CN112535564A - 一种可调式脊柱侧弯矫形器 - Google Patents

Abstract

本发明属于康复辅具技术领域，尤其涉及一种可调式脊柱侧弯矫形器。本发明的可调式脊柱矫形器相比传统矫形器产品，能根据患者的侧弯类型、矫正效果以及生长发育，通过机械结构实现实时且灵活的调节。本发明专利设计了一款组件化可调式脊柱侧弯矫形器，去除不必要的释放区，合理设计施力区的形状、大小以及区域，并设计合理的机械连接结构，实现施力区位置和力量的三维可调。

Description

一种可调式脊柱侧弯矫形器

技术领域

本发明属于康复辅具领域，特别涉及一种可调式脊柱侧弯矫形器。

背景技术

青少年特发性脊柱侧凸 ( adolescent idiopathic scoliosis，AIS) 是指 10岁以上，骨骼发育未成熟期间，脊柱向侧方弯曲＞ 10°的脊柱畸形，是青少年最常见的脊柱畸形之一。据不完全统计，我国儿童、青少年发病率约为0.61%—2.4%，患者总量约为100—300万，并有上升趋势。AIS 如未能及时发现和处理，将会严重影响青少年健康发育。目前针对脊柱侧凸患者最主要和最可靠的非手术治疗手段之一是矫形器矫正。但在矫形器设计方面依然存在很多问题：首先对于患者来说，（1）大部分传统脊柱侧弯矫形器在凹侧区未设置足够大的释放空间，以容纳转移的软组织，患者失去了动态矫正的空间，降低了矫形器的舒适性和矫正作用，甚至造成水肿、压疮、擦伤、胸廓畸形、肺功能下降、营养障碍以及腰背肌萎缩等不良反应（2）特发性脊柱侧弯多发于青春期，患者处于生长发育的高峰，体型上的变化，可能要求病人至少半年更换一次矫形器，对病人来说价格昂贵。而对于矫形器师来说，（1）为病人适配有效的矫形器难度很大，无论加工工艺还是设计上，都对技术人员有很高要求。目前我国的装配人员技术水平良莠不齐，经常出现施力部位有偏差、力量不准确、施力方向错误等问题，传统矫形器制作通常需要用石膏取模修模，一体成型，力量不准确时不能调整，往往需要重新制作，费时费力费材料，还会造成环境污染。（2）脊柱侧凸矫治是一个长期过程，随着患者不断生长以及病情的变化，其矫治力系也会发生变化，如果不能及时调整，有可能会造成无效矫正、过度矫正或者压迫乳房、肋骨挤压变形、影响呼吸、矢状面曲度变差等问题。因此，开发可调式矫形器具有十分重要的意义，它对装配人员的工艺技术要求不高，矫形器师可以随时根据矫形器的矫正效果以及患者的生长发育特点，调整施力的位置、大小和方向，可以大大降低生产以及时间的成本。此外，可调化矫形器只保留施力组件而去掉不必要的释放区，可以减轻矫形器的重量和体积，隐蔽性好，不会对患者造成过大的心理负担。

脊柱侧凸是脊柱的三维畸形，通常还伴有脊柱的旋转以及矢状面上后凸或前凸的增加或减少。现有的可调式的脊柱侧弯矫形器还仅限于施力构件高度的调整以及用垫片或弹力带等改变施力的大小。弹力带的收紧使整个平面的维度减小，虽然会增加侧向的压力，但也会对施力区对侧的释放区增加压力。此外，大部分可调式脊柱矫形器的设计中并没有体现抗旋力的调整。即使个别设计中提到抗旋，但大都基于柔性矫形器，事实上，柔性矫形器对处于青春期发育高峰的患者来说，阻碍侧弯进一步发展的效果并不好。

发明内容

针对现有矫形器比较笨重，不适合长期穿戴，且不能根据患者的体型、生长变化以及侧弯的进展而调节等问题，本专利提供了一种可调式脊柱侧弯矫形器。

本发明的技术方案如下：

一种可调式脊柱侧弯矫形器，包括背板框架以及通过调节机构安装于背板框架的腋下支撑板、腰部支撑板、臀部支撑板以及髂嵴支撑板；所述腋下支撑板、臀部支撑板安装于背板框架并位于侧弯脊柱的凹侧，所述腰部支撑板安装于背板框架并位于侧弯脊柱的凸侧，所述腋下支撑板、腰部支撑板以及臀部支撑板在侧弯脊柱的两侧，构成三点施力结构；所述髂嵴支撑板包括左髂嵴支撑板和右髂嵴支撑板，所述左、右髂嵴支撑板对称安装于背板框架，并位于臀部支撑板与腰部支撑板之间；所述左、右髂嵴支撑板腹侧面之间由可调节弹性带连接，所述腰部支撑板在腹侧面由可调节弹性带分别连接腋下支撑板和臀部支撑板。

进一步地，所述调节机构为双向调节机构或者三向调节结构；所述双向调节机构包括横向轨道副，所述横向轨道副的滑轨固定安装于背板框架，所述横向轨道副的滑块与对应支撑板固定连接；所述三向调节机构包括相互垂直连接的横向轨道副、竖向轨道副以及纵向导轨副，所述横向导轨副的滑轨与背板框架固定连接，所述竖向导轨副的滑轨固定安装于横向导轨副的滑块，所述纵向轨道副的滑轨与竖向轨道副的滑块固定，所述纵向轨道副的滑块与对应的支撑板固定连接。

进一步地，所述滑块上安装有锁定螺钉，所述锁定螺钉与对应滑轨配合。

进一步地，所述竖向轨道副的滑轨与横向轨道副的滑块为一体件，所述纵向轨道副的滑轨与竖向轨道副的滑块为一体件。

进一步地，所述背板框架为金属或者碳纤维材质。

进一步地，所述腋下支撑板、腰部支撑板、臀部支撑板、髂嵴支撑板为与人体贴合的弧形板，所述弧形板与皮肤接触一侧包裹软质材料。

采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：利用左髂嵴支撑板和右髂嵴支撑板将矫形器支撑在人体的骨盆上，并以可调节的弹性带进一步固定，支撑板与人体弧面接触，提高穿戴的舒适性，且在髂嵴支撑不易滑脱及旋转；利用腋下支撑板、腰部支撑板、臀部支撑板三个支撑板自人体的两侧对人体施加压力进行矫正，形成三点力施力结构，同时配合两根可调节弹性带固定，穿戴稳定，矫正效果好。利用横、纵、竖三个轨道副的配合，实现各支撑板的三个方向的调节，通过横向轨道副可以实现矫形器宽窄或者支撑板左右方向的调整，用以适应体重变化以及施力模块内外位置的调整。通过竖向轨道可以实现支撑板高低位置的变化，用以适应身高的变化以及施力模块的上下位置的调整。通过横向轨道和纵向轨道的共同调整可以实现对支撑板施加力量的大小和方向做调整，最后由限位螺钉进行固定。本技术方案能够根据人的体型、侧弯的进展以及矫正需要的变化而调整，避免因这些因素造成的需更更换矫正器的问题。

附图说明

图1是本发明的整体立体图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的右视图；

图4是调节机构的细节图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明：

一种可调式脊柱弯矫形器，由背板框架1、腋下支撑板2、腰部支撑板3、臀部支撑板4、一对髂嵴支撑板5,6、三条可调节弹性带7,8,9以及多个调节机构10组成；各支撑板为分别与患者各部位贴合的弧形板。背板框架1为与患者背部贴合的曲面框架，自患者的腋下延伸至臀部。一对髂嵴支撑板5,6分别通过一个横向调节机构10安装于背板框架1上，并与患者调整后的两侧髂嵴位置对应，一对髂嵴支撑板5,6与患者的左、右髂嵴贴合，利用患者的髂嵴对背板框架1提供支撑，防止背板框架1滑落以及绕身体旋转。为了进一步固定，在一对髂嵴支撑板5,6腹侧面之间安装一条横向的可调节弹性带7。腋下支撑板2、腰部支撑板3、臀部支撑板4分别通过三向调节机构10安装在背板框架1上与患者身体对应的位置，腋下支撑板2和臀部支撑板4安装在背板框架1上并对应侧弯脊柱的凹侧，腰部支撑板3安装在背板框架1上并对应侧弯脊柱的凸侧，三个支撑板呈三角形分布，形成三点力模型，在患者侧弯脊柱的两侧向身体中部施加挤压力以纠正，为了保持挤压力，腰部支撑板腹侧面分别用可调节弹性带8,9连接腋下支撑板和臀部支撑板用以张紧，达到纠正脊柱弯曲的目的。腋下支撑板2与一对髂嵴支撑板5,6同时上下加力时，能够对弯曲的脊柱起到拉伸的作用，进一步得到在身体上固定矫形器并纠正弯曲的目的。为了提高舒适性，在各支撑板以及背板框架与皮肤接触侧包裹棉、麻、丝织等软质材料套，并填充缓冲物，如EVA、EPE、海绵、硅胶等。

为了使矫正装置能够适用于不同体型以及单体的体型的变化，各支撑板以三向调节机构或者双向10安装于背板框架1。三向调节机构10由横向轨道副11、竖向轨道副12以及纵向导轨副组成13，三组轨道两两相互垂直。横向导轨副11的滑轨与背板框架1固定连接，竖向导轨副的滑轨12与横向导轨副11的滑块固定连接或者一体件设计，纵向轨道副12的滑轨与竖向轨道副13的滑块连接或者一体件设计，纵向轨道副12的滑块与对应的支撑板固定连接。在各轨道副的滑块与对应的滑轨之间通过设置限位孔销配合的方式或者限位螺钉15抵紧的方式将滑块与对应滑轨锁定。本技术方案中，一对髂嵴支撑板5,6可选择使用双向调节机构安装在背板框架1上，双向调节机构由单独的横向轨道副组成，横向导轨副11的滑轨与背板框架1固定连接，一对髂嵴支撑板5,6与对应的滑块固定连接。

三向调节机构10能够实现上下、前后、左右方向的调节，使得各支撑板更好地适应患者的侧弯特点以及身体特征，保证矫正效果。矫形器穿戴时，首先找准并固定左右髂嵴的位置，以及腋下支撑板2的高度，使整个矫形器卡在患者身上，不脱落、不扭转以及晃动，同时髂嵴支撑板6和腋下支撑板2会对患者凹侧起到拉伸的作用。然后根据患者的X光片、身体外形的特点以及侧弯的程度，调整腰部支撑板3的位置以及力量的大小和方向。根据三点力原理，以及外形矫正的整体效果调整腋下支撑板2和臀部支撑板4的位置以及力量的大小和方向。可调节弹性带7,8,9配合施力支撑板做固定和调节。腰部支撑板3为三点力矫正的主施力点，位于患者的顶锥处即侧弯峰值点，促使患者脊柱侧弯状态的改善；腋下支撑板2为三点力矫正的一个辅助施力点，同时与髂嵴支撑板6共同为侧弯脊柱的凹侧提供拉伸力，并将矫形器悬吊于身体上；臀部支撑板4为三点力矫正的最后一个施力点，在患者臀部的侧后方，同时防止骨盆的侧向偏移。以上施加的力应使患者矫正效果达到最好，且使患者感到舒适。可调节弹性带7,8,9靠铆钉固定在各支撑板所需固定的部位，可调节弹性带靠魔术子母扣进行固定，左右髂嵴腹侧部靠可调节弹性带连接在患者周围，剩余的两条弹性带位置应与背部的三点力矫正力系一致固定在患者前部以达到最好的矫正效果。

本技术方案中，各轨道副的滑轨均采用工字型滑轨，各滑轨的极限位置设置了卡块14，避免滑块在滑槽中脱落；各滑块与跟随其滑动的对应滑轨一体成型加工，可直接在滑轨上加工出与相邻滑轨配合的滑槽。采用限位螺钉15对滑轨与滑块固定限位，限位螺钉15为滚花小头手拧螺钉，为方便矫形器技师使用，也可以换为乒乓球拍螺栓，梅花形螺栓，羊角头螺栓等手拧螺栓。

目前，常见的脊柱矫形器的矫形器本体具有一体成型结构，即矫形器本体未被分为彼此分离的多个部分。脊柱矫形器通常使用一年左右，并且每天穿脱多次，脊柱矫形器在其使用周期中大约有2000次左右的开合；对于具有一体成型式矫形器本体的脊柱矫形器来说，每一次开合脊柱矫形器都造成矫形器本体的大幅度形变；由于目前脊柱矫形器本体的制作材料难以承受上千次的大幅度形变，因此具有一体成型式矫形器本体的脊柱矫形器的使用寿命较短。在本公开实施例提供的脊柱矫形器中，由于矫形器为分体式结构，并且通过三向调节机构连接，开合矫形器的作用力至少部分被这种连接方式化解，因此本矫形器的使用寿命比一体成型式矫形器本体的使用寿命长；可调式矫形器大大降低现有脊柱侧弯矫形器的适配难度。对适配过程中经常出现的施力部位有偏差、力量不准确、施力方向错误等问题进行及时调整；根据处于发育高峰期的病人的身高和体重的变化以及矫正过程中出现的变化随时进行调整，而不需要每半年更换一次矫形器，降低了病人的时间和金钱成本；最大限度地减少对身体的包裹，减少对身体不必要的压迫和限制，有效预防肌肉萎缩和肺活量受限；最大限度地减少矫形器本身的重量和体积，对患者的心理产生积极的作用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (6)

1.一种可调式脊柱侧弯矫形器，其特征在于，包括背板框架以及通过调节机构安装于背板框架的腋下支撑板、腰部支撑板、臀部支撑板以及髂嵴支撑板；所述腋下支撑板、臀部支撑板安装于背板框架并位于侧弯脊柱的凹侧，所述腰部支撑板安装于背板框架并位于侧弯脊柱的凸侧，所述腋下支撑板、腰部支撑板以及臀部支撑板在侧弯脊柱的两侧，构成三点施力结构；所述髂嵴支撑板包括左髂嵴支撑板和右髂嵴支撑板，所述左、右髂嵴支撑板对称安装于背板框架，并位于臀部支撑板与腰部支撑板之间；所述左、右髂嵴支撑板腹侧面之间由可调节弹性带连接，所述腰部支撑板在腹侧面由可调节弹性带分别连接腋下支撑板和臀部支撑板。

2.根据权利要求1所述的一种可调式脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述调节机构为双向调节机构或者三向调节结构；所述双向调节机构包括横向轨道副，所述横向轨道副的滑轨固定安装于背板框架，所述横向轨道副的滑块与对应支撑板固定连接；所述三向调节机构包括相互垂直连接的横向轨道副、竖向轨道副以及纵向导轨副，所述横向导轨副的滑轨与背板框架固定连接，所述竖向导轨副的滑轨固定安装于横向导轨副的滑块，所述纵向轨道副的滑轨与竖向轨道副的滑块固定，所述纵向轨道副的滑块与对应的支撑板固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种可调式脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述滑块上安装有锁定螺钉，所述锁定螺钉与对应滑轨配合。

4.根据权利要求2或3所述的一种可调式脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述竖向轨道副的滑轨与横向轨道副的滑块为一体件，所述纵向轨道副的滑轨与竖向轨道副的滑块为一体件。

5.根据权利要求1所述的一种可调式脊柱弯矫形器，其特征在于，所述背板框架为金属或者碳纤维材质。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种可调式脊柱侧弯矫形器，其特征在于， 所述腋下支撑板、腰部支撑板、臀部支撑板、髂嵴支撑板为与人体贴合的弧形板，所述弧形板与皮肤接触一侧包裹软质材料。

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