CN116531154A - 一种可压力调节的3d打印脊柱侧弯矫形器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脊柱侧弯矫形技术领域，尤其是一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，包括：主体第一支撑部与第二支撑部；所述第一支撑部包括第一压力部与第二压力部，所述第二支撑部包括第三压力部和第四压力部；紧合组件与所述第二支撑部固定连接，所述紧合组件内侧缠绕有钢线，所述钢线贯穿所述线环缠绕于所述紧合组件内侧，所述紧合组件用以对钢线缠绕收紧；通过旋转扭块缩短钢线的长度，使得第一支撑部与第二支撑部向内移动加强四个压力部对侧弯的挤压矫形工作，不仅轻微旋转即可调节矫形器紧合度，而且紧合组件内部设置了止逆的限位块，通过弹性片对旋转柱进行固定，保证旋转柱对钢线的固定，增加了压力传感器对侧弯处压力数据传感的精准度。

Description

一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器

技术领域

本发明涉及脊柱侧弯矫形技术领域，尤其涉及一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器。

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；

侧弯角度大，表现为高低肩，走路歪一边的情况。严重侧弯会影响肺部跟心脏。脊柱侧弯从外表看，是一个高低肩，两边肩膀一边高一边低，现有对脊柱侧弯治疗分为保守治疗和手术治疗，对于保守治疗一般采取外部器械进行干预矫形，现有用于脊柱侧弯治疗的矫形器，大多结构简单，且会因为每个人的体格不一，导致侧弯处出现空隙的问题，对于矫形器的调节采用的是绑带固定，不仅不能根据矫形的数据进行精准调节，而且人力拉动绑带进行调节捆绑力度，会存在力度调节有误差的问题，且收紧时需要使用大量的力气，费时费力；

经检索申请号为CN202110744132.5的一种智能压力监测3D打印脊柱侧弯矫形器，包括第一本体与第二本体；所述第一本体与所述第二本体通过第一连接装置与第二连接装置进行可拆卸连接；所述第一本体与所述第二本体上分别设有一或多个内侧凹槽；所述第二本体上设有前侧凹槽；所述内侧凹槽内填充有气囊，所述气囊上凹陷处设置有压力传感器，所述压力传感器上设有接触患者皮肤的压力垫；所述气囊通过气管连接有可充气与放气的充气泵，可通过捏动充气泵改变气囊体积进而推动压力垫，以供增加对躯干的矫正力；所述压力传感器通过连接线连接设于所述前侧凹槽内的单片器，以将所述压力传感器采集的压力数据传输至单片器；所述单片器设有通信器，可将压力数据上传并存储于云端数据库或发送压力数据至通信连接的用户终端；

其中，此申请虽然在每个侧弯的部位添加了压力传感器解决压力数据收集的问题，但是对于内部添加调节矫形器紧合力度的气囊结构，存在以下问题：1.因为气囊本身就是软性结构，对于侧弯处的骨骼阻挡，气囊受力会向内凹陷，对于增加压力会出现挤压力精准度低的问题，而且气囊连接了外挂的气泵，不仅影响美观，而且还会影响使用人员的穿戴体验，若是设置分离的气泵，那么每次充气还需要找寻气泵连接后才能对气囊充气，极不方便，2.而且气囊本身就是软性结构，当气囊鼓起时或身体扭动时，挤压压力传感器是会导致气囊受力形变，影响压力传感数据的精准度。

发明内容

针对现有技术中对于存在的上述问题，现提供一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器。

具体技术方案如下：

设计一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，包括：

主体；

第一支撑部与第二支撑部；所述第一支撑部包括第一压力部与第二压力部，所述第二支撑部包括第三压力部和第四压力部；

紧合组件，与所述第二支撑部固定连接，所述紧合组件内侧缠绕有钢线，所述第一支撑部的外部设有线环，所述钢线贯穿所述线环缠绕于所述紧合组件内侧，所述紧合组件用以对钢线缠绕收紧，以使所述第一支撑部与所述第二支撑部相对移动；

所述第一支撑部与所述第二支撑部的内侧分别开设有两个凹槽，所述凹槽内部设有压力传感器，所述紧合组件的内部设有扭力传感器；

单片器，所述压力传感器与所述扭力传感器分别通过线路连接所述单片器，所述单片器用以收集数据后上传至云端数据库和移动终端。

优选的，所述紧合组件包括：

扭块，所述扭块的底部设有旋转柱，所述旋转柱的外部通过焊接的方式连接定位扣，所述定位扣用以对钢线的端头进行固定；

限位装置，位于所述紧合组件的内部，所述限位装置的内部设有限位块，所述限位块以所述限位装置轴心处为中心向内呈等间距方式分布，所述限位块之间的空隙内设置有弹性片，所述弹性片等间距分布于所述旋转柱的外部。

优选的，所述紧合组件内部设有限位圈，所述限位圈内部开设有圆形槽，所述旋转柱位于所述圆形槽内部。

优选的，所述线环的内部开设有线槽，所述钢线缠绕于所述线槽内部。

优选的，所述第一支撑部的内部嵌入连接所述单片器，所述主体内部开设有透气孔

优选的，所述主体与所述第一支撑部为一体形成结构，所述主体远离所述第一支撑部的一端与所述第二支撑部为一体形成结构。

优选的，所述第二支撑部的内部嵌入连接蓄电池，所述蓄电池通过线路连接所述单片器。

优选的，所述扭力传感器的顶部活动连接传动轴，所述传动轴的顶部连接所述旋转柱。

优选的，所述第一支撑部的外部设有转轴，所述转轴活动连接绑带，所述绑带远离所述转轴的一端活动连接固定轴，所述固定轴位于所述第二支撑部的背部。

优选的，所述主体由3D打印技术一体打印成型。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1.通过设置了紧合组件作为紧合矫形器的设备，不仅轻微旋转即可调节矫形器紧合度，操作便捷，而且紧合组件内部设置了止逆的限位块，通过弹性片对旋转柱进行固定，保证旋转柱对钢线的固定，方便主体的穿戴。

2.单片器通过无线区域网络将压力传感器检测的压力数值传输至医院的云端数据库或移动终端的APP，便于医生定期对患者的矫形情况与压力数据进行观察，而且还可通过无线网络把数据传输至移动终端的APP上，方便患者或患者家长随时随地了解矫形器的穿戴情况。

3.当压力部与接触部位出现的间隙过大时，压力传感器与患者身体接触时反馈的压力数值较小，主体无法继续产生较大的形变，监测模块发出更换主体的提醒，进而提醒患者需要更换新的主体。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器的结构示意图；

图2为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器内部的结构示意图；

图3为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器第一固定片的连接结构示意图；

图4为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器第一支撑部内侧的结构示意图；

图5为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器背部的结构示意图；

图6为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器紧合组件的结构示意图；

图7为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器紧合组件内部的结构示意图；

图8为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器限位装置内部的结构俯视图；

图9为另一实施例中提供的矫正器结构示意图；

图10为本发明提出的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器信号传输路径的结构示意图。

上述附图标记表示：主体1、第一支撑部2、第一固定片21、卡块22、紧固螺栓23、第二支撑部3、第二固定片31、紧合组件4、线环41、扭块42、线槽43、旋转柱44、定位扣45、限位装置46、限位块461、弹性片462、限位圈47、第一压力部5、第二压力部6、第三压力部7、第四压力部8、凹槽9、压力传感器10、单片器11、绑带12、固定轴13、转轴14、透气孔15、传动轴16、扭力传感器17、钢线18、蓄电池19。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参照图1-8，在本实施例中提供一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，包括：主体1；第一支撑部2与第二支撑部3；第一支撑部2包括第一压力部5与第二压力部6，第二支撑部3包括第三压力部7和第四压力部8；紧合组件4，与第二支撑部3固定连接，紧合组件4内侧缠绕有钢线18，第一支撑部2的外部设有线环41，钢线18贯穿线环41缠绕于紧合组件4内侧，紧合组件4用以对钢线18缠绕收紧，以使第一支撑部2与第二支撑部3相对移动；第一支撑部2与第二支撑部3的内侧分别开设有四个凹槽9，其中，两个凹槽9位于第一支撑部2的上端两侧处，一个凹槽9位于第一支撑部2底部处，一个凹槽9位于第二支撑部3底部处，凹槽9内部设有压力传感器10，紧合组件4的内部设有扭力传感器17；单片器11，压力传感器10与扭力传感器17分别通过线路连接单片器11，单片器11用以收集数据后上传至云端数据库和移动终端，通过设置了紧合组件4作为紧合矫形器的设备，不仅可以通过旋转扭块42把钢线18缠绕在旋转柱44的外部，缩短钢线18的长度，使得第一支撑部2与第二支撑部3向内移动加强四个压力部对侧弯的挤压矫形工作，不仅轻微旋转即可调节矫形器紧合度，操作便捷，而且紧合组件4内部设置了止逆的限位块461，通过弹性片462对旋转柱44进行固定，保证旋转柱44对钢线18的固定，增加了压力传感器10对侧弯处压力数据传感的精准度。

进一步的，紧合组件4包括：扭块42，扭块42的底部设有旋转柱44，旋转柱44的外部通过焊接的方式连接定位扣45，定位扣45用以对钢线18的端头进行固定；限位装置46，位于紧合组件4的内部，限位装置46的内部设有限位块461，限位块461以限位装置46轴心处为中心向内呈等间距方式分布，限位块461之间的空隙内设置有弹性片462，弹性片462等间距分布于旋转柱44的外部，在此装置的内部设置了单片器11对压力传感器10的压力数据进行传输，通过无线区域网络传输至医院的云端数据库，便于医生定期对患者的矫形情况与压力数据进行观看，而且还可通过无线网络把数据传输至用户手机APP上，方便患者或患者家长随时随地了解矫形器的穿戴情况，紧合组件4底端固定连接第二固定片31，第二固定片31通过紧固螺栓与第二支撑部3固定。

进一步的，紧合组件4内部设有限位圈47，限位圈47内部开设有圆形槽，旋转柱44位于圆形槽内部，线环41为半圆形，钢线缠绕在线环41的外部，半圆形的线环41可以通过外部的弧形结构增加钢线18与线环41接触移动的顺畅性，且紧合装置4和线环41可以根据使用需求设置两组或多组，第一支撑部2连接的线环41固定连接第一固定片21，第一支撑部2位于第一固定片21的一侧设置有卡块22，卡块22对应第一固定片21设置有凹槽，第一固定片21开设有通孔，通孔用于安装紧固螺栓23，本结构安装时，将第一固定片21插入卡块22中，再利用螺栓将第一固定片21与第一支撑部2固定，完成第一固定片21的固定，并且第一固定片21方便取下，便于患者脱下和穿戴本矫形器，设置的卡块22位于第一固定片21的一侧，对第一固定片21侧边起到支撑作用，防止第一固定片21产生水平方向的位移。

进一步的，线环41的内部开设有线槽43，钢线18缠绕于线槽43内部，线槽43用以为钢线18提供连接线环41提供支撑点，旋转扭块42，通过旋转柱44带动外部的定位扣45对钢线18进行缠绕收紧，钢线18受到旋转柱44的旋转时，通过另一端缠绕在线槽43内部，钢线缩短拉动线环41，使得第一支撑部2向第二支撑部3处移动。

进一步的，第一支撑部2的内部嵌入连接单片器11，主体1内部开设有透气孔15，进一步在紧合组件4的内部设置了限位装置46，限位装置46内部设置的弹性片462为弧形结构，可顺时针旋转，逆时针旋转时，弧形的止逆块可以卡住弹性片462逆时针转动，使得旋转柱44可固定钢线18保持矫形器固定的稳定性，而且在紧合组件4的内部设置了扭力传感器17，当旋转扭块42调节矫形器的紧合力度时，旋转柱44通过底部的转轴14在扭力传感器17内部旋转，扭力传感器17受力后把数据通过线路传输给单片器11，并传输至用户移动终端内部的APP内，不仅便于使用人员观看紧合力度，而且还便于医生根据紧合程度分析病理状态，体现了此装置的实用性与多功能性。

进一步的，主体1与第一支撑部2为一体形成结构，主体1远离第一支撑部2的一端与第二支撑部3为一体形成结构。

进一步的，第二支撑部3的内部嵌入连接蓄电池19，蓄电池19通过线路连接单片器11，在此装置的内部设置了蓄电池19，蓄电池19可连接外部的供电线路进行蓄电，可持续为主体1内部的装置供电。

进一步的，扭力传感器17的顶部活动连接传动轴16，传动轴16的顶部连接旋转柱44，传动轴16连接旋转柱44的底部，传达旋转柱44的扭力，进行测试。

进一步的，第一支撑部2的外部设有转轴14，转轴14活动连接绑带12，绑带12远离转轴14的一端活动连接固定轴13，固定轴13位于第二支撑部3的背部，绑带12用以连接第一压力部5和第二压力部6向内紧合，增加主体1与身体的贴合程度。

进一步的，主体1由3D打印技术一体打印成型，3D打印的材料可选：SLA材料、LOM材料、SLS材料、SLM材料、FDM材料等，进行激光烧结打印。

在另一个实施例中，如图9所示，主体1设置有第一支撑部2和第二支撑部3，第一支撑部2的侧边开设有通孔，第一支撑部2上部和底部设置有压力传感器10，第二支撑部3的中部设置有压力传感器10，压力传感器10设置有三个，在此实施例中，主体1使用时，无需支撑患者的腋下处，主体1位于患者的肋骨、盆骨和腹部处设置有压力传感器10。

工作原理：穿戴此装置时，把主体1由头顶穿入患者的胸腔部位，使得第一、第二压力部6抵住侧弯凸起处，第三、第四压力部8抵住另一面的侧弯处，穿戴结束后，即可旋转扭块42，通过旋转柱44带动外部的定位扣45对钢线18进行缠绕收紧，钢线18受到旋转柱44的旋转时，通过另一端缠绕在线槽43内部，收缩拉动线环41，使得第一支撑部2向第二支撑部3处移动，从而完成主体1的穿戴，压力传感器10将检测的压力通过单片器11把压力数据通过网络传输至医院的云端数据库或移动终端的APP监测模块，患者可以记录下压力数值，患者回到家中，脱下主体1后，再次穿上时，只需要调节紧合组件4，收缩拉动线环41，当压力传感器10检测的压力数值与预先记录的压力数值一致时即可，此设计，患者穿戴主体1，便于调节合适的压力值，患者无需再次去医院即可自行完成穿戴；

随着穿戴脊柱侧弯矫形器一段时间后，脊柱通过矫形器的矫正后，会导致压力部与接触部位出现间隙的问题，然后旋转扭块42，继续对钢线18进行缠绕收紧，在收紧的过程中，扭力传感器17通过单片器11把扭力数据传输至医院的云端数据库和移动终端的APP监测模块内即可进行分析以及数据储存；

当压力部与接触部位出现的间隙过大时，压力传感器10与患者身体接触时反馈的压力数值较小，通过调节紧合组件4也无法实现将压力调节到预先记录的压力数值时，此时，主体1无法继续产生较大的形变，监测模块发出更换主体1的提醒，进而提醒患者需要更换新的主体1。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：包括：

主体(1)；

第一支撑部(2)与第二支撑部(3)；所述第一支撑部(2)包括第一压力部(5)与第二压力部(6)，所述第二支撑部(3)包括第三压力部(7)和第四压力部(8)；

紧合组件(4)，与所述第二支撑部(3)固定连接，所述紧合组件(4)内侧缠绕有钢线(18)，所述第一支撑部(2)的外部设有线环(41)，所述钢线(18)贯穿所述线环(41)缠绕于所述紧合组件(4)内侧，所述紧合组件(4)用以对钢线(18)缠绕收紧，以使所述第一支撑部(2)与所述第二支撑部(3)相对移动；

所述第一支撑部(2)与所述第二支撑部(3)的内侧分别开设有两个凹槽(9)，所述凹槽(9)内部设有压力传感器(10)，所述紧合组件(4)的内部设有扭力传感器(17)；

单片器(11)，所述压力传感器(10)与所述扭力传感器(17)分别通过线路连接所述单片器(11)，所述单片器(11)用以收集数据后上传至云端数据库和移动终端。

2.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述紧合组件(4)包括：

扭块(42)，所述扭块(42)的底部设有旋转柱(44)，所述旋转柱(44)的外部通过焊接的方式连接定位扣(45)，所述定位扣(45)用以对钢线(18)的端头进行固定；

限位装置(46)，位于所述紧合组件(4)的内部，所述限位装置(46)的内部设有限位块(461)，所述限位块(461)以所述限位装置(46)轴心处为中心向内呈等间距方式分布，所述限位块(461)之间的空隙内设置有弹性片(462)，所述弹性片(462)等间距分布于所述旋转柱(44)的外部。

3.根据权利要求2所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述紧合组件(4)内部设有限位圈(47)，所述限位圈(47)内部开设有圆形槽，所述旋转柱(44)位于所述圆形槽内部。

4.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述线环(41)的内部开设有线槽(43)，所述钢线(18)缠绕于所述线槽(43)内部。

5.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述第一支撑部(2)的内部嵌入连接所述单片器(11)，所述主体(1)内部开设有透气孔(15)。

6.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述主体(1)与所述第一支撑部(2)为一体形成结构，所述主体(1)远离所述第一支撑部(2)的一端与所述第二支撑部(3)为一体形成结构。

7.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述第二支撑部(3)的内部嵌入连接蓄电池(19)，所述蓄电池(19)通过线路连接所述单片器(11)。

8.根据权利要求2所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述扭力传感器(17)的顶部活动连接传动轴(16)，所述传动轴(16)的顶部连接所述旋转柱(44)。

9.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述第一支撑部(2)的外部设有转轴(14)，所述转轴(14)活动连接绑带(12)，所述绑带(12)远离所述转轴(14)的一端活动连接固定轴(13)，所述固定轴(13)位于所述第二支撑部(3)的背部。

10.根据权利要求1所述的一种可压力调节的3D打印脊柱侧弯矫形器，其特征在于：所述主体(1)由3D打印技术一体打印成型。