[發明專利]一種個性化輕質醫療夾板及其設計方法

有效

• 申請號: 201910542765.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110215329B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 周明東;奚小冰;丁卯;顏威
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61F5/058
• 分類號: A61F5/058;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y80/00;G06F30/23
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種個性化輕質醫療夾板及其設計方法，涉及醫療夾板領域。包括如下步驟：步驟1：通過三維掃描構建患肢的模型；步驟2：確定所述夾板的設計域；步驟3：對所述夾板與所述患肢進行生物力學分析，構建生物力學模型；步驟4：采用創成式設計方法設計多孔輕質夾板；步驟5：采用增加材料的方式制造所述夾板；步驟6：所述夾板的性能監測及改進。本發明公開的個性化的輕質醫療夾板不僅具有重量輕、透氣性好的優點，還可以根據患者的個體差異，實現個性化的夾板設計、夾板精確固定與調控，從而提高骨傷的治療效果。

技術領域

本發明涉及醫療夾板領域，尤其涉及一種個性化輕質醫療夾板及其設計方法。

背景技術

醫院骨折治療中，最重要的環節和基本手段是基于生物力學的夾板固定治療。這種采用固定結構輔助治療的非手術方法將在較長時間內作為主流治療方法被采用。當前針對骨折康復治療的夾板主要包括石膏固定夾板及牽引型小夾板。1982年，尚天裕等根據“靜態”和“動態”平衡原理、以布帶、夾板、紙墊、牽引等裝置組成一個局部外固定力學系統，用于保持骨折端的復位及壓應力刺激。2004年，王亞軍和趙繼印發明的自動檢測小夾板。馬景存等人結合傳感技術和信息處理技術研發的“醫用自動檢測小夾板”，通過附加檢測報警與調控功能較好地解決了扎帶力度問題。2007年，柳旺等針對醫用小夾板治療骨折時扎帶松緊度調整難題，通過設計基于多普勒血流速法的醫用自動恒力小夾板，實現了對醫用小夾板自動恒力的控制，有效避免了由于夾板過松導致骨折難以愈合及夾板過緊導致局部皮膚壓創等問題。張蕊等研究了磁體夾板對骨折愈合影響，使磁體夾板對骨折治療起到促進作用。魏成建等研制了一種智能氣囊小夾板，使用自動充氣調壓綁帶和帶有壓力傳感器的氣囊壓墊，外接可視壓力顯示屏，使氣囊扎帶和氣囊壓墊的壓力根據實際需求，可由調壓系統控制為穩定的壓強，但最終由于過重難以臨床應用

當前設計并使用的固定夾板重量普遍較大，經閉合手法骨骼復位后的患肢難以攜帶。石膏夾板透氣性差、難以針對恢復期不同階段進行最適當的固定調整，容易引起多種并發癥，導致骨折愈合后關節疼痛、僵硬。牽引型小夾板在使用過程中，扎帶松緊度的調整主要靠醫生的經驗及手感，在使用過程中會出現過松或過緊問題，扎帶過松會造成固定不牢，骨折部位易再次發生位移并難以愈合，扎帶過緊則易產生局部皮膚壓創，嚴重時造成肢體缺血性肌攣縮，乃至肢體壞疽。

上述現有夾板中普遍存在的問題，不僅對患者的日常工作和生活造成嚴重影響，同時也影響了患者對治療的依從性，影響治療及患肢的康復。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種個性化的輕質醫療夾板及其設計方法，不僅具有重量輕、透氣性好的優點，還可以根據患者的個體差異，實現個性化的夾板設計、夾板精確固定與調控，從而提高骨傷的治療效果。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是現有夾板重量重、透氣性差、扎帶松緊度不能定量控制，且無法適應患者的個體差異。

為實現上述目的，本發明提供了一種個性化輕質醫療夾板的設計方法，具體包括如下步驟：

步驟1：通過三維掃描構建患肢的模型；

步驟2：確定所述夾板的設計域；

步驟3：對所述夾板與所述患肢進行生物力學分析，構建生物力學模型；

步驟4：采用創成式設計方法設計多孔輕質夾板；

步驟5：采用增加材料的方式制造所述夾板；

步驟6：所述夾板的性能監測及改進。

進一步地，所述步驟3包括如下步驟：

步驟3.1：根據所述患肢部分損傷恢復過程的生理和病理變化規律，建立變化模型及相應的生物力學表征；