，一般矫形器常为通用型，其不可能保证各受力测试点均具有较好的受力或贴合程度。因此，所述矫形器本体1在3D打印形成的基础上，可以对各受力测压点2的监测效果更佳。

另外，所述矫形器本体1采用3D打印，不仅实现了个性化的定制，当需要更换所述矫形器本体1时也能依据以往三维扫描图像数据进行更优化的调整。

于本实施例中，通过选取不同的打印材料，可以设置所述矫形器本体1的软硬程度，以适应不同年龄或性别的穿戴者。

综上所述，本申请提供的一种3D打印脊柱侧弯矫形器。其包括：矫形器本体；所述矫形器本体内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器以作为受力测压点；所述薄膜压力传感器用于向外部设备提供压力值数据；所述矫形器本体呈开口式，所述矫形器本体开口两端各设有松紧可调的紧固单元。

综上所述，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，包括：矫形器本体；

所述矫形器本体内侧选取一或多个位置贴设薄膜压力传感器以作为受力测压点；所述薄膜压力传感器用于向外部设备提供压力值数据；

所述矫形器本体呈开口式，所述矫形器本体开口两端各设有松紧可调的紧固单元。

2.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，通过分别获取穿戴时所述紧固单元最紧状态与最松状态下各所述受力测压点对应压力值以作为各所述受力测压点对应的正常压力值范围。

3.根据权利要求2所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述紧固单元的大小为特定设置，以令其用于松紧调节的范围有限，从而使各所述受力测压点对应的最大压力值与最小压力值相差小于一定阈值。

4.根据权利要求2所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，依据穿戴所述矫形器本体时获取各所述受力测压点的压力值以用于比较是否超出所述正常压力值范围，供判断是否需要更换或调整所述矫形器本体。

5.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，各所述受力测压点还对应有最佳压力值范围，以帮助调节所述紧固单元的松紧程度来获取不同大小的矫正力。

6.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述紧固单元的紧固方式包括：粘贴、链接、卡合、插合中任意一种。

7.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，各所述薄膜压力传感器连接有通信器以供外部设备通信连接从而获取相应压力值数据；或，各所述薄膜压力传感器分别设有数据连接线以供外部设备有线连接从而获取相应压力值数据。

8.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所选取的受力测压点为对应人体的腰部肋骨或背部肋骨、及脊柱位置。

9.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述矫形器本体通过对人体躯干进行光学三维扫描取型获取三维扫描图像数据，并据以通过3D打印以得到；所述矫形器本体的3D打印材料包括：尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。

10.根据权利要求1所述的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述矫形器本体设有一或多个用于透气的通气口；部分所述通气口为依据有限元分析力学测试找到的不受力的点。