CN111658259A - 一种连续可调脊柱侧弯矫形装置及辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续可调脊柱侧弯矫形装置及辅助系统，包括：多层结构的矫形装置，所述矫形装置包括外表层、矫形层、内衬层，所述矫形层包括储气组件、疏导管件、给药腔，所述疏导管件包括气导管、药导管，所述储气组件包括若干个等间距排列的气囊，所述气囊外部包裹着给药腔，所述内衬层上设置穴位按摩部件和压力传感部件以及监测芯片，所述疏导管件能够通过充气设备以及中药离子导入设备输送气体和中药，所述压力传感部件以及监测芯片能够与医疗设备进行电连接，所述矫形装置上设置信号接收器，矫形装置在辅助系统的配合下实现实时监测和连续调整。

Description

一种连续可调脊柱侧弯矫形装置及辅助系统

技术领域

本发明涉及脊柱侧弯患者的康复治疗器械领域，尤其涉及一种连续可调脊柱侧弯矫形装置及辅助系统。

背景技术

脊柱侧弯是临床常见的脊柱三维畸形，全球患病人数约3000万，我国患者超过650万，其中2％～4％为青少年儿童。脊柱侧凸的病因繁多，主要为病因不明的特发性脊柱侧凸(Adolescent Idiopathic Scoliosis，AIS)；其余为先天性脊柱侧凸等病因引起的侧弯，约占20％左右。脊柱侧弯通常发生在胸腰段，严重者会导致胸廓旋转畸形和胸廓、腹腔容积的下降，影响心肺和肠道等内脏器官的发育与功能，直至累及脊髓并造成瘫痪，严重危害少年儿童健康。

临床上治疗脊柱侧弯有两种方法，即手术和非手术保守治疗。其中，需要手术治疗的脊柱侧凸患者约为总数的10％，全球需要手术治疗的在300万例左右。无论哪一种治疗方案，对患者和医生而言，都是一项十分艰难的挑战。手术治疗属于激进方法，切开脊背，在脊柱上钻孔、穿钢钉，靠外力强力矫正。手术时间长达数小时，对脊柱造成不可逆的永久性破坏，且有导致神经损伤等高风险，需慎之又慎。非手术治疗方法繁多，其中针灸松解、推拿按摩、康复运动和戴支具辅助恢复较为常见。保守治疗时间周期长达若干年，且要求不分昼夜、寒暑戴支具。

脊柱侧弯在康复过程中，脊柱周围肌肉群、韧带等软组织起着重要的作用，在治疗过程中，需要整体兼顾脊柱及脊柱周围软组织，调节肌力，缓解肌痉挛和疼痛，促神经功能恢复，改善局部血液循环和组织新陈代谢，促进患者康复。

目前临床上常用的支具或矫形器，尚未实现根据患者疾病康复治疗进程的个性化定制、及根据患者自体康复程度和脊柱状况的连续可调和实时预警。且现阶段的支具或矫形器多用于矫正脊柱椎体自身维度和角度，而忽略了椎体周围肌肉、韧带等软组织在脊柱侧弯康复过程中的作用。尚未发现与中医经络、中药、理疗等深度融合的多功能脊柱侧弯康复治疗系统。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种连续可调脊柱侧弯矫形装置及辅助系统，能够针对不同脊柱侧弯患者，实现个性化定制矫形装置，做到患者康复治疗与实时监测同步进行，实现不同治疗程度的连续性调节，降低治疗成本，提高治疗效果。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，包括：多层结构的矫形装置，所述矫形装置包括外表层、矫形层、内衬层，所述矫形层设置在所述外表层与所述内衬层之间的夹层中，所述矫形层包括储气组件、疏导管件、给药腔，所述疏导管件包括气导管、药导管，所述储气组件包括若干个等间距排列的气囊，相邻的两个气囊通过气导管连接，所述气囊外部包裹着给药腔，所述相邻的两个给药腔通过药导管连接，所述给药腔的外罩体贴近内衬层的一侧设置气孔，所述内衬层上设置穴位按摩部件和压力传感部件以及监测芯片，所述疏导管件能够通过充气设备以及中药离子导入设备输送气体和中药，所述压力传感部件以及监测芯片能够与医疗设备进行电连接，所述矫形装置上设置信号接收器。

若干个所述气囊网格式排列设置，气囊为多边形或者圆形结构。

若干个所述气囊鳞片式连接排列设置，气囊的结构为一端为凸起，另一端为凹槽，相邻的两个气囊其中一个气囊的凸起端嵌入另一个气囊凹槽中，以此类推的排列方式为鳞片式连接排列，并且相邻的两个气囊在疏导管件的连接下能够伸缩活动。

所述穴位按摩部件包括电极片和/或磁石片，所述穴位按摩部件的设置可以参考现有技术中的按摩带中的电极片的功能设计，也可以参考现有技术中的磁疗按摩技术，所述穴位按摩部件设置在所述内衬层上，内衬层由皮肤贴合性好、舒适、透气性好、低过敏性材料制成，在患者的脊柱督脉、足太阳膀胱经、华佗夹脊穴的主要穴位设置电极片和/或磁石片，与中医经络穴位相融合，督脉以大椎、身柱、至阳、脊中、命门、腰阳关为主穴；足太阳膀胱经以肺俞、膈俞、肝俞、脾俞、肾俞、膀胱俞、次髑、委中、承山为主穴；同时辅以华佗夹脊穴。通过电疗或磁疗，缓解肌痉挛，增强肌力，促神经功能恢复，局部血液循环。

所述疏导管件为波纹管，波纹管具有一定的伸缩性，使疏导管件适应各种弯曲姿势，不易折损，所述疏导管件连接每一气囊或连接每一给药腔均是独立的疏导管件，且疏导管件的管件接口贯穿外表层，通过管件接口与充气设备和中药离子导入设备连接。

所述疏导管件能够贯穿弹簧，且弹簧两端分别连接相邻的两个气囊，弹簧给予相邻两个气囊一定的拉力，增加矫形层的矫形功能。

所述矫形层内还包括蓄电池，蓄电池能够为穴位按摩部件、压力传感部件以及监测芯片和信号接收器提供电能，做到实时监测的效果。

所述矫形装置能够是穿戴式结构，且外表层具有弹性、透气性好的材料制成，矫形层周边与外表层的周边固定连接，同时在肩部、脊柱、腰部等部位嵌有压力传感器和监测芯片。

本发明采用的第二种技术方案为：一种连续可调脊柱侧弯矫形装置的辅助系统，辅助系统电连接矫形装置，基于终端设备的所述辅助系统包括理疗模块、充气模块、中药离子导入模块、监测模块、预警模块，所述辅助系统电连接充气设备和医疗设备，所述理疗模块通过网络传输信息至穴位按摩部件，所述充气模块通过网络驱动充气设备，所述中药离子导入模块通过网络驱动中药离子导入设备，所述检测模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息，所述预警模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息。

所述终端设备包括电脑和手机，所述终端设备还能够设置医护账户和患者账户，所述患者账户能够登录手机APP，实时监控患者自身的身体数据，患者账户还可以警示患者的脊柱变化情况。

所述辅助系统还能够连接3D打印设备，帮助患者量身定制矫形装置，能够根据不同的患者的脊柱侧弯程度去量身定制，采集患者的CT、MRI等医学影像，在计算机中重建待矫正部位的骨骼三维模型和皮肤三维模型，根据皮肤三维模型正向设计与待矫正部位表面完全贴合内衬层、中间层、外表层矫形装置，得到矫形支具的三维模型，通过3D打印机打印生产。

根据患者自体康复程度和脊柱恢复状况，通过充气方式，实现矫形装置的连续可调：分析患者的CT、MRI影像数据，根据骨骼三维模型设定脊柱侧弯矫形所需要的施力点。通过辅助系统设置矫形装置的矫形层不同气囊的充气压力，外接充气设备，并通过外表层的压力传感器进行监测。矫形层可根据患者康复程度和脊柱状况，连续调节不同网格包的充气量及其所施加的压力，从而实现连续可调功能。

患者康复过程中，肩、腰、背等部位出现了超出当前矫正范围的状况，外表层的压力传感器可感知不同部位的压力，并通过监测模块、联合患者账户终端APP发出预警并提醒患者遵医嘱或自行调节矫形器。进一步通过辅助系统，调节中间层需要改变施加压力的气囊的充气量。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明中脊柱侧弯患者的整体康复是一个逐步矫治、动态矫正的过程，实现矫形装置的连续可调，通过3D打印技术，本发明中的矫形装置可以实现针对不同患者的个性化定制。

(2)本发明中同时兼顾腰背部、脊柱周围肌肉群、韧带等软组织在脊柱侧弯患者康复治疗过程中的作用，局部血液循环。与中医经络、中药深度融合，通过理疗、中药熏蒸治疗，缓解肌痉挛，增强肌力，促神经功能恢复，改善局部血液循环和组织新陈代谢。

(3)如果患者康复过程中，肩、腰、背等部位出现了超出当前矫正范围的状况，可发出预警并提醒患者遵医嘱或自行调节矫形器。

(4)对于青少年儿童，需要同时兼顾学业，在整个康复过程中可能出现病情的反复，不方便随时到医院进行检查和治疗，本发明所述的矫形装置配合辅助系统，可在有效治疗年龄范围内实现连续可调，并通过APP实现及时预警，进而随时调节矫形装置不同部位的施力大小。

(5)本申请中的矫形装置美观、舒适、透气性好，穿戴方便，有效促进脊柱侧弯的康复，达到更好的康复治疗效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的优选实施例的立体结构图；

图2是本发明的矫形层的平面结构图；

图3是本发明的优选实施例的侧面剖面图；

图4是本发明的矫形层的拉伸状态平面图；

图5是本发明的矫形层的紧凑状态平面图；

图6是本发明的矫形层的部分结构立体图；

图7是本发明的矫形层鳞片式连接结构平面图；

图中：矫形装置1；外表层2；矫形层3，内衬层4；储气组件5；疏导管件6；气囊7；气导管8；药导管9；弹簧10；给药腔11；穴位按摩部件12；管件接口13。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例一，如图1-6所示，一种连续可调脊柱侧弯矫形装置1，包括：多层结构的矫形装置1，矫形装置1包括外表层2、矫形层3、内衬层4，矫形层3设置在外表层2与内衬层4之间的夹层中，矫形层3包括储气组件5、疏导管件6、给药腔11，疏导管件6包括气导管8、药导管9，储气组件5包括若干个等间距排列的气囊7，相邻的两个气囊7通过气导管8连接，气囊7外部包裹着给药腔11，相邻的两个给药腔11通过药导管9连接，给药腔11的外罩体贴近内衬层4的一侧设置气孔，内衬层4上设置穴位按摩部件12和压力传感部件以及监测芯片，疏导管件6能够通过充气设备以及中药离子导入设备输送气体和中药，压力传感部件以及监测芯片能够与医疗设备进行电连接，矫形装置1上设置信号接收器。

若干个气囊7网格式排列设置，气囊7为圆形结构。

穴位按摩部件12包括电极片和/或磁石片，穴位按摩部件12的设置可以参考现有技术中的按摩带中的电极片的功能设计，也可以参考现有技术中的磁疗按摩技术，穴位按摩部件12设置在内衬层4上，内衬层4由皮肤贴合性好、舒适、透气性好、低过敏性材料制成，在患者的脊柱督脉、足太阳膀胱经、华佗夹脊穴的主要穴位设置电极片和/或磁石片，与中医经络穴位相融合，督脉以大椎、身柱、至阳、脊中、命门、腰阳关为主穴；足太阳膀胱经以肺俞、膈俞、肝俞、脾俞、肾俞、膀胱俞、次髑、委中、承山为主穴；同时辅以华佗夹脊穴。通过电疗或磁疗，缓解肌痉挛，增强肌力，促神经功能恢复，局部血液循环。

疏导管件6为波纹管，波纹管具有一定的伸缩性，使疏导管件6适应各种弯曲姿势，不易折损，疏导管件6连接每一气囊7或连接每一给药腔11均是独立的疏导管件6，且疏导管件6的管件接口13贯穿外表层2，通过管件接口13与充气设备和中药离子导入设备连接。

疏导管件6能够贯穿弹簧10，且弹簧10两端分别连接相邻的两个气囊7，弹簧10给予相邻两个气囊7一定的拉力，增加矫形层3的矫形功能。

矫形层3内还包括蓄电池，蓄电池能够为穴位按摩部件12、压力传感部件以及监测芯片和信号接收器提供电能，做到实时监测的效果。

矫形装置1能够是穿戴式结构，且外表层2具有弹性、透气性好的材料制成，矫形层3周边与外表层2的周边固定连接，同时在肩部、脊柱、腰部等部位嵌有压力传感器和监测芯片。

本实施例中的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置1的辅助系统，辅助系统电连接矫形装置1，基于终端设备的辅助系统包括理疗模块、充气模块、中药离子导入模块、监测模块、预警模块，辅助系统电连接充气设备和医疗设备，理疗模块通过网络传输信息至穴位按摩部件12，充气模块通过网络驱动充气设备，中药离子导入模块通过网络驱动中药离子导入设备，检测模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息，预警模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息。

终端设备包括电脑和手机，终端设备还能够设置医护账户和患者账户，患者账户能够登录手机APP，实时监控患者自身的身体数据，患者账户还可以警示患者的脊柱变化情况。

辅助系统还能够连接3D打印设备，帮助患者量身定制矫形装置1，能够根据不同的患者的脊柱侧弯程度去量身定制，采集患者的CT、MRI等医学影像，在计算机中重建待矫正部位的骨骼三维模型和皮肤三维模型，根据皮肤三维模型正向设计与待矫正部位表面完全贴合内衬层4、中间层、外表层2矫形装置1，得到矫形支具的三维模型，通过3D打印机打印生产。

根据患者自体康复程度和脊柱恢复状况，通过充气方式，实现矫形装置1的连续可调：分析患者的CT、MRI影像数据，根据骨骼三维模型设定脊柱侧弯矫形所需要的施力点。通过辅助系统设置矫形装置1的矫形层3不同气囊7的充气压力，外接充气设备，并通过外表层2的压力传感器进行监测。矫形层3可根据患者康复程度和脊柱状况，连续调节不同网格包的充气量及其所施加的压力，从而实现连续可调功能。

患者康复过程中，肩、腰、背等部位出现了超出当前矫正范围的状况，外表层2的压力传感器可感知不同部位的压力，并通过监测模块、联合患者账户终端APP发出预警并提醒患者遵医嘱或自行调节矫形器。进一步通过辅助系统，调节中间层需要改变施加压力的气囊7的充气量。

实施例二，如图1和图7所示，一种连续可调脊柱侧弯矫形装置1，包括：多层结构的矫形装置1，矫形装置1包括外表层2、矫形层3、内衬层4，矫形层3设置在外表层2与内衬层4之间的夹层中，矫形层3包括储气组件5、疏导管件6、给药腔11，疏导管件6包括气导管8、药导管9，储气组件5包括若干个等间距排列的气囊7，相邻的两个气囊7通过气导管8连接，气囊7外部包裹着给药腔11，相邻的两个给药腔11通过药导管9连接，给药腔11的外罩体贴近内衬层4的一侧设置气孔，内衬层4上设置穴位按摩部件12和压力传感部件以及监测芯片，疏导管件6能够通过充气设备以及中药离子导入设备输送气体和中药，压力传感部件以及监测芯片能够与医疗设备进行电连接，矫形装置1上设置信号接收器。

若干个气囊7鳞片式连接排列设置，气囊7的结构为一端为凸起，另一端为凹槽，相邻的两个气囊7其中一个气囊7的凸起端嵌入另一个气囊7凹槽中，以此类推的排列方式为鳞片式连接排列，并且相邻的两个气囊7在疏导管件6的连接下能够伸缩活动。

穴位按摩部件12包括电极片和/或磁石片，穴位按摩部件12的设置可以参考现有技术中的按摩带中的电极片的功能设计，也可以参考现有技术中的磁疗按摩技术，穴位按摩部件12设置在内衬层4上，内衬层4由皮肤贴合性好、舒适、透气性好、低过敏性材料制成，在患者的脊柱督脉、足太阳膀胱经、华佗夹脊穴的主要穴位设置电极片和/或磁石片，与中医经络穴位相融合，督脉以大椎、身柱、至阳、脊中、命门、腰阳关为主穴；足太阳膀胱经以肺俞、膈俞、肝俞、脾俞、肾俞、膀胱俞、次髑、委中、承山为主穴；同时辅以华佗夹脊穴。通过电疗或磁疗，缓解肌痉挛，增强肌力，促神经功能恢复，局部血液循环。

疏导管件6为波纹管，波纹管具有一定的伸缩性，使疏导管件6适应各种弯曲姿势，不易折损，疏导管件6连接每一气囊7或连接每一给药腔11均是独立的疏导管件6，且疏导管件6的管件接口13贯穿外表层2，通过管件接口13与充气设备和中药离子导入设备连接。

疏导管件6能够贯穿弹簧10，且弹簧10两端分别连接相邻的两个气囊7，弹簧10给予相邻两个气囊7一定的拉力，增加矫形层3的矫形功能。

矫形层3内还包括蓄电池，蓄电池能够为穴位按摩部件12、压力传感部件以及监测芯片和信号接收器提供电能，做到实时监测的效果。

矫形装置1能够是穿戴式结构，且外表层2具有弹性、透气性好的材料制成，矫形层3周边与外表层2的周边固定连接，同时在肩部、脊柱、腰部等部位嵌有压力传感器和监测芯片。

本实施例中的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置1的辅助系统，辅助系统电连接矫形装置1，基于终端设备的辅助系统包括理疗模块、充气模块、中药离子导入模块、监测模块、预警模块，辅助系统电连接充气设备和医疗设备，理疗模块通过网络传输信息至穴位按摩部件12，充气模块通过网络驱动充气设备，中药离子导入模块通过网络驱动中药离子导入设备，检测模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息，预警模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息。

终端设备包括电脑和手机，终端设备还能够设置医护账户和患者账户，患者账户能够登录手机APP，实时监控患者自身的身体数据，患者账户还可以警示患者的脊柱变化情况。

辅助系统还能够连接3D打印设备，帮助患者量身定制矫形装置1，能够根据不同的患者的脊柱侧弯程度去量身定制，采集患者的CT、MRI等医学影像，在计算机中重建待矫正部位的骨骼三维模型和皮肤三维模型，根据皮肤三维模型正向设计与待矫正部位表面完全贴合内衬层4、中间层、外表层2矫形装置1，得到矫形支具的三维模型，通过3D打印机打印生产。

根据患者自体康复程度和脊柱恢复状况，通过充气方式，实现矫形装置1的连续可调：分析患者的CT、MRI影像数据，根据骨骼三维模型设定脊柱侧弯矫形所需要的施力点。通过辅助系统设置矫形装置1的矫形层3不同气囊7的充气压力，外接充气设备，并通过外表层2的压力传感器进行监测。矫形层3可根据患者康复程度和脊柱状况，连续调节不同网格包的充气量及其所施加的压力，从而实现连续可调功能。

患者康复过程中，肩、腰、背等部位出现了超出当前矫正范围的状况，外表层2的压力传感器可感知不同部位的压力，并通过监测模块、联合患者账户终端APP发出预警并提醒患者遵医嘱或自行调节矫形器。进一步通过辅助系统，调节中间层需要改变施加压力的气囊7的充气量。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，包括：多层结构的矫形装置，所述矫形装置包括外表层、矫形层、内衬层，其特征在于，所述矫形层设置在所述外表层与所述内衬层之间的夹层中，所述矫形层包括储气组件、疏导管件、给药腔，所述疏导管件包括气导管、药导管，所述储气组件包括若干个等间距排列的气囊，相邻的两个气囊通过气导管连接，所述气囊外部包裹着给药腔，所述相邻的两个给药腔通过药导管连接，所述给药腔的外罩体贴近内衬层的一侧设置气孔，所述内衬层上设置穴位按摩部件和压力传感部件以及监测芯片，所述疏导管件能够通过充气设备以及中药离子导入设备输送气体和中药，所述压力传感部件以及监测芯片能够与医疗设备进行电连接，所述矫形装置上设置信号接收器。

2.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：若干个所述气囊网格式排列设置。

3.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：若干个所述气囊鳞片式连接排列设置。

4.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：所述穴位按摩部件包括电极片和/或磁石片。

5.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：所述疏导管件为波纹管。

6.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：所述疏导管件能够贯穿弹簧，且弹簧两端分别连接相邻的两个气囊。

7.根据权利要求1所述的一种连续可调脊柱侧弯矫形装置，其特征在于：所述矫形层内还包括蓄电池。所述矫形装置能够是穿戴式结构，且外表层具有弹性的材料制成，内衬层能够贴合皮肤。

8.根据权利要求1所述矫形装置的辅助系统，其特征在于：辅助系统电连接矫形装置，基于终端设备的所述辅助系统包括理疗模块、充气模块、中药离子导入模块、监测模块、预警模块，所述辅助系统电连接充气设备和医疗设备，所述理疗模块通过网络传输信息至穴位按摩部件，所述充气模块通过网络驱动充气设备，所述中药离子导入模块通过网络驱动中药离子导入设备，所述检测模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息，所述预警模块能够接收并传输压力传感部件以及监测芯片的信息。

9.根据权利要求8所述矫形装置的辅助系统，其特征在于：所述终端设备包括电脑和手机，所述终端设备还能够设置医护账户和患者账户。

10.根据权利要求8所述矫形装置的辅助系统，其特征在于：所述辅助系统还能够连接3D打印设备，帮助患者量身定制矫形装置。

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