[發(fā)明專利]一種脊柱矯形器的自動矯形方法

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• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113143563A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔友平;何俊霖;戚金來;喬子洲;陳伊;何鴻昊;趙鵬;陳慧鵬;邵惠鋒;李文欣;劉海強;周傳平;王茂法
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: A61F5/02
• 分類號: A61F5/02;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種脊柱矯形器的自動矯形方法，矯形器包括矯形器本體，矯形器本體設(shè)有控制器以及對矯形器本體起松緊作用的調(diào)整機(jī)構(gòu)，根據(jù)有限元分析軟件確定矯形器本體上的受力點，在受力點設(shè)置壓力傳感器以檢測受力點的壓力并實時向控制器傳輸壓力值；控制器預(yù)設(shè)每個矯形階段對應(yīng)的壓力閾值，若壓力值小于壓力閾值，則控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體收緊，若壓力值大于壓力閾值，則控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體放松。通過控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)自動對矯形器進(jìn)行松緊，實現(xiàn)每個階段矯正力的自動調(diào)整，不僅保證矯正效果，而且矯正時間也極大縮短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療矯正技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脊柱矯形器的自動矯形方法。

背景技術(shù)

下面的背景技術(shù)用于幫助讀者理解本發(fā)明，而不能被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(AIS)是一種發(fā)病于青少年時期，涉及冠狀面、矢狀面和軸狀面的三維脊柱畸形，其發(fā)病機(jī)制尚無定論。青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸占特發(fā)性脊柱側(cè)凸的80％，占青少年總數(shù)的2％-3％。脊柱側(cè)彎不僅影響患者生理健康，而且對其心理產(chǎn)生負(fù)面影響。目前對于AIS的治療主要有手術(shù)治療和非手術(shù)治療，當(dāng)患者側(cè)彎Cobb角45°時可以選擇手術(shù)治療；局部Cobb角在25°～45°之間時，為了盡可能避免手術(shù)治療造成的神經(jīng)損傷，臨床一般采用非手術(shù)治療。非手術(shù)治療的方法眾多，其中矯形器是最常用的方法。

矯形器可以通過限制肢體或軀干關(guān)節(jié)的異?；顒?，維持脊柱、骨、關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，減輕疼痛或恢復(fù)其承重作用；也可以通過固定病變部位來矯正肢體已出現(xiàn)的畸形，預(yù)防畸形的發(fā)生和發(fā)展；還可以通過對病變肢體的固定和保護(hù)，促進(jìn)炎癥和水腫吸收，保持肢體和關(guān)節(jié)的正常對線。但傳統(tǒng)矯形器的制作方法繁瑣復(fù)雜，而且準(zhǔn)確度較低，受康復(fù)技師的技術(shù)水平的影響較大。

由于計算機(jī)技術(shù)的提升，利用計算機(jī)輔助設(shè)計和制造對矯形器進(jìn)行設(shè)計和加工己被廣泛應(yīng)用。3D打印方法有直接成型的優(yōu)點，可根據(jù)有限元分析對矯形效果進(jìn)行預(yù)判并及時優(yōu)化矯形器結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)更加符合人體力學(xué)的產(chǎn)品，增加定制矯形器的實用度與美觀度，滿足人體的舒適性與美學(xué)的要求。并可結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)與通信技術(shù)，實現(xiàn)個性化定制的產(chǎn)業(yè)化與全球化。

但矯形器矯形通常需要較長時間，甚至長達(dá)幾年，如果僅靠使用者自身對矯正力的感知，很容易因穿戴習(xí)慣降低對矯正力的敏感度，并且在人工松緊時，主觀意識較強，無法判斷合適的松緊程度，不僅造成矯正時間延長，而且矯正效果也極難保證，使矯形器降低或失去矯正功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種脊柱矯形器的自動矯形方法，通過控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)自動對矯形器進(jìn)行松緊，實現(xiàn)每個階段矯正力的自動調(diào)整，不僅保證矯正效果，而且矯正時間也極大縮短。

本發(fā)明提供一種脊柱矯形器的自動矯形方法，矯形器包括矯形器本體，其特征在于，矯形器本體設(shè)有控制器以及對矯形器本體起松緊作用的調(diào)整機(jī)構(gòu)，自動矯形方法包括以下步驟：

根據(jù)有限元分析軟件確定矯形器本體上的受力點，在受力點設(shè)置壓力傳感器以檢測受力點的壓力并實時向控制器傳輸壓力值；

控制器預(yù)設(shè)每個矯形階段對應(yīng)的壓力閾值，若壓力值小于壓力閾值，則控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體收緊，若壓力值大于壓力閾值，則控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體放松。

在矯形器矯形期間，根據(jù)使用者每個階段所能接受且合適的壓力閾值，通過控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體進(jìn)行松緊。當(dāng)受力點的實時壓力值小于壓力閾值，控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體收緊直至壓力值等于壓力閾值，當(dāng)實時壓力值大于壓力閾值，控制器控制調(diào)整機(jī)構(gòu)對矯形器本體放松直至壓力值等于壓力閾值，從而實現(xiàn)每個階段矯正力的自動調(diào)整，不僅保證矯正效果，而且矯正時間也極大縮短。