CN114748228A - 一种矫正设备及其控制装置与使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种适合人体头部使用的矫正设备，包含一控制装置，该控制装置具有一侦测模块、一储存单元、一计算单元以及一传输单元，该侦测模块具有多个传感器，用以侦测包含内部温度值、外部温度值、内部湿度值、外部湿度值、脑波信号、压力值等多项数值，以此让照顾者能够获得用户的信息并能够了解用户的使用状态，以掌握配戴的矫正效果及配戴正确性。

Description

一种矫正设备及其控制装置与使用方法

技术领域

本申请是关于一种专门适合人体头部使用的矫正设备，能够侦测温度、湿度、头部压力值等多项数值，使得整体矫正过程更加客观精确，同时提高配戴者的舒适性。

背景技术

婴幼儿的颅骨骨骼在未完全定型时，其生长易受到外部因素影响，最常见的影响因素为睡姿重心造成头部歪斜或扁平状，大多数的父母都期望孩子的头型能够浑圆饱满，因此会让婴幼儿配戴矫正头盔，目前常用的矫正头盔是采用传统热塑石膏翻模工法、雷射三维扫描或三维影像拍摄完成头型建模后输出至三维打印机台客制矫正头盔，接受矫正的婴幼儿需定期回诊由儿科专科医师以及专业辅具技师进行阶段性评估头型矫正效果，并针对头颅变形方向可能产生过大应力的头盔对应位置进行局部微调与修正，保持以温和限制颅骨朝变形方向生长的方式完成单一头盔疗程，当婴幼儿头部发育使得头盔不适合继续配戴时，便需要更换新的矫正头盔。

目前对于评估娇正效果的方式，考虑时间与医疗成本效益通常会选择采用影像比对或目视配合触摸头部等方式检视其矫正效果，然而采用影像比对容易因摄影设备、拍摄方式以及环境光线变化造成程度不一的误差；而采用目视与触摸的方式则可能会产生更大的误判。一般来说一顶矫正头盔的佩戴周期介于4～6周之间，依婴幼儿个案其头部生长发育速度有所不同，而从矫正开始至期望头部塑型为止平均需要配戴2～4顶矫正头盔才能够完成疗程，特殊案例则需要延长疗程与增加配戴数量。在整个疗程间，对于父母来说矫正效果的不确定性以及高医疗成本都是一大负担。

然而长期佩戴头盔会妨碍婴幼儿正常排汗，在婴幼儿的表达能力还未完全发展时，婴幼儿无法完全表达头部闷热造成的不舒服，因而容易导致皮肤发炎、产生疹子，若延误治疗很可能会造成更严重的感染。

另一常见的问题是每日正确配戴塑型头盔的时间容易因照顾者担心婴幼儿在疗程期间的哭闹而取下头盔或直接放弃治疗，造成头部娇正塑型的效果并不如预期，也可能造成儿科医师、专业辅具师以及照顾者在进行定期回诊时产生的相互困扰以及不信任感。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于提供一种专门适合人体头部使用的矫正设备及其控制装置与控制方法，使得整体矫正过程更加客观精确，同时提高配戴者的舒适性。

本申请的次一目的在于提供一种专门适合人体头部使用的矫正设备及其控制装置与控制方法，除了能够侦测婴幼儿头部的温度、湿度以及头部压力值等多项数值，还能够侦测与纪录配戴正确性与有效性。

基于上述目的，本申请提供一种适合人体头部使用的矫正设备，包含一控制装置以可拆卸的方式设置于该矫正设备，该控制装置包含：一侦测模块侦测多个侦测数值、一储存单元储存该多个侦测数值、多个初始值及多个阈值、一计算单元计算一位移变化值、一传输单元将该位移变化值以及一提醒信号以无线传输方式传送至一终端装置。

该侦测模块包含多个温度传感器、多个湿度传感器、一压力传感器、一脑波侦测器、一加速度传感器、一麦克风组件及一计数器，物理的侦测数值包含一环境温度值、一环境湿度值、一位置值、一压力值、一声音信号及一累计时间值，生物的侦测数值包含一脑波信号，通过侦测并纪录侦测数值，让矫正过程的成果可阅读化而显得更加客观精确。

该些温度传感器侦测该环境温度值包含一内部温度值及一外部温度值、该些湿度传感器侦测该环境湿度值包含一内部湿度值及一外部湿度值、该压力传感器侦测一压力值、该脑波侦测器侦测一脑波信号、该加速度传感器侦测一位置值。

其中该位移变化值为该计算单元根据该位置值及一位置初始值计算而得。

较佳的，该控制装置还具有一警示单元，包含一蜂鸣器以及一发光二极管，用于发出声响及光线作为控制装置进行校正或特定功能操作时发出提示。

本申请还提供一种矫正设备适合人体头部使用，包含一主体以及前述的控制装置安装于该主体。

其中该主体具有一内侧面及一外侧面，其中该内侧面安装有一温度传感器、一湿度传感器、一脑波侦测器以及一压力传感器，该外侧面安装有一加速度传感器、一温度传感器、一湿度传感器、一麦克风组件以及一计数器。

一种矫正设备的使用方法，包含：安装一控制装置于一矫正设备，通过该控制装置的一侦测模块侦测并记录多个侦测数值，物理的侦测数值包含该环境温度值、该环境湿度值、该位置值及一压力值；生物的侦测数值包含一脑波信号，该控制装置中的一计算单元根据该位置值与一位置初始值计算一位移变化值以掌握矫正设备的佩戴正确性以及判断该多个物理的侦测数值中的一内部温度值大于一温度阈值或一内部湿度值大于一湿度阈值时或一压力值大于一压力阈值，代表矫正设备与头部接触的温度或湿度或压力已经过高，该控制装置会产生一提醒信号，提醒照顾者应将矫正设备取下或进行调整。

有关本申请的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请实施例的系统图；

图2是本申请实施例的流程图。

符号说明

S1～S5:步骤 10：终端装置 20：传输单元

30：计算单元 40：储存单元 41：侦测数值

411：环境温度值 412：环境湿度值 413：压力值

414：脑波信号 415：位置值 416：声音信号

417：累计时间值 42：阈值 421：温度阈值

422：湿度阈值 423：压力阈值 43：初始值

44：位移变化值 50：侦测模块 51：温度传感器

52：湿度传感器 53：压力传感器 54：脑波侦测器

55：加速度传感器 56：麦克风组件 57：计数器

60：警示单元 61：蜂鸣器 63：发光二极管

70：供电模块 80：矫正设备

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

请参阅图1，绘示一种适合人体头部使用的矫正设备80，包含一控制装置以可拆式或嵌入式的方式设置于矫正设备80，该控制装置包含：一侦测模块50侦测多个物理的及/或生物的侦测数值41、一储存单元40储存该多个物理的及/或生物的侦测数值41、多个初始值43、多个阈值42以及一位移变化值44、一计算单元30计算该位移变化值44、一传输单元20将该多个物理的及/或生物的侦测数值41、该位移变化值44以及一提醒信号以无线传输方式传送至一终端装置10、以及一警示单元60，该终端装置10为智能型手机、平板、智能型手表或其他任何具有无线传输功能的装置，其中该多个阈值42包含一温度阈值421以及一湿度阈值422。

该侦测模块50包含多个温度传感器51、多个湿度传感器52、一压力传感器53、一脑波侦测器54、一加速度传感器55、一麦克风组件56以及一计数器57。

该物理的侦测数值包含一环境温度值411、一环境湿度值412、一位置值415及一压力值413；该生物的侦测数值包含一脑波信号414。

该多个初始值43为侦测模块50中的每一个传感器于安装时所设定的一数值，如加速度传感器55设定一位置初始值，压力传感器53设定一压力初始值。

该矫正设备80用于穿戴于一头部，包含一主体具有一内侧面及一外侧面，该内侧面安装有一温度传感器51、一湿度传感器52、一压力传感器53以及一脑波侦测器54，该外侧面安装有一加速度传感器55、一温度传感器51、一湿度传感器52、一麦克风组件56以及一计数器57。

于本实施例中，在该主体的内侧面及外侧面都分别安装有一温度传感器51，该温度传感器51为数字式，可以将温度感知与变化量通过数字信号传递。该温度传感器51用来侦测一环境温度值411，该环境温度值411包含一内部温度值与一外部温度值。

安装于内侧面的温度传感器51设置于头部的适当位置(如促进成长位置或抑制成长位置)以侦测取得该内部温度值，该内部温度值为头部与矫正设备80之间的相对温度值，该温度传感器51是以一固定周期或设定为任意时间撷取内部温度值，并通过有线或无线连接方式将该内部温度值传输至储存单元40，内部温度值为安装于矫正设备80内侧面的温度传感器51侦测矫正设备80与头部接触部位的温度。

安装于外侧面的温度传感器51用以侦测取得该外部温度值，该温度传感器51以周期性或任意时间撷取外部温度值或是与设置于内侧面的该温度传感器51同步撷取环境温度值，并通过有线或无线连接方式将该外部温度值传输至储存单元40，外部温度值为安装于矫正设备80外侧面的温度传感器51以侦测外部环境的温度。

此外，用户也可以预先输入一温度阈值421，当侦测内部温度值大于该温度阈值421，代表矫正设备80与头部接触的温度已经过高会造成用户不适，传输单元20会发出提醒信号提醒照顾者调整或取下矫正设备80；于其他实施例中，当该内部温度值大于该外部温度值时，传输单元20亦会发出提醒信号提醒照顾者调整或取下矫正设备80。

于本实施例中，在该主体的内侧面及外侧面都分别安装有一湿度传感器52，该湿度传感器52为数字式，可以将湿度感知与变化量通过数字信号传递。该湿度传感器52用来侦测一环境湿度值412，该环境湿度值412包含一内部湿度值与一外部湿度值。

安装于内侧面的湿度传感器52设置于头部的适当位置(如促进成长位置或抑制成长位置)以侦测取得该内部湿度值，该内部湿度值为头部与矫正设备80之间的相对湿度值，该湿度传感器52是以一固定周期或设定为任意时间撷取内部湿度值，并通过有线或无线连接方式将该内部湿度值传输至储存单元40，内部湿度值为安装于矫正设备80内侧面的湿度传感器52侦测矫正设备80与头部接触部位的湿度。

安装于外侧面的湿度传感器52用以侦测取得该外部湿度值，该湿度传感器52以周期性或任意时间撷取外部湿度值或是与设置于内侧面的该湿度传感器52同步撷取环境湿度值，并通过有线或无线连接方式将该外部湿度值传输至储存单元40，外部湿度值为安装于矫正设备80外侧面的湿度传感器52以侦测外部环境的湿度。

此外，使用者也可以预先输入一湿度阈值422，当侦测内部湿度值大于该湿度阈值422，代表矫正设备80与头部接触的湿度已经过高会造成用户不适，传输单元20会发出提醒信号提醒照顾者调整或取下矫正设备80；于其他实施例中，当该内部温度值大于该外部温度值时，传输单元20亦会发出提醒信号提醒照顾者调整或取下矫正设备80。

该压力传感器53是可调整式的安装于矫正设备80的内侧面以靠近用户头部的矫正位置，用于侦测矫正设备80施加于矫正位置的一压力值413，其中该压力传感器53可为电容式、压电式或电阻式的压力传感器53，于本实施例中，该压力传感器53为多个并采用薄膜可挠曲压力传感器53，当施加在感测作用区的正向力增加或减少时，传感器内部的材料特性或因结构改变产生的物体量变化，如电容值改变、电阻值改变或发生电荷极化现象，便可量化得出压力值的变化，使用者可根据需求设计为单点式、多点数组式、多点矩阵式或是多点带状式。

于本实施例中，该压力传感器52是可调整式的，随着矫正时间，需要矫正位置也会跟着改变，医师与技师可以根据矫正位置调整压力传感器53的位置就可以持续侦测压力值413，而不是更换全新的矫正设备80，以此减少资源浪费。

此外，使用者也可以预先输入一压力阈值423，当侦测压力阈值423大于压力值413时，代表头部与矫正设备80间的压力已经过高造成用户不适，传输单元20会发出提醒信号提醒照顾者调整或取下矫正设备80。

该脑波侦测器54安装于矫正设备80的内侧面用于侦测一脑波信号414，用来观察脑部皮层大量神经元活动的某些规律性，包含通过电极上感测到的脑电位信号变化来分析不同测量位置、信号波形、振幅大小、频率变化、相位变化以及周期性等。

通过侦测脑波信号414让用户可以取得相关数据并统计特征参数(振幅、频率、相位、周期、发生时间)，让照顾者能够依据统计参数判断使用者的使用状态(包含如用户因头部温度或湿度过高引起情绪不安、哭泣或肚子饿的反应)，以便了解还无法清楚以言语表达感受的使用者状态或感受。

该麦克风组件56安装于矫正设备80的外侧面，该麦克风组件56用以侦测一声音信号416，该声音信号416为收集用户的声音情绪，如哭泣、笑声，声音信号416可以作为脑波信号414的辅助判断因素，让医师能够同时根据脑波信号414及声音信号416判断用户的使用状态，提高判读正确性。

该计数器57安装于矫正设备80的外侧面，用以侦测使用者配戴矫正设备80的一累计时间值417，让照顾者可以根据累计时间值417与位置值415了解矫正设备80配戴于头部矫正位置的累计时间及矫正效果之间的关系。

该加速度传感器55安装于矫正设备80的外侧面，该加速度传感器55可以为电容式、压电式、热传式，加速度传感器55用来侦测加速度与角度进而演算得出一位置值415，该位置值415为矫正设备80的三维变化数值，主要用来判断使用者是否有配戴正确。

于本实施例中采用微机电加速度传感器并安装于矫正设备80的外侧面靠近头部抑制生长的位置，该加速度传感器55包含三个互相垂直轴向(x,y,z)且独立的前级感测单位，能够侦测三个互相垂直轴向(x,y,z)的位置值415包含方向及倾角。

计算单元30计算该位置值415与一位置初始值之间的一位移变化值44并将该位移变化值44储存纪录于储存单元40中，该位移变化值44为加速度传感器55安装于矫正设备80上的三维的偏移变化值，包含方向的变化、倾角的角度变化，照顾者可以根据该位移变化值44判断配戴矫正设备80的矫正效果以及配戴正确性；该位置初始值为初次配戴时或回诊修改后重新设定的x,y,z值，据此便可以知道当每次取下再重新佩戴矫正设备80至使用者头上时，是否与位置初始值相同或接近，便于判断佩戴的正确性与累计时间以及使用者头型矫正后的相关性，通过不断调整矫正设备80的佩戴正确性，可以提升矫正的效果进而缩短疗程降低医疗成本。

于本实施例中，控制装置还具有一警示单元60包含一蜂鸣器61及一发光二极管63，该蜂鸣器61在控制装置进行校正或特定功能操作时发出提示声响，该发光二极管61发出不同光线颜色或不同发光模式作为控制装置进行校正或特定功能操作时的光线提示。

警示单元60也可以作为当侦测模块50内的传感器其侦测数值超过预定阈值时，发出警示声响或光线提醒，使用者可以预设阈值或通过实际配戴过程中由父母或照顾者设定新的阈值，并根据个别传感器设定全部或部分开启或关闭。

于本实施例中，控制装置具有一供电模块70，该供电模块70具有一电池，于本实施例中，该电池为二次电池，该二次电池连接电池保护电路及充放电控制电路、以及一通用串行总线接口，用以输入电力及作为数据传输的媒介。于其他实施例中，该电池为一次电池，例如钮扣电池。

上述环境温度值411、环境湿度值412、压力值413、脑波信号414、位置值415、声音信号416、累积时间值417皆是以有线或无线传输并储存于储存单元40，将侦测结果数据化的方式，让照顾者可以通过阅读该些物理的及/或生物的侦测数值41(环境温度值411、环境湿度值412、压力值413、脑波信号414、位置值415、声音信号416、累计时间值417)去判使用者的身心状况以及矫正效果，减轻照顾者的身心灵负担。

请参阅图2，为矫正设备80的使用方法流程图，包含：安装一控制装置于一矫正设备80(步骤S1)，通过该控制装置的一侦测模块50侦测并记录该矫正设备80的多个物理的及/或生物的侦测数值41(步骤S2)，该多物理的及/或生物的侦测数值41包含一内部温度值、一外部温度值、一内部湿度值、一外部湿度值、一压力值413、一位置值415、一脑波信号414、一声音信号416及一累计时间值417，该控制装置的一计算单元30根据该些物理侦测数值41中的该位置值415及多个初始值43中的一位置初始值计算一位移变化值44并将该位移变化值44储存纪录于储存单元40中(步骤S3)，让照顾者能够判断配戴矫正设备80的正确性，通过不断调整矫正设备80的佩戴正确性，可以提升矫正的效果进而缩短疗程降低医疗成本。

此外，该控制装置会判断当物理的侦测数值41中的一环境温度值411大于一温度阈值421或一环境湿度值412大于一湿度阈值422或一压力值413大于一压力阈值423时(步骤S4)，该控制装置会产生一提醒信号并传输至一终端装置10(步骤S5)，提醒照顾者应将矫正设备80取下或进行调整。

于本实施例中，该环境温度值411包含一内部温度值与一外部温度值，该环境湿度值412包含一内部湿度值与一外部湿度值，当该内部温度值大于一温度阈值421或该内部湿度值大于一湿度阈值422，代表矫正设备80与头部接触的温度或湿度已经过高，且达到造成使用者不适的程度，该控制装置产生该中断信号并传送至该终端装置10，提醒照顾者应将矫正设备80取下或进行调整。

本申请是通过安装控制装置于矫正设备80上，利用多种传感器所测量的结果数值化并显示于终端装置10，通过纪录该些数值，让矫正过程的成果可阅读化而显得更加客观精确，此外，照顾者通过该些数值便可以得知使用者的身心灵状态，以及能够随时调整矫正设备80，进而减少使用者配戴的不舒适感或配戴矫正设备80可能造成的影响，进一步地，通过纪录该些数值让使用者正确配戴矫正设备80，还能够让配戴矫正设备80的疗效有效提升并缩短疗程与降低医疗成本。

进一步说明的是，利用多种感测力所测量的结果数值也可以直接上传并储存于云端设备，医师可以直接通过云端设备的数据随时追踪用户的配戴状况。

此外，该控制装置设置为可拆卸式的，当使用者需要更换矫正设备80时，可以直接将控制装置安装于新的矫正设备80上减少资源浪费。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本申请技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本申请技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本申请内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本申请实质相同的技术或实施例。

Claims (11)

1.一种应用于矫正设备的控制装置，可拆卸地安装于一矫正设备，其特征在于，该控制装置包含：

一侦测模块，用以侦测多个侦测数值；

一储存单元，储存该多个侦测数值及多个初始值；

一计算单元，根据其中一该侦测数值及其中一该初始值计算得到一位移变化值；以及

一传输单元，将该位移变化值以及一提醒信号以无线传输方式传送至一终端装置。

2.根据权利要求1所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该控制装至还具有一警示单元，包含一蜂鸣器以及一发光二极管用于发出声响及光线作为提示。

3.根据权利要求1所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该侦测模块包含多个温度传感器、多个湿度传感器、一压力传感器、一脑波侦测器、一加速度传感器、一麦克风组件以及一计数器。

4.根据权利要求3所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该些侦测数值区分为物理的侦测数值及生物的侦测数值，物理的该些侦测数值包含一环境温度值、一环境湿度值、该位置值、一压力值、一声音信号以及一累计时间值；该生物的侦测数值包含一脑波信号。

5.根据权利要求1所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该储存单元储存有多个阈值，包含一温度阈值、一湿度阈值及一压力阈值。

6.根据权利要求4所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该些温度传感器侦测该环境温度值，该环境温度值包含一内部温度值及一外部温度值。

7.根据权利要求4所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该些湿度传感器侦测该环境湿度值，该环境湿度值包含一内部湿度值及一外部湿度值。

8.根据权利要求4所述的应用于矫正设备的控制装置，其特征在于，该加速度传感器侦测该位置值，该计算单元根据该位置值及一位置初始值计算该位移变化值。

9.一种矫正设备，适合人体头部使用，其特征在于，包含一主体，以及采用权利要求1所述的一控制装置安装于该主体。

10.根据权利要求9所述的矫正设备，其特征在于，该控制装置具有一侦测单元，包含一温度传感器、一湿度传感器与一压力传感器安装于该主体的一内侧面，以及一加速度传感器、一温度传感器、一湿度传感器、一麦克风组件与一计数器安装于该主体的一外侧面。

11.一种矫正设备的使用方法，其特征在于，包含：

安装如权利要求1所述的一控制装置于一矫正设备；

通过该控制装置的一侦测模块侦测并记录多个侦测数值；

根据该多个侦测数值中的一位置值与一位置初始值计算一位移变化值；以及

判断该多个侦测数值中的一环境温度值大于一温度阈值或一环境湿度值大于一湿度阈值或一压力值大于一压力阈值，产生一提醒信号。

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