CN113855355B - 颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽，包括内盖板、气囊、核心压板、力传感器和保护壳体。所述气囊安装在内盖板和核心压板之间，内盖板与核心压板通过弹簧相连压紧气囊，核心压板与保护壳体通过弹簧或力传感器相连。使用时利用连在保护壳体上的帽绳将整个保护帽固定在患者头部，使受力点位于患者头部的去骨瓣减压骨窗边缘两侧头骨上；并使内盖板完全覆盖骨窗部位，保护骨窗部位的头皮不会受到外部作用力影响。同时，可以根据力传感器测得的力值，手动或自动调整气囊的气压，使得内盖板沿骨窗的法向方向产生位移调整，以改变作用到骨窗区头皮上的压力大小。本发明具有结构简单、调整容易、保护范围大、外形美观等优点，有利于患者的治疗和恢复。
Description
技术领域
本发明涉及医疗护理器械，具体涉及颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽。
背景技术
去骨瓣减压手术是神经外科危重症患者的重要抢救措施，可以降低颅内压，以渡过严重急性脑水肿的高颅压期，从而避免高颅压导致的脑疝等危及生命的紧急状况。目前，临床上对骨窗进行保护主要采用弹力绷带加压包扎等简易方式。高凤兰等提出根据病人骨窗及头围大小选择长宽适合的弹力绷带或弹力带，绕头一周缠绕在病人头部骨窗上。但是，采用弹力绷带加压包扎时压力无法准确控制，包扎过程和患者护理期间都存在很多不便。压力太低固定效果不佳，压力太高则可能增高颅内压，造成脑损害等缺陷。包扎压力不均也容易导致骨窗中心受到过度压力而损伤。蔡丹辉等在常规弹力绷带的基础上改装设计了一种骨窗保护装置。覆盖骨窗部位设计有气囊，应用过程中可对气囊进行充气和放气，并通过机械压力表实时显示和据此调节压力的大小，起到一定的保护作用。复旦大学附属华山医院的吴雪海等发明了一种压力可控性脑保护帽，将可移动式气囊设置在帽体内侧，帽体的外沿通过保护架固定设置实时压力显示仪，压力控制盒经充气管连接压力显示仪，通过气囊的调节，使骨窗在5-20mHg压力水平上恒压，避免脑移位，起到脑保护和神经功能康复的作用。但以上保护装置都存在透气性差，调控压力有限，并且力作用缺少方向约束、不可控的问题，并且力传感器测量的是气囊内部压力，不是施加在骨窗部分的压力，压力反应不准确。另外，郭建等提出了一种3D打印颅骨去骨瓣减压术后骨窗保护装置。通过3D打印形成的外表层和内芯层构成保护板，与骨窗区域相适配，虽可以保证应力分布的均衡，提高头皮粘附性，但其没有考虑压力调节。
可见，现有的骨窗保护装置尚不能满足神经外科治疗和护理的需要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，目的是提出一种颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽，设计集成化的压力可调的骨窗保护结构，增加保护帽的顺应性、压力可调性、透气性，提高神经外科危重病员抢救成功率及有效降低并发症的发生率。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽，包括内盖板、气囊和保护壳体。所述内盖板为与患者头部骨窗形状接近，且面积略大于骨窗的曲面板状结构。所述保护壳体为倒扣的碗状结构。其还包括核心压板。在所述内盖板背向头皮一侧设有容置槽，所述气囊固定在所述容置槽内，位于内盖板和核心压板之间；所述核心压板为块状结构，一侧与内盖板通过弹簧相连压住气囊，另一侧连接保护壳体。
进一步，所述内盖板上的容置槽偏向靠近保护帽的前额，为方形结构，且长边沿垂直于水平方向，其底面与其底面中心点处内盖板的内侧面法线垂直。
优选的，所述内盖板内侧为由至少4段脊线构成的连续曲面，以逼近通过CT扫描得到的颅骨去骨瓣减压患者的骨窗部位的头皮3D模型；所述保护壳体为由多段脊线构成的连续曲面结构，其中中间两段脊线平行。
进一步，所述核心压板和内盖板上设有相互配合的导向结构。
进一步，所述核心压板与保护壳体通过上连接件相连。所述上连接件优选采用力传感器。
进一步，所述保护壳体侧边缘设有与骨窗边缘两侧头骨贴合的弹性贴合部。作为优选，所述保护壳体边缘的弹性贴合部为端部与保护壳体侧边缘相连，并向保护壳体内延伸的密布小孔的板状结构。
进一步，所述内盖板和保护壳体上密布透气孔。
本发明具有以下优点：
1、本发明通过在内盖板背向头皮一侧设容置槽固定气囊，在保护壳体内设置核心压板，核心压板一侧与内盖板通过弹簧相连压住气囊，这样可以对压力起到有效的方向约束，保证气囊产生的压力能够通过内盖板垂直且均匀地作用于患者骨窗部位；同时由于弹簧的作用，在气囊放气时，内盖板能快速收回，避免压力卸放不及时对颅脑组织的损伤。
2、本发明通过设计各组件沿病人骨窗曲面中心线（即骨窗曲面的法线）依次排开，作为力执行器的气囊和力传感器均安装在这条中心线上，使力作用与力测量共线，保证了与力作用的方向一致。其次，加力部分设计有作为导轨的导向机构，能保证产生的力作用有效传导到脑组织暴露部分。
3、本发明通过将力传感器设置在保护壳体与由内盖板、气囊等构成的力作用部分之间，直接测量施加在骨窗部分的力，保证力测量结果与颅内压力直接相关，可以达到对压力的更精确监测和调控。
4、本发明采用了立柱导向、气囊驱动，并结合弹簧拉紧复位，保证了内盖板运动平滑并始终沿减压骨窗的截面法向方向，不会产生额外方向的挤压，从而对保护部位施加合理的压力。
5、本发明可以兼顾不同类型用户和使用场景的需要。面向对经济性要求高的用户，所述上连接件采用压缩弹簧，压紧在核心压板和保护壳体之间，能够为贴合到头皮上的内盖板提供适当的压力，且压力过大时具有一定弹性，同时保证机构具有较大恢复力，能够实现作用力的快速卸荷。而面向对舒适性和操作便利性要求高，或是需要实现精确控制的用户，所述上连接件可采用压力传感器，外接显示仪表或控制器，实现对压力值的准确监测，并能实现对气囊充放气的闭环自动化控制。
6、本发明所述的颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽中，基于3D打印技术，内盖板参考CT扫描数据，通过至少4-6段脊线构成连续曲面，既简化了建模又能够保证生成的曲面连续光滑，能够保证力作用能够更好的传导到脑组织上，其受力更均匀，能够紧密贴合患者头皮，舒适性好。另外，保护壳体也不同于传统的半球形结构设计，而是采用多段脊线平滑过渡，可以构成自然延伸到患者头部后方的保护板，佩戴后不会影响患者卧床休息，并能为翻身和侧躺时头部提供较好的保护和支撑，不影响患者卧床休息。此外，通过设置密布透气小孔，起到了透气、散热和减重的作用，进一步提高了保护帽佩戴的舒适性，并降低了加工成本。
附图说明
图1为本发明中实施例一的组成示意图；
图2为本发明中实施例一的实施效果示意图；
图3为本发明中实施例一中内盖板的结构示意图；
图4为本发明中实施例一中核心压板的结构示意图；
图5为本发明中实施例一中保护壳体的结构示意图；
图6为本发明中实施例二的实施效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施方式。
实施例一：
如图1所示的颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽，包括内盖板5、气囊4、核心压板3、上连接件2和保护壳体1。所述内盖板5的形状为与患者头部6骨窗形状接近，且面积略大的曲面板状结构。所述气囊4安装在内盖板5和核心压板3之间，固定在内盖板的背向头皮一侧的方形容置槽8内。所述核心压板5为块状结构，通过弹簧与内盖板5相连压紧气囊4，核心压板5两侧通过导向槽14与容置槽8上凸起的立柱10相匹配，以实现导向。核心压板5与保护壳体1通过上连接件2相连。所述保护壳体1为中部拱起的倒扣的碗状结构，中间拱起部分有与上连接件相配合的连接部。
如图2所示，该保护帽用于颅骨去骨瓣减压骨窗位于颅脑左侧的患者，使用颅骨去骨瓣减压骨窗控压保护帽时，通过保护壳体两侧的贴合部将其佩戴到患者头部上，并利用束缚带和魔术贴将其固定，通过调节内部气囊的气压改变内盖板与保护壳体的间距，相应的调整了施加在骨窗部位头皮上的作用力。
如图3所示，内盖板5为与患者头部骨窗形状接近，且面积略大的曲面板状结构。通过参考CT扫描数据，构建沿垂直于水平方向的6段脊线并连接构成连续曲面，以逼近通过CT扫描得到的颅骨去骨瓣减压患者的骨窗部位的头皮3D模型，能够紧密贴合患者头皮。在其背向头皮一侧设有方形容置槽8，容置槽8的两侧中间位置设有长条状的立柱10，两侧四角附近设有凸起圆柱结构的弹簧连接部9。整个盖板各处密布减重透气孔。内盖板上的方形容置槽8偏向靠近保护帽前额，且长边沿垂直方向，其底面与其底面中心点处内盖板的内侧面法线垂直。
如图4所示，核心压板3为块状结构，其两侧设有与内盖板上的立柱相匹配的导向槽14，四角设有与内盖板上的弹簧连接部相对应的弹簧连接部13，其上部设有两根导向方柱11，顶部中央设有用于连接上连接件2的连接部12。上连接件2可以时压缩弹簧，也可以时压力传感器，当采用压力传感器时，外接显示仪表或控制器，实现对压力值的准确监测，以及对气囊充放气的闭环自动化控制。
如图5所示，保护壳体1为由四段脊线构成的连续曲面结构，其中中间两段脊线平行。保护壳体为中部拱起的倒扣碗状结构，中间拱起部分有与上连接件相配合的连接部16，后侧部和下方分别设有沿垂直和水平方向布置的工字型凹槽17和21，用来勾住帽绳，一个用于垂直方向，一个用于水平方向，构成交叉捆绑。顶部和前额设有魔术贴贴合面15和19，其上方设有供气囊气管和传感器连线引出的通孔18。在边缘处端部设有与保护壳体侧边缘相连的弹性贴合部20，为向内延伸的密布小孔的板状结构。
实施例二：
如图6所示为用于颅骨去骨瓣减压骨窗位于前额顶部患者的保护帽实施方案，与实施例一所示方案相比，主要组成部件相同，但是结构更为对称。
采用本发明技术，利用连在保护壳体上的帽绳将整个保护帽固定在患者头部，使受力点位于患者头部的去骨瓣减压骨窗边缘两侧头骨上；并使内盖板完全覆盖骨窗部位，保护骨窗部位不会受到外部作用力影响。本发明具有结构简单、调整容易、保护范围大、外形美观等优点。
以上实施例，是针对骨窗位于头部侧部和前部的情况，本领域普通技术人员应该知道，根据实际应用需要，也可以设计成适应其他骨窗形状的具体结构，其结构和工作原理仍在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.颅骨骨窗控压保护帽，包括内盖板（5）、气囊（4）和保护壳体（1）,所述内盖板（5）为与患者头部骨窗形状接近，且面积略大的曲面板状结构，所述保护壳体(1)为倒扣的碗状结构；其特征在于：还包括核心压板（3），所述内盖板（5）背向头皮一侧设有容置槽（8）；所述气囊（4）固定在所述容置槽内，位于内盖板和核心压板之间；所述核心压板（3）为块状结构，一侧与内盖板通过弹簧相连压住气囊，另一侧连接保护壳体（1）；
所述核心压板（3）与保护壳体（1）通过上连接件（2）相连；
所述上连接件（2）为压力传感器，外接显示仪表或控制器，实现对压力值的准确监测，以及对气囊充放气的闭环自动化控制。
2.根据权利要求1所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述容置槽（8）偏向靠近保护帽的前额，且为方形，其底面与其底面中心点处内盖板（5）的内侧面法线垂直。
3.根据权利要求1或2所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于：所述内盖板（5）内侧为由至少4段脊线构成的连续曲面，以逼近通过CT扫描得到的颅骨去骨瓣减压患者的骨窗部位的头皮3D模型；所述保护壳体（1）为由多段脊线构成的连续曲面结构，其中中间两段脊线平行。
4.根据权利要求3所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述核心压板（3）和内盖板（5）上设有相互配合的导向结构。
5.根据权利要求4所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述导向结构为在内盖板（5）上设置的立柱（10），和在核心压板（3）上设置与立柱（10）相匹配的导向槽（14）。
6.根据权利要求3所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述内盖板（5）、气囊（4）、核心压板（3）、上连接件（2）和保护壳体（1）沿病人骨窗曲面中心线依次布置，使力作用与力测量共线。
7.根据权利要求3所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述保护壳体（1）侧边缘设有与骨窗边缘两侧头骨贴合的弹性贴合部（19），优选的，所述弹性贴合部（19）为端部与保护壳体侧边缘相连、并向保护壳体内延伸的密布小孔的板状结构。
8.根据权利要求3所述的颅骨骨窗控压保护帽，其特征在于，所述内盖板和保护壳体上密布透气孔。
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