[發明專利]糖尿病足支撐裝置

有效

• 申請號: 201911341353.7
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110916285B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 于一江;徐星;殷學超
• 申請（專利權）人: 淮安市中醫院
• 主分類號: A43B3/34
• 分類號: A43B3/34;A43B3/44;A43B3/26;A43B13/14;A43B13/20;A43B23/02
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 解敬文;施艷榮

1.一種糖尿病足支撐裝置的控制方法，其特征在于：

所述糖尿病足支撐裝置包括鞋型外殼、中央控制器、底部支撐襯墊、氣囊墊、壓力分散墊、表面接觸襯墊、鞋頭壓力傳感器、鞋面壓力傳感器、氣泵；

鞋型外殼包括腳踝支撐部和腳部容納部；鞋型外殼的結構主體材料為復合材料；其具有由鎂鋁合金或者碳纖維材料形成的芯材以及包裹于該芯材之外的柔性織物材料，上述柔性織物材料為聚酯纖維；

其中，腳部容納部包括了上部容納部、下部容納部以及中間伸縮部；上部容納部和下部容納部的外表面分別連接到多個直線驅動器的兩端；具體地，上部容納部連接在直線驅動器推桿的末端，下部容納部連接在直線驅動器的固定端；在直線驅動器的帶動下實現上部容納部和下部容納部的相互分離和靠近；上部容納部和下部容納部的相互分離和靠近的過程中，中間伸縮部產生拉伸和壓縮的效果；

中間伸縮部為多層能夠實現折疊的材料層，該多層能夠實現折疊的材料層在受到拉伸時，多層材料被至少部分地被拉直變長；當受到壓縮時，多層材料被至少部分地被折疊，材料變短；該中間伸縮部的材料為具有預制折疊形狀的塑料材料；

在鞋型外殼的腳踝支撐部的外側側面上安裝了中央控制器，該中央控制器與直線驅動器 的驅動部連接，從而驅動該直線驅動器的推桿向上或向下移動，進而帶動中間伸縮部拉伸和收縮；上述連接方式為有線連接或無線連接；

直線驅動器的數量為至少4個，其分別設置在鞋型外殼的左右兩個側面的前方和后方，實現在驅動中間伸縮部伸縮時受力均勻；

在腳部容納部內部從下至上依次設置了底部支撐襯墊、氣囊墊、壓力分散墊、表面接觸襯墊；

其中，底部支撐襯墊為高分子彈性襯墊，其厚度在4-7mm，其壓縮模量控制在45-70％之間；如果厚度過厚或者壓縮模量過低會造成穿著過程中對于腳部擠壓力過大，而如果厚度過小或者壓縮模量過高會造成襯墊支撐力過低，加大足部磨損；

該底部支撐襯墊還具有多個陣列分布的透氣孔，能夠實現對于足部的通風，進一步降低了感染的風險；

在底部支撐襯墊的上面設置了氣囊墊和壓力分散墊，該氣囊墊的上表面和壓力分散墊的下表面通過粘合的方式實現了固定連接；該氣囊墊為中空的薄型氣囊，在靠近后端設置一通氣管，該通氣管于小型氣泵連接，從而實現氣體的排出和輸入，從而實現該氣囊墊的氣體調節；在該氣囊墊的上表面固定連接了壓力分散墊，該壓力分散墊的材料為彈性樹脂或者彈性織物材料形成的層，其通過在上述彈性樹脂或者彈性織物材料形成的層上形成陣列的切割道來形成，并且在氣囊墊上部也形成不貫通的與壓力分散墊切割道對應的凹槽；通過設置上述凹槽使得氣囊墊在受到壓力時更容易產生變形，從而更容易帶動其上方固定連接的壓力分散墊上由切割道切割形成的柱體的傾斜，從而更加有利于分散壓力；

該陣列的切割道為平行排布的多個直線切割道或者成網格排列的多個直線切割道；該壓力分散墊在受到壓力后下方的氣囊墊變形，壓力分散墊的多個豎直的柱體能夠向側旁傾斜，從而分散部分向下的壓力，避免了腳底局部壓力過大；

在壓力分散墊的上表面設置表面接觸襯墊，該表面接觸襯墊的內部靠近上表面的位置上設置了多個壓力傳感器，該壓力傳感器與中央控制器連接，并且能夠實時監測腳步多個區域的壓力并將上述壓力傳送給中央控制器；

根據該多個壓力傳感器設置的位置將氣囊墊劃分為多個與之位置對應的獨立的氣囊腔體，多個獨立的氣囊腔體互不干擾，能夠實現獨立的充放氣以及氣壓調節；上述多個獨立的氣囊腔體通過獨立的氣路和閥門獨立地連接到氣泵上，從而實現對于單個氣囊腔體的獨立控制；

當中央控制器檢測到多個壓力傳感器中的至少一個的壓力值超過閾值，則驅動與該壓力傳感器對應區域的氣囊腔體地氣泵進行排氣，從而降低該區域的壓力，當該壓力值降低至閾值之下時停止排氣；

在鞋型外殼的前頂端的內側上壁處設置了鞋面壓力傳感器， 該傳感器能夠實時監測鞋面對于腳部的壓力，并將該數據傳送給中央控制器，當該壓力值超過預設閾值時，中央控制器驅動直線驅動器的推桿向上運動，從而實現中間伸縮部的拉伸，增加外殼內 部空間；當該鞋面壓力降低至閾值之下時，停止直線驅動器的工作；

在鞋型外殼的前端面內側表面設置了鞋頭壓力傳感器、該傳 感器能夠實時監測鞋面對于腳尖的壓力，并將該數據傳送給中央控制器，當該壓力值超過預設閾值時，中央控制器驅動與中央控制器 集成的報警器進行報警，提示使用者更換支架或襪子；

壓力傳感器、鞋頭壓力傳感器、鞋面壓力傳感器、氣泵、直線驅動器均連接到中央控制器，并進行數據傳輸和控制；

所述糖尿病足支撐裝置的控制方法，包括以下步驟：

第一步，開機后，進行初始化，具體為：

通過中央控制器控制氣泵對于氣囊襯墊進行充氣至預設的初始壓力，通過中央控制器控制直線驅動器伸縮至預設的初始長度；

第二步，使用者穿著該支架后，通過多個壓力傳感器、鞋頭壓力傳感器和鞋面壓力傳感器檢測穿著后的各個壓力，根據壓力檢測結果完成初始調節，具體為：

當多個壓力傳感器中的至少一個的檢測值超過預設底部報警閾值時，中央控制器控制與該壓力傳感器對應區域的氣囊襯墊的氣囊腔體進行排氣，直至該壓力傳感器的壓力值小于預設底部報警閾值；

當鞋頭壓力傳感器的檢測值超過預設鞋頭報警閾值時，中央控制器驅動與中央控制器集成的報警器進行報警，提示使用者更換支架或襪子；

當鞋面壓力值超過預設鞋面報警閾值時，中央控制器驅動直線驅動器的推桿向上運動，從而實現中間伸縮部的拉伸，增加外殼內部空間；當該鞋面壓力降低至預設鞋面報警閾值之下時，停止直線驅動器的工作；

第三步，在長時間使用過程中，持續對多個壓力傳感器、鞋頭壓力傳感器和鞋面壓力傳感器的檢測值進行實施監控，具體為：

針對壓力傳感器、鞋頭壓力傳感器和鞋面壓力傳感器的監測值在一個時間段內的平均壓力值超過了預設的累計報警閾值則通過中央控制器進行如下操作：

當多個壓力傳感器中的至少一個的檢測值超過預設的底部累計報警閾值時，中央控制器控制與該壓力傳感器對應區域的氣囊襯墊的氣囊腔體進行排氣，直至該壓力傳感器的壓力值小于預設的底部累計報警閾值；

當鞋頭壓力傳感器的檢測值超過預設的鞋頭累計報警閾值時，中央控制器驅動與中央控制器集成的報警器進行報警，提示使用者更換支架或襪子；

當鞋面壓力值超過預設的鞋面累計報警閾值，中央控制器驅動直線驅動器的推桿向上運動，從而實現中間伸縮部的拉伸，增加外殼內部空間；當該鞋面壓力降低至預設的鞋面累計報警閾值之下時，停止直線驅動器的工作；

其中，初始化時的報警閾值和使用過程中的累計報警閾值是被區分的。