[發明專利]支具設計的方法及系統

在審

• 申請號: 201610589134.0
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN107657068A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 麥德民;鄭永平
• 申請（專利權）人: 中慧醫學成像有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F3/01;A61F5/01
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，具體涉及一種醫療器械設計的方法及系統，更具體而言，涉及一種支具設計的方法及系統。

背景技術

人體骨骼局部有畸形或有損傷時，在體外干預和治療的過程中往往要用到支具。以高發于青少年的脊柱側凸畸形為例，如不及時診治，脊柱側凸的程度會隨發育而加重，甚至導致嚴重的軀體畸形，不僅會影響患者的心肺功能，還會給心理健康造成嚴重損害。對于大部分脊柱側凸患者而言，為避免側凸惡化，需要進行體外支具治療，由于需要對側凸進行矯形，支具需要在不同的點對脊柱產生矯形力，脊柱側凸支具一般需要每天佩戴23小時，由于較長時間的持續皮膚壓迫可產生皮膚壓瘡，但若減小矯形力，避免壓迫則矯形效果將受到影響，因此如何針對不同的患者設計一種既能保證良好的矯形效果又能避免持續皮膚壓迫的支具是一個一直困擾著相關技術人員的問題。

目前，世界上有許多種脊柱支具的設計方案，但都大同小異，通常包含如下步驟：1、了解脊柱側彎狀況可調的程度(通過讓患者左右彎曲身體然后在X-光片上檢測可調整的度數)；2、用一裝置從體外調整脊柱并從外觀判斷調整程度(患者可以是躺著或者站著，裝置通常有幾個可調整的桿頂住軀干的兩邊)3、取得在調整好狀態下的人體軀干的三維形狀(可以用打石膏模的方法，也可以用體表三維掃描的方法)；4、根據所獲得的軀干三維形狀結合經驗調整制作支具；5、由患者佩戴支具并作相應微調(改變支具局部形狀、局部加入墊塊或改變松緊程度)以得到最佳效果。為了達到好的調整效果，也有用X光成像對支具調整過程中得到多個X光圖像，但這一方法會讓患者得到很多有害的輻射。可以看出，現有的設計方法中，從外觀判斷調整程度這一做法的不確定性因素太多，導致所得支具很難達到理想的治療效果——既能保證良好的矯形效果又能避免持續皮膚壓迫，而且后期對支具的微調過程也十分繁瑣。為此，有必要設計一種新的支具設計的方法及系統，以克服上述問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中不確定性因素太多而導致很難設計出既能保證良好的矯形效果又能避免持續皮膚壓迫的支具，而且后期對支具的微調過程也十分繁瑣的問題，提供一種支具設計的方法及系統，其可高效率地設計出既能保證良好的矯形效果又能避免持續皮膚壓迫的支具。

本發明解決其問題所采用的技術方案是：提供一種支具設計的方法，包括下列步驟：

S1、用一調整裝置固定需要支具的一對象，所述調整裝置具有一個或多個調整頭，所述調整頭設有一力傳感器；

S2、掃描所述對象以獲取所述對象的骨骼圖像信息；

S3、根據所述骨骼圖像信息確定對所述對象實施調整的調整方案和最終應達到的目標狀態；

S4、根據所述調整方案利用所述調整頭對所述對象進行調節以改變所述對象的骨骼結構，同時所述力傳感器檢測所述調整頭對所述對象施加的力的大小、方向和分布；

S5、掃描所述對象以獲取所述對象經過調節后的骨骼圖像信息；

S6、根據所述經過調節后的骨骼圖像信息判斷所述對象的骨骼是否已被調節到所述目標狀態，若是則終止調節并進入步驟S7，否則返回步驟S4；

S7、獲取所述對象達到目標狀態后的體表三維形態并記錄所述力傳感器檢測的所述調整頭對所述對象施加的力的大小、方向和分布的信息用于制造相應的支具。

在本發明所述的支具設計的方法中，所述步驟S4與S5之間還有一步驟SA：判斷所述力傳感器檢測到所述調整頭對所述對象施加的力的大小是否超過一極限值，若是則進行步驟S7，否則進行步驟S5。

在本發明所述的支具設計的方法中，步驟S2中的所述骨骼圖像信息為實時顯示的，從而給步驟S3作參考。

本發明還提供一種支具設計的系統，包括：

一調整裝置，用于固定需要支具的一對象，所述調整裝置具有一個或多個調整頭用于調整所述對象，所述調整頭設有一力傳感器用于檢測所述調整頭對所述對象施加的力的大小、方向和分布；

一掃描成像裝置，用于掃描所述對象以獲取所述對象的骨骼圖像信息；

一第一計算單元，用于讀取所述骨骼圖像信息并將其量化以計算得到與所述對象對應的當前參數和目標參數；

一第二計算單元，用于根據所述當前參數、目標參數以及所述力傳感器檢測到的所述調整頭對所述對象施加的力的大小、方向和分布的信息，計算出所述調整頭的一調整方案用以引導操作者使用所述調整頭對所述對象進行調整；