一种智能模块化脊柱矫正系统的制作方法

1.本发明涉及脊柱矫正技术领域，具体领域为一种智能模块化脊柱矫正系统。


背景技术：

2.脊柱侧弯是指脊柱的一个或多个节段在管状面上偏离身体中线向侧方弯曲，形成一个带有弧度的脊柱畸形，通常还伴有脊柱的旋转和矢状面上后突或前突的增加或减少，同时还有肋骨左右高低不等平、骨盆的旋转倾斜畸形和椎旁的韧带和肌肉的异常，脊柱侧弯畸形会严重影响患者的外观，内脏的功能，重症患者会危及生命；目前脊柱矫正系统产品大多为，定制支具，有少部分为气囊结构的方案；对于定制支具，其特点为需要根据不同身材定制各个矫正阶段的不同支具，成本高，周期长，佩戴舒适性差；对于气囊结构的方案，缺点在于对气囊没有有效的定型限位结构，矫正形状控制困难，矫正效果不佳。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能模块化脊柱矫正系统。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能模块化脊柱矫正系统，包括气囊模块、连接带、侧面固定板、以及背面固定板，所述气囊模块包括气囊、刚性板、侧面弹性板和曲面弹性板，侧面弹性板设置有两块，两块侧面弹性板分别设置在刚性板的两侧，曲面弹性板设置在刚性板的前侧门，刚性板、曲面弹性板和两块侧面弹性板形成环绕的气囊腔体，所述的气囊设置于气囊腔体内，气囊的膨胀或缩小调节，带动曲面弹性板形变以贴合使用者身体相应部位，所述气囊模块成对设置，每对气囊模块之间通过连接带连接，所述连接带设置有柔性连接带和刚性连接带，柔性连接带的两端分别连接两个气囊模块同一侧的侧面弹性板一端，刚性连接带的两侧分别两件两个气囊模块同一侧的侧面弹性板另一端，所述背面固定板与刚性连接带连接；成对设置的气囊模块设置有多组，多组气囊模块从上到下依次排列设置，背面固定板呈竖直方向设置，且所有的刚性连接带均与背面固定板连接；所述侧面固定板设置有两个，两个侧面固定板分别对应于一侧的气囊模块连接，侧面固定板与该对应侧所有的刚性板连接。
5.优选的，所述侧面固定板的上侧端设置有肩部避让缺口。
6.优选的，所述气囊模块还包括有气压传感器、控制器、气泵和电磁阀，气压传感器设置在气囊内，气压传感器的信号输出端与控制器的输入端连接，气泵的出气端通过电磁阀与气囊的气口连通，控制器的输出端分别与气泵的控制端和电磁阀的控制端连接。
7.优选的，所述侧面固定板的长度和背面固定板的长度为根据使用者的使用情况具
体定制。
8.优选的，所述气囊模块的数量和安装位置根据使用者的特征、矫正方案进行调整。
9.优选的，所述柔性连接带和刚性连接带均为可调节长度的连接带，柔性连接带和刚性连接带上均排列设置有多个固定孔，所述气囊模块分别与柔性连接带和刚性连接带连接处设置有固定扣，固定扣与固定孔扣接配合。
10.优选的，所述柔性连接带由不可拉伸变形的纤维编织带制成，所述刚性连接带由片状硬质塑料带制成。
11.优选的，所述刚性连接带上贴合人体的一侧面上设置有压力传感器，压力传感器的信号输出端与外部显示设备连接。
12.优选的，所述背面固定板与刚性连接带之间设置有背部长度调节机构，所述背部长度调节机构包括螺杆和螺母，所述螺杆的一端转动安装在刚性连接带上，所述背面固定板上设置有螺纹孔，螺杆与螺纹孔螺纹配合，螺母配合设置在螺杆上，且螺母位于背面固定板远离刚性连接带的一侧面。
13.优选的，一种智能模块化脊柱矫正系统，其使用方式为：（1）根据患者的体型特点定制左右刚性固定板和背面刚性固定板，使左右固定板的形状适合身体侧面轮廓；使背面固定板形状符合背部轮廓；另外根据体型高度，确定气囊模块的安装位置和数量；同时确定背部固定板上长度调节机构的安装位置；（2）将气囊模块根据设计要求安装到侧面固定板上；（3）根据患者身材，调节前部柔性连接带和后部刚性连接带的长度，并连接到气囊模块上；（4）安装背部固定板上的背部长度调节机构，并且连接到后部刚性连接带上面，起作用是通过调节两者之间的距离对患者背部局部施加力；（5）气囊模块的气管和控制模块连接，气囊通过四通连接到气压传感器，电磁阀和气泵；气压传感器用于测量气囊内的压力，气泵用于增加气囊内的压力，电磁阀用于控制气囊放气，减少气囊内的压力；控制器包含接受各个气囊模块连接的气压传感器的压力信号数据，通过控制电压输出给各组气囊模块连接的气泵电磁阀，控制给气囊充气或放气操作；（6）根据患者情况制定治疗计划，治疗计划包含按时间线推算各个气囊模块的压力调节数值，以及接收压力传感器的压力调节数值；（7）实施治疗计划，将设备安装到患者身上，启动设备，设备根据设定的治疗计划，控制每一组气囊模块工作，控制到设定的压力值；气囊模块内的气囊根据压力值的改变，气囊会膨胀或收缩，由于气囊模块正面和侧面的弹性板的限制和人体接触部分的模块外形受到限制，压力方向固定；（8）调节背部长度调节机构，使背部刚性连接带接触到人体背部，并通过压力传感器测量到压力值控制对背部的施压。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用模块化的气囊模块，和定制化的侧板和背板，兼顾了差异性的体型；同时对气囊的形变进行限制，保证形变方向，提高矫正效果。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；图3为本发明的气囊模块结构示意图；图4为本发明的气囊模块控制原理图；图5为本发明的长度调节机构以及压力传感器配合结构示意图。
16.图中：1、侧面固定板；2、背面固定板；3、气囊；4、刚性板；5、侧面弹性板；6、曲面弹性板；7、柔性连接带；8、刚性连接带；9、肩部避让缺口；10、气压传感器；11、控制器；12、气泵；13、电磁阀；14、四通；15、电池；16、螺杆；17、螺母；18、压力传感器。
具体实施方式
17.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做出创造性劳动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。
18.请参阅图1至5，本发明提供一种技术方案：一种智能模块化脊柱矫正系统，包括气囊模块、连接带、侧面固定板1、以及背面固定板2，所述气囊模块包括气囊3、刚性板4、侧面弹性板5和曲面弹性板6，侧面弹性板5设置有两块，两块侧面弹性板5分别设置在刚性板4的两侧，曲面弹性板6设置在刚性板4的前侧门，刚性板4、曲面弹性板6和两块侧面弹性板5形成环绕的气囊3腔体，所述的气囊3设置于气囊3腔体内，气囊3的膨胀或缩小调节，带动曲面弹性板6形变以贴合使用者身体相应部位，所述气囊模块成对设置，每对气囊模块之间通过连接带连接，所述连接带设置有柔性连接带7和刚性连接带8，柔性连接带7的两端分别连接两个气囊模块同一侧的侧面弹性板5一端，刚性连接带8的两侧分别两件两个气囊模块同一侧的侧面弹性板5另一端，所述背面固定板2与刚性连接带8连接；成对设置的气囊模块设置有多组，多组气囊模块从上到下依次排列设置，背面固定板2呈竖直方向设置，且所有的刚性连接带8均与背面固定板2连接；所述侧面固定板1设置有两个，两个侧面固定板1分别对应于一侧的气囊模块连接，侧面固定板1与该对应侧所有的刚性板4连接。
19.所述侧面固定板1的上侧端设置有肩部避让缺口9。
20.所述气囊模块还包括有气压传感器10、控制器11、气泵12和电磁阀13，气压传感器10设置在气囊3内，气压传感器10的信号输出端与控制器11的输入端连接，气泵12的出气端通过电磁阀13与气囊3的气口连通，控制器11的输出端分别与气泵12的控制端和电磁阀13的控制端连接。
21.实际使用中，可在气囊3的开口处设置一四通14接口，并在每个接口处分别连通气泵12输气口、电磁阀13气口和气压传感器10探测端。
22.控制器11分别与气泵12、气压传感器10和电磁阀13电连接，同时气囊模块还包括有电池15，通过电池15对设备进行供电。
23.所述侧面固定板1的长度和背面固定板2的长度为根据使用者的使用情况具体定制。
24.所述气囊模块的数量和安装位置根据使用者的特征、矫正方案进行调整。
25.所述柔性连接带7和刚性连接带8均为可调节长度的连接带，柔性连接带7和刚性连接带8上均排列设置有多个固定孔，所述气囊模块分别与柔性连接带7和刚性连接带8连接处设置有固定扣，固定扣与固定孔扣接配合。
26.所述柔性连接带7由不可拉伸变形的纤维编织带制成，所述刚性连接带8由片状硬质塑料带制成。
27.所述刚性连接带8上贴合人体的一侧面上设置有压力传感器18，压力传感器的信号输出端与外部显示设备连接，所述的压力传感器可以设置一个，将该压力传感器安装在其中一刚性连接带8上，也可将压力传感器设置为多个，根据实际使用要求安装压力传感器的具体位置。
28.所述背面固定板2与刚性连接带8之间设置有背部长度调节机构，所述背部长度调节机构包括螺杆16和螺母17，所述螺杆16的一端转动安装在刚性连接带8上，所述背面固定板2上设置有螺纹孔，螺杆16与螺纹孔螺纹配合，螺母17配合设置在螺杆16上，且螺母17位于背面固定板2远离刚性连接带8的一侧面。
29.本技术的智能模块化脊柱矫正系统，其使用方式为：（1）根据患者的体型特点定制左右刚性固定板和背面刚性固定板，使左右固定板的形状适合身体侧面轮廓；使背面固定板2形状符合背部轮廓；另外根据体型高度，确定气囊模块的安装位置和数量；同时确定背部固定板上长度调节机构的安装位置；（2）将气囊模块根据设计要求安装到侧面固定板1上；（3）根据患者身材，调节前部柔性连接带7和后部刚性连接带8的长度，并连接到气囊模块上；（4）安装背部固定板上的背部长度调节机构，并且连接到后部刚性连接带8上面，起作用是通过调节两者之间的距离对患者背部局部施加力；（5）气囊模块的气管和控制模块连接，气囊3通过四通14连接到气压传感器10，电磁阀13和气泵12；气压传感器10用于测量气囊3内的压力，气泵12用于增加气囊3内的压力，电磁阀13用于控制气囊3放气，减少气囊3内的压力；控制器11包含接受各个气囊模块连接的气压传感器10的压力信号数据，通过控制电压输出给各组气囊模块连接的气泵12电磁阀13，控制给气囊3充气或放气操作；（6）根据患者情况制定治疗计划，治疗计划包含按时间线推算各个气囊模块的压力调节数值，以及接收压力传感器的压力调节数值；（7）实施治疗计划，将设备安装到患者身上，启动设备，设备根据设定的治疗计划，控制每一组气囊模块工作，控制到设定的压力值；气囊模块内的气囊3根据压力值的改变，气囊3会膨胀或收缩，由于气囊模块正面和侧面的弹性板的限制和人体接触部分的模块外形受到限制，压力方向固定；（8）调节背部长度调节机构，使背部刚性连接带8接触到人体背部，并通过压力传感器测量到压力值控制对背部的施压。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。