CN112790473A - 一种能持续给药或施加电刺激的3d打印糖尿病足鞋垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，包括鞋垫本体、电极片、出药口、足部扫描模块、成品鞋垫和受力分析模块，所述鞋垫本体表面表面设置有透气孔，所述鞋垫本体表面固定连接有防护垫，所述防护垫和鞋垫本体中间设置有支撑软柱，通过设置的挤压片，能够通过挤压片向内侧相互挤压，能够将药物盒内的药物通过压力排出到出药口内，通过设置的出药口，能够通过出药口将药物盒内的药物排出到鞋垫本体表面，实现对患者足部给药，通过设置的电板，能够通过电板给电极片提供电力，能够使电极片表面产生刺激电流，通过设置的电极片，能够通过电极片表面的刺激电流对患者足部进行刺激，能够实现对患者足部治疗。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用品技术领域，具体是一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫。
背景技术
足部是糖尿病这个多系统疾病的一个复杂的靶器官。糖尿病患者因周围神经病变与外周血管疾病合并过高的机械压力，可引起足部软组织及骨关节系统的破坏与畸形形成，进而引发一系列足部问题，从轻度的神经症状到严重的溃疡、感染、血管疾病、Charcot关节病和神经病变性骨折。如果积极治疗不能充分解决下肢出现的症状和并发症，则会造成灾难性的后果。因此，在糖尿病患者中开展对足部问题的早期预防和治疗将有重要的意义。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
在糖尿病足患者治疗过程中，需要使用到3D打印鞋垫，现针对于目前市面上大多数的3D打印糖尿病足鞋垫提出以下问题；
1、目前市面上大多数的3D打印糖尿病足鞋垫结构较为简单、功能较为单一，通常是将治疗药物直接倒入在鞋垫表面，这种方式在长时间穿戴后，药物较容易失去治疗效果，无法持续给药；
2、在糖尿病足患者治疗过程中，需要对患者足部进行电刺激，目前市面上大多数的3D打印糖尿病足鞋垫一般不具备此功能，无法给患者足部提供电刺激，导致治疗效果较差；
3、目前市面上大多数的3D打印糖尿病足鞋垫在使用过程中，容易在鞋垫内部滋生细菌，影响患者足部健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，包括鞋垫本体、电极片、出药口、足部扫描模块、成品鞋垫和受力分析模块，所述鞋垫本体表面表面设置有透气孔，所述鞋垫本体表面固定连接有防护垫，所述防护垫和鞋垫本体中间设置有支撑软柱，所述防护垫表面设置有连接槽，所述防护垫上表面设置有电极片，所述电极片下表面设置有电板，所述电极片中间设置有出药口，所述出药口下端设置有药物盒，所述药物盒内部两侧均设置有挤压片，所述防护垫内部两侧均设置有压力传感器，所述挤压片和电板的输入端均与信号传输的输入端相互连接，所述信号传输的输入端和压力传感器的输出端相互连接，所述压力传感器的输入端和成品鞋垫的输出端相互连接，所述挤压片的输出端和出药口的输入端相互连接，所述出药口的输出端和持续给药的输入端相互连接，所述电板的输出端和电极片的输入端相互连接，所述电极片的输出端和电刺激的输入端相互连接，所述持续给药和电刺激的输出端均和患者足部的输入端相互连接。
作为本发明进一步的方案：所述足部扫描模块的输出端和数据分析的输入端相互连接，所述数据分析的输出端和数据记录的输入端相互连接，所述数据记录的输出端和病况分析的输入端相互连接，所述病况分析的输出端和位置调整模块的输入端相互俩接。
作为本发明再进一步的方案：所述位置调整模块的输出端分别和出药口位置和电极片位置的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述出药口位置和电极片位置的输出端和确定3D模型的输入端相互连接，所述确定3D模型的输出端和3D打印机的输入端相互连接，所述3D打印机的输出端和材料选择的输入端相互连接，所述材料选择的输出端和成品鞋垫的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述受力分析模块的输出端分别与挤压鞋垫和松开鞋垫的输入端相互连接，所述挤压鞋垫和松开鞋垫的输出端均和压力传感器模块的输入端相互连接，所述压力传感器模块的输出端和受力判断的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述受力判断的输出端分别和鞋垫受力、鞋垫不受力的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述鞋垫受力的输出端分别与持续给药和电刺激的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述鞋垫不受力的输出端分别和停止给药、停止刺激的输入端相互连接。
作为本发明再进一步的方案：所述鞋垫本体内层设置有缓冲层，所述缓冲层内部材料为碳纤维复合材料，所述缓冲层外层设置有保温层，所述保温层内部材料为丝绵。
作为本发明再进一步的方案：所述保温层外层设置有抗菌层，所述抗菌层内部材料为季铵盐有机材料，所述抗菌层外层设置有排汗层，所述排汗层内部材料为纳米材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置的挤压片，能够通过挤压片向内侧相互挤压，能够将药物盒内的药物通过压力排出到出药口内，通过设置的出药口，能够通过出药口将药物盒内的药物排出到鞋垫本体表面，实现对患者足部给药，通过设置的电板，能够通过电板给电极片提供电力，能够使电极片表面产生刺激电流，通过设置的电极片，能够通过电极片表面的刺激电流对患者足部进行刺激，能够实现对患者足部治疗；
2、通过设置的压力传感器，能够通过压力传感器感知鞋垫表面受力情况，并能够将受力情况转化为信息传递给挤压片和电板，从而能够控制挤压片和电板的运转情况，通过设置的足部扫描模块，能够通过足部扫描模块扫描患者双足，能够对患者足部情况进行分析，并能够将数据记录到3D打印机内，通过设置的病况分析，能够对患者患病部位记录，并能够将数据记录到3D打印机内；
3、通过设置的位置调整模块，能够通过位置调节模块实现调整3D打印机内鞋垫上表面出药口和电极片的位置，从而能够将出药口和电极片精准的放置在患者足部患病位置，实现对患病位置进行治疗，通过设置的3D打印机，能够通过3D打印机将适合患者双足的鞋垫打印出来，实现制造出适合患者病历情况的鞋垫；
4、通过设置的透气孔，能够通过在鞋垫本体表面开设透气孔，能够增加鞋垫与患者双足之间的透气情况，避免鞋垫内部细菌滋生，通过设置的支撑软柱，能够通过支撑软柱对鞋垫本体上表面的支撑，能够避免鞋垫本体上表面出现塌陷的情况，支撑软柱材质为橡胶材质，能够避免患者足部与支撑软柱之间受力过大，导致出现患者双足受伤的情况；
5、通过设置的受力分析模块，能够通过受力分析模块对鞋垫表面的受力情况进行分析，从而能够使压力传感器对鞋垫表面受力情况进行判断，通过设置的鞋垫受力，一方面能够将受力信息传递给挤压片，能够使挤压片向内侧压，另一方面能够将将信息传递给电板，使电极片表面产生电流，通过设置的鞋垫不受力，能够将信息分别传递给挤压片和电板，使挤压片和电板不工作，实现对给药和电刺激的控制。
附图说明
图1为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫的结构示意图；
图2为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫的剖视图；
图3为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫中防护垫的剖视图；
图4为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫中鞋垫本体的内部结构示意图；
图5为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫中鞋垫制作的框架示意图；
图6为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫中治疗方式的框架示意图；
图7为一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫中治疗控制的框架示意图；
图中：1、鞋垫本体；2、电极片；3、出药口；4、连接槽；5、透气孔；6、防护垫；7、电板；8、挤压片；9、支撑软柱；10、药物盒；11、压力传感器；12、排汗层；13、抗菌层；14、缓冲层；15、足部扫描模块；16、数据分析；17、数据记录；18、病况分析；19、位置调整模块；20、出药口位置；21、电极片位置；22、确定3D模型；23、3D打印机；24、材料选择；25、成品鞋垫；26、压力传感器模块；27、信号传输；28、持续给药；29、电刺激；30、患者足部；31、受力分析模块；32、挤压鞋垫；33、松开鞋垫；34、受力判断；35、鞋垫受力；36、鞋垫不受力；37、停止给药；38、停止刺激；39、保温层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～7，本发明实施例中，一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，包括鞋垫本体1、电极片2、出药口3、足部扫描模块15、成品鞋垫25和受力分析模块31，鞋垫本体1表面表面设置有透气孔5，鞋垫本体1表面固定连接有防护垫6，防护垫6和鞋垫本体1中间设置有支撑软柱9，防护垫6表面设置有连接槽4，防护垫6上表面设置有电极片2，能够通过电极片表面的刺激电流对患者足部进行刺激，能够实现对患者足部治疗，电极片2下表面设置有电板7，能够通过电板给电极片提供电力，能够使电极片表面产生刺激电流，电极片2中间设置有出药口3，能够通过出药口将药物盒内的药物排出到鞋垫本体表面，实现对患者足部给药，出药口3下端设置有药物盒10，药物盒10内部两侧均设置有挤压片8，能够通过挤压片向内侧相互挤压，能够将药物盒内的药物通过压力排出到出药口内，防护垫6内部两侧均设置有压力传感器11，能够通过压力传感器感知鞋垫表面受力情况，并能够将受力情况转化为信息传递给挤压片和电板，从而能够控制挤压片和电板的运转情况，挤压片8和电板7的输入端均与信号传输27的输入端相互连接，信号传输27的输入端和压力传感器11的输出端相互连接，压力传感器11的输入端和成品鞋垫25的输出端相互连接，挤压片8的输出端和出药口3的输入端相互连接，出药口3的输出端和持续给药28的输入端相互连接，电板7的输出端和电极片2的输入端相互连接，电极片2的输出端和电刺激29的输入端相互连接，持续给药28和电刺激29的输出端均和患者足部30的输入端相互连接，能够通过挤压片将药物挤出和电板在电极片表面产生电流，通过药物挤出和电流刺激实现对患者双足的治疗。
优选的，足部扫描模块15的输出端和数据分析16的输入端相互连接，数据分析16的输出端和数据记录17的输入端相互连接，数据记录17的输出端和病况分析18的输入端相互连接，病况分析18的输出端和位置调整模块19的输入端相互俩接，能够通过足部扫描模块扫描患者双足，能够对患者足部情况进行分析，并能够将数据记录到3D打印机内，通过设置的病况分析，能够对患者患病部位记录，并能够将数据记录到3D打印机内。
优选的，位置调整模块19的输出端分别和出药口位置20和电极片位置21的输入端相互连接，能够通过位置调节模块实现调整3D打印机内鞋垫上表面出药口和电极片的位置，从而能够将出药口和电极片精准的放置在患者足部患病位置，实现对患病位置进行治疗。
优选的，出药口位置20和电极片位置21的输出端和确定3D模型22的输入端相互连接，确定3D模型22的输出端和3D打印机23的输入端相互连接，3D打印机23的输出端和材料选择24的输入端相互连接，材料选择24的输出端和成品鞋垫25的输入端相互连接，能够通过这种方式打印出适合患者患者双足病历条件的鞋垫。
优选的，受力分析模块31的输出端分别与挤压鞋垫32和松开鞋垫33的输入端相互连接，挤压鞋垫32和松开鞋垫33的输出端均和压力传感器模块26的输入端相互连接，压力传感器模块26的输出端和受力判断34的输入端相互连接，能够通过受力分析模块对鞋垫表面的受力情况进行分析，从而能够使压力传感器对鞋垫表面受力情况进行判断。
优选的，受力判断34的输出端分别和鞋垫受力35、鞋垫不受力36的输入端相互连接，能够通过受力判断了解鞋垫受力情况。
优选的，鞋垫受力35的输出端分别与持续给药28和电刺激29的输入端相互连接，能够通过这种方式实现药物供给和电流刺激。
优选的，鞋垫不受力36的输出端分别和停止给药37、停止刺激38的输入端相互连接，能够通过这种方式控制给药和电流刺激。
优选的，鞋垫本体1内层设置有缓冲层14，缓冲层14内部材料为碳纤维复合材料，缓冲层14外层设置有保温层39，保温层39内部材料为丝绵，能够起到较好的保温效果。
优选的，保温层39外层设置有抗菌层13，抗菌层13内部材料为季铵盐有机材料，抗菌层13外层设置有排汗层12，排汗层12内部材料为纳米材料，能够起到较好的排汗效果。
本发明的工作原理是：
使用时，通过足部扫描模块15对患者双脚进行扫描，从而能够将患者双脚病历情况记录到3D打印机23内的计算机终端内，并通过3D打印机内计算机终端的数据分析16和数据记录17纳入到计算机终端内，并通过病况分析18记录患者双脚患病部位，通过位置调整模块19运转，能够调整3D打印机23内出药口位置20和电极片位置21的位置，能够使打印出的鞋垫出药口3和电极片2的位置刚好在患者双足患病位置，通过确定3D模型22，能够将最终数值记录在3D打印机23内，再通过3D打印机23内材料选择24选择合适材料，最终通过3D打印机23打印出成品鞋垫25，此鞋垫能够刚好适合患者双足的病历情况，将鞋垫放置在鞋子内，鞋垫本体1表面的透气孔5能够增加鞋垫本体1与患者双足之间的透气效果，从而避免细菌在鞋垫内滋生，鞋垫本体1表面设置有排汗层12，排汗层12内部材料为纳米材料，能够起到较好的排汗效果，鞋垫本体1内的抗菌层13，抗菌层13内部材料为季铵盐有机材料，能够起到抗菌效果，保温层39内部材料为丝绵，能够起到较好的保温效果，当鞋垫本体1表面受力时，能够使鞋垫向内侧挤压，从而能够挤压压力传感器11，当压力传感器11感受到压力时，能够触发压力传感器模块26，通过受力判断34划分为鞋垫受力35和鞋垫不受力36，鞋垫受力35后能够通过信号传输27将信号传递给挤压片8，从而能够使挤压片8在药物盒10内挤压，使药物盒10内的药物通过出药口3排出到鞋垫本体1表面，另一方面，能够将信号传递给电板7，使电极片2表面产生刺激电流，通过刺激电流能够对患者双足进行刺激，通过这种方式能够实现对患者双足的治疗。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，包括鞋垫本体(1)、电极片(2)、出药口(3)、足部扫描模块(15)、成品鞋垫(25)和受力分析模块(31)，其特征在于：所述鞋垫本体(1)表面表面设置有透气孔(5)，所述鞋垫本体(1)表面固定连接有防护垫(6)，所述防护垫(6)和鞋垫本体(1)中间设置有支撑软柱(9)，所述防护垫(6)表面设置有连接槽(4)，所述防护垫(6)上表面设置有电极片(2)，所述电极片(2)下表面设置有电板(7)，所述电极片(2)中间设置有出药口(3)，所述出药口(3)下端设置有药物盒(10)，所述药物盒(10)内部两侧均设置有挤压片(8)，所述防护垫(6)内部两侧均设置有压力传感器(11)，所述挤压片(8)和电板(7)的输入端均与信号传输(27)的输入端相互连接，所述信号传输(27)的输入端和压力传感器(11)的输出端相互连接，所述压力传感器(11)的输入端和成品鞋垫(25)的输出端相互连接，所述挤压片(8)的输出端和出药口(3)的输入端相互连接，所述出药口(3)的输出端和持续给药(28)的输入端相互连接，所述电板(7)的输出端和电极片(2)的输入端相互连接，所述电极片(2)的输出端和电刺激(29)的输入端相互连接，所述持续给药(28)和电刺激(29)的输出端均和患者足部(30)的输入端相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述足部扫描模块(15)的输出端和数据分析(16)的输入端相互连接，所述数据分析(16)的输出端和数据记录(17)的输入端相互连接，所述数据记录(17)的输出端和病况分析(18)的输入端相互连接，所述病况分析(18)的输出端和位置调整模块(19)的输入端相互俩接。
3.根据权利要求2所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述位置调整模块(19)的输出端分别和出药口位置(20)和电极片位置(21)的输入端相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述出药口位置(20)和电极片位置(21)的输出端和确定3D模型22的输入端相互连接，所述确定3D模型22的输出端和3D打印机(23)的输入端相互连接，所述3D打印机(23)的输出端和材料选择(24)的输入端相互连接，所述材料选择(24)的输出端和成品鞋垫(25)的输入端相互连接。
5.根据权利要求1所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述受力分析模块(31)的输出端分别与挤压鞋垫(32)和松开鞋垫(33)的输入端相互连接，所述挤压鞋垫(32)和松开鞋垫(33)的输出端均和压力传感器模块(26)的输入端相互连接，所述压力传感器模块(26)的输出端和受力判断(34)的输入端相互连接。
6.根据权利要求5所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述受力判断(34)的输出端分别和鞋垫受力(35)、鞋垫不受力(36)的输入端相互连接。
7.根据权利要求6所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述鞋垫受力(35)的输出端分别与持续给药(28)和电刺激(29)的输入端相互连接。
8.根据权利要求1所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述鞋垫不受力(36)的输出端分别和停止给药(37)、停止刺激(38)的输入端相互连接。
9.根据权利要求1所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述鞋垫本体(1)内层设置有缓冲层(14)，所述缓冲层(14)内部材料为碳纤维复合材料，所述缓冲层(14)外层设置有保温层(39)，所述保温层(39)内部材料为丝绵。
10.根据权利要求9所述的一种能持续给药或施加电刺激的3D打印糖尿病足鞋垫，其特征在于：所述保温层(39)外层设置有抗菌层(13)，所述抗菌层(13)内部材料为季铵盐有机材料，所述抗菌层(13)外层设置有排汗层(12)，所述排汗层(12)内部材料为纳米材料。
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