CN114404118A

CN114404118A - 一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置

Info

Publication number: CN114404118A
Application number: CN202210025825.3A
Authority: CN
Inventors: 周佳林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-04-29

Abstract

本发明涉及一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：包括硬件部分和软件部分，所述硬件模块包括可拆卸设有矫形器上的壳体，壳体内设有线路板，线路板上设有主控芯片、多通道ADC、储存模块、电源和蓝牙芯片，所述多通道ADC、储存模块、电源、蓝牙芯片均与主控芯片连接，所述软件模块包括移动端蓝牙模块、接收端、网关、云数据库和数据处理模块，所述接收端、云数据库和数据处理模块均与网关连接，所述移动端蓝牙模块与接收端连接，且移动端蓝牙模块可与蓝牙芯片连接，所述多通道ADC可插拔连接有放置在矫形器内的薄膜压力传感器。该装置能够跟踪观察患者每天佩戴侧弯矫形器的情况。

Description

一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置。

背景技术

脊柱侧凸俗称脊柱侧弯，它是一种脊柱的三维畸形，包括冠状位、矢状位和轴位上的序列异常。正常人的脊柱从后面看应该是一条直线，并且躯干两侧对称。如果从正面看有双肩不等高或后面看到有后背左右不平，就应怀疑“脊柱侧凸”。这个时候应拍摄站立位的全脊柱X线片，如果正位X线片显示脊柱有大于10度的侧方弯曲，即可诊断为脊柱侧凸。轻度的脊柱侧凸通常没有明显的不适，外观上也看不到明显的躯体畸形。较重的脊柱侧凸则会影响婴幼儿及青少年的生长发育，使身体变形，严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。轻度的脊柱侧凸可以观察，严重者需要手术治疗。脊柱侧凸是危害青少年和儿童的常见疾病，关键是要早发现、早治疗。

目前治疗脊柱侧弯的有效保守治疗方法为适配脊柱侧弯矫形器。目前脊柱侧弯矫形器的主要设计结构有：色努侧弯矫形器、波士顿侧弯矫形器、密尔沃基侧弯矫形器、里昂侧弯矫形器、CBW侧弯矫形器等。以上脊柱侧弯矫形器主要制作材料均为聚乙烯板，均需个性化定制，直接穿戴在患者体表，通过魔术贴拉带进行固定。脊柱侧弯矫形器的主要原理为三点力原理，依靠矫形器上的抗脊柱侧弯椎体旋转压力区域来对患者进行脊柱侧弯及椎体旋转进行矫正。脊柱侧弯矫形器要求患者每天穿戴时间为23小时，3-6个月后进行复查。穿戴脊柱侧弯侧弯矫形器进行脊柱侧弯矫治的患者一般为青少年，在患者穿戴期间患者家长及医生无法长时间跟踪查看患者是否按医嘱穿戴矫形器，如：每天穿戴时长、中途取脱穿戴次数、穿戴松紧程度。随着佩戴脊柱侧弯矫形器矫正治疗的进行，脊柱会逐渐康复，矫形器的压力区域的压力会逐渐减小，需要及时对矫形器进行压力区的矫正力进行调整，以达到最佳的矫治效果，一般情况下患者不清楚矫形器的压力点是否松弛需要加大压力进行调整。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明的目的是提供一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，能够跟踪观察患者每天佩戴侧弯矫形器的情况，以判断矫形器是否是处于有效治疗状态，从而有效提高脊柱侧弯矫形器的治愈率。

为此，本发明是采用如下技术方案来实现：

一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：包括硬件部分和软件部分，所述硬件模块包括可拆卸设有矫形器上的壳体，壳体内设有线路板，线路板上设有主控芯片、多通道ADC、储存模块、电源和蓝牙芯片，所述多通道ADC、储存模块、电源、蓝牙芯片均与主控芯片连接，所述软件模块包括移动端蓝牙模块、接收端、网关、云数据库和数据处理模块，所述接收端、云数据库和数据处理模块均与网关连接，所述移动端蓝牙模块与接收端连接，且移动端蓝牙模块可与蓝牙芯片连接，所述多通道ADC可插拔连接有放置在矫形器内的薄膜压力传感器。

进一步的，所述线路板上还设有唤醒按键、复位按键和TF卡槽，所述唤醒按键、复位按键均与主控芯片连接的，所述储存模块为与TF卡槽适配的TF卡。

进一步的，所述电源为锂电池，所述线路板上还设有充电芯片和多个LED，所述充电芯片与锂电池连接，多个所述LED均与主控芯片连接，其中一个所述LED用于显示充电状态，其余所述LED用于显示锂电池电量。

进一步的，所述接收端为APP或微信小程序。

进一步的，所述主控芯片为STM32F407ZGT6或STM32F1或MPS430或GD32，所述蓝牙芯片为蓝牙BLE 4.0芯片，蓝牙BLE 4.0芯片采用CC2541或BLUENRG-MS，所述充电芯片为TP4056或CN3152，所述锂电池连接有保护板。

进一步的，所述锂电池为600mAh小型锂电池。

进一步的，所述壳体上设有多个安装孔，所述矫形器上设有对准安装孔的螺纹孔，通过在所述安装孔上穿设螺丝将壳体固定在矫形器上。

采用上述技术方案后，通过若干路薄膜压力传感器检测脊柱侧弯矫形器抗脊柱侧弯椎体旋转压力区的压力，而后经过多通道ADC转换为数字信号，再传入主控芯片经过一系列算法校正为准确的压力数据，以此观察患者每天佩戴侧弯矫形器的情况，可知道患者每天佩戴侧弯矫形器的总时长，可知道患者每天穿戴取脱矫形器的次数，可知道患者所佩戴的侧弯矫形器抗侧弯抗椎体旋转压力区域的压力值，可知道患者穿戴矫形器的松紧程度，可知道患者脊柱逐渐康复矫形器压力区矫正力是否减小，是否需要调整以上数据皆是影响脊柱侧弯矫形器佩戴矫治效果的因素，收集以上数据是为了解患者是否按照医嘱进行佩戴矫形器，也可了解矫形器是否是处于有效治疗状态，从而有效提高脊柱侧弯矫形器的治愈率。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明去掉壳体且插接薄膜压力传感器的结构示意图；

图3为本发明的系统框图；

图4为本发明安装到矫形器上的结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、线路板；3、主控芯片；4、多通道ADC；5、蓝牙芯片；6、移动端蓝牙模块；7、网关；8、云数据库；9、数据处理模块；10、薄膜压力传感器；11、唤醒按键；12、复位按键；13、TF卡槽；14、锂电池；15、充电芯片；16、LED；17、TF卡；18、微信小程序；19、安装孔；20、矫形器；21、APP。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照上述附图所示，本发明提供的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置包括硬件部分和软件部分，所述硬件模块包括可拆卸设有矫形器20上的壳体1，壳体1内设有线路板2，线路板2上设有主控芯片3、多通道ADC4、储存模块、电源和蓝牙芯片5，所述多通道ADC4、储存模块、电源、蓝牙芯片5均与主控芯片3连接，所述软件模块包括移动端蓝牙模块6、接收端、网关7、云数据库8和数据处理模块9，所述接收端、云数据库8和数据处理模块9均与网关7连接，所述移动端蓝牙模块6与接收端连接，且移动端蓝牙模块6可与蓝牙芯片5连接，所述多通道ADC4可插拔连接有放置在矫形器20内的薄膜压力传感器10，所述线路板2上还设有唤醒按键11、复位按键12和TF卡槽13，所述唤醒按键11、复位按键12均与主控芯片3连接的，所述储存模块为与TF卡槽13适配的TF卡17，所述电源为锂电池14，所述线路板2上还设有充电芯片15和多个LED16，所述充电芯片15与锂电池14连接，多个所述LED16均与主控芯片3连接，其中一个所述LED16用于显示充电状态，其余所述LED16用于显示锂电池14电量，所述接收端为APP或微信小程序18，主控芯片3为STM32F407ZGT6或STM32F1或MPS430或GD32，所述蓝牙芯片5为蓝牙BLE 4.0芯片，蓝牙BLE 4.0芯片采用CC2541或BLUENRG-MS，所述充电芯片15为TP4056或CN3152，所述锂电池14连接有保护板，所述锂电池14为600mAh小型锂电池14，所述壳体1上设有多个安装孔19，所述矫形器20上设有对准安装孔19的螺纹孔，通过在所述安装孔19上穿设螺丝将壳体1固定在矫形器20上。

本发明硬件部分工作原理如下：

通过若干路薄膜压力传感器10检测脊柱侧弯矫形器20抗脊柱侧弯椎体旋转压力区的压力，而后经过多通道ADC4转换为数字信号，再传入主控芯片3经过一系列算法校正为准确的压力数据，主控芯片3将转换后的压力数据存入TF卡17中，当移动端蓝牙模块6连接到蓝牙芯片5后，整个硬件系统便进入传输模式，传输模式分为调试传输模式和数据传输模式。

调试传输模式：在该模式下，硬件部分被设置为每间隔0.5-1秒实时检测并通过蓝牙芯片5发送一次压力数据，用于压力传感器的校准、首次佩戴辅具时的阈值设定等场合。

数据传输模式：在该模式下，硬件部分被设置为传输存储于TF卡17中所有未被传输过的数据，用于向服务器同步所有采集到但未同步过的数据。

整个系统配置5个LED16，其中1个用于显示充电状态，另外4个用于显示电量；另配置唤醒按键11、复位按键12，其中唤醒按键11用于唤醒硬件系统，复位按键12个用于复位硬件系统。

本发明软件部分工作原理如下：

当微信小程序18或APP21通过移动端蓝牙模块6接收到压力数据后，接收的压力值和压力持续的时间通过数据处理模块9生成X、Y轴坐标图，X轴为压力持续时间，Y轴为压力值，由此图可看出患者佩戴矫形器20时压力区所施加的压力值，患者每天佩戴矫形器20的总时长，以及患者每天穿脱矫形器20的次数。

在本实施例中，能够24小时不间断监测辅具佩戴者指定部位的压力变化情况，为后续的优化治疗方案提供数据上的支持；使用600mAh小型锂电池供电的情况下，保障续航时间在10天以上；只需要使用一台有蓝牙功能且能登录微信小程序或下载APP的移动设备即可同步数据到服务器；所有同步后的数据均可进行可视化绘图，便于医生和患者更加直观得了解数据变化情况；支持1-N路任意通道数压力数据的采集，可拓展性强；在脊柱侧弯矫形器的矫治科学研究过程中，时间与压力具体作用的数值还无具体研究结果，此发明可提供大量实验研究数据，为今后有效治疗脊柱侧弯打下坚实的科研基础。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：包括硬件部分和软件部分，所述硬件模块包括可拆卸设有矫形器上的壳体，壳体内设有线路板，线路板上设有主控芯片、多通道ADC、储存模块、电源和蓝牙芯片，所述多通道ADC、储存模块、电源、蓝牙芯片均与主控芯片连接，所述软件模块包括移动端蓝牙模块、接收端、网关、云数据库和数据处理模块，所述接收端、云数据库和数据处理模块均与网关连接，所述移动端蓝牙模块与接收端连接，且移动端蓝牙模块可与蓝牙芯片连接，所述多通道ADC可插拔连接有放置在矫形器内的薄膜压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述线路板上还设有唤醒按键、复位按键和TF卡槽，所述唤醒按键、复位按键均与主控芯片连接的，所述储存模块为与TF卡槽适配的TF卡。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述电源为锂电池，所述线路板上还设有充电芯片和多个LED，所述充电芯片与锂电池连接，多个所述LED均与主控芯片连接，其中一个所述LED用于显示充电状态，其余所述LED用于显示锂电池电量。

4.根据权利要求1所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述接收端为APP或微信小程序。

5.根据权利要求3所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述主控芯片为STM32F407ZGT6或STM32F1或MPS430或GD32，所述蓝牙芯片为蓝牙BLE 4.0芯片，蓝牙BLE 4.0芯片采用CC2541或BLUENRG-MS，所述充电芯片为TP4056或CN3152，所述锂电池连接有保护板。

6.根据权利要求3所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述锂电池为600mAh小型锂电池。

7.根据权利要求1所述的一种用于记录脊柱侧弯矫形器穿戴时长和力点压力的装置，其特征是：所述壳体上设有多个安装孔，所述矫形器上设有对准安装孔的螺纹孔，通过在所述安装孔上穿设螺丝将壳体固定在矫形器上。