一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置，属于涉及医疗器械领域。解决了现有柔性矫形器弹力带施加力度较小或柔性支具的施加力点跨过肩部和胯部增加了脊柱侧凸风险的问题，本发明专利技术上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块均为带状，且由上到下依次通过连接部件连接，且每两个相邻的固定模块之间均设有多组连接部件，每组连接部件均包括两个连接杆，所述两个连接杆相对呈八字型设置在相邻的两个固定模块之间，每个连接杆的两端均设有一个球体，每个固定模块与连接杆的连接部均开有圆形凹槽，连接杆两端的球体设置在所述上部固定模块、中部固定模块或下部固定模块的圆形凹槽内，且所述球体可在圆形凹槽内转动。本发明专利技术适用于脊柱侧凸矫正。用于脊柱侧凸矫正。用于脊柱侧凸矫正。
【技术实现步骤摘要】
一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置
[0001]本专利技术属于涉及医疗器械领域。
技术介绍
[0002]青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent idiopathic scoliosis，AIS)是青少年常见的致残性畸形，表现为脊柱的一个或数个节段向侧方凸曲并伴有椎体旋转的三维脊柱畸形。在美国，AIS的发病率为1％
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3％。在国内，北京、上海、广州，深圳等城市报道的AIS发病率为0.1％
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5％。AIS的发展若不采取及时的有效干预及治疗，其侧凸角度会逐渐加重，导致躯干、胸廓变形，严重时甚至导致脊髓和脊神经损伤，同时还会出现呼吸系统及心脏功能障碍，严重影响青少年的身体健康和日常生活。因此，AIS已经被列为继近视和肥胖后的第三大青少年疾病。当患者的AIS进展到一定程度，则不得不采用一定的干预手段。其中，矫形器是最常用的方式。目前的矫形器主要分成刚性矫形器和柔性矫形器两大类。其中刚性矫形器多数为根据患者的侧凸位置进行定制化制作，制作成本高，并且青少年处于发育高峰期，定制化器械的使用寿命较短。此外，刚性矫形器的佩戴，容易造成患者的不舒服，患者医从性较低，从而影响治疗效果。另外一种矫形器是柔性矫形器，主要通过弹力带在侧凸位置施加一定的矫正力，一定程度上解决了刚性支具佩戴不适的问题，但是弹力带施加力度较小，难以达到矫正的效果，并且多数柔性支具的施加力点跨过肩部和胯部，对患者躯干的某一侧造成一定的压缩力，增加了脊柱侧凸的风险以及对青少年的生长发育也可能造成一定的影响。
专利技术内容
[0003]本专利技术目的是为了解决现有柔性矫形器弹力带施加力度较小或柔性支具的施加力点跨过肩部和胯部增加了脊柱侧凸风险的问题，提供了一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置。
[0004]本专利技术所述一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置，包括：上部固定模块、中部固定模块、下部固定模块、刚性矫正丝和电机；
[0005]上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块均为环形带状，且由上到下依次通过连接部件连接，每两个相邻的固定模块之间均设有多组连接部件，每组连接部件均包括两个连接杆，所述两个连接杆相对呈八字型支撑在相邻的两个固定模块之间，每个连接杆的两端均设有一个球体，每个固定模块在与连接杆的连接部均开有圆形凹槽，连接杆两端的球体设置在所述上部固定模块、中部固定模块或下部固定模块的圆形凹槽内，且所述球体可在圆形凹槽内转动；每个固定模块沿长度方向分为等长的两段结构；两段结构以人体中心线对称；每个固定模块的两段结构之间均通过锁扣连接；
[0006]上部固定模块的位置对应于人体腋下；所述电机设置在下部固定模块上；
[0007]刚性矫正丝的中点在上部固定模块的侧面，位于人体腋窝的下侧位置，通过锚点固定形成上部着力点，刚性矫正丝以中点为上部着力点沿人体的前后侧对应向斜下缠绕至
中部固定模块的侧面，所述中部固定模块的侧面设有锚点对绕经的刚性矫正丝进行固定形成中部着力点，刚性矫正丝经中部着力点后再对应人体的前后侧对应向斜下方缠绕，其中一端直接缠绕至电机的输出轴，另一端缠绕至下部固定模块的侧面经锚点固定后继续斜向下缠绕至电机的输出轴；
[0008]所述电机的输出轴向一个方向转动时刚性矫正丝收紧，向另一个方向转动时刚性矫正丝放松。
[0009]进一步地，本专利技术中，上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块的外表面均设置有固定锚点，用于对刚性矫正丝的位置进行固定。
[0010]进一步地，本专利技术中，所述固定锚点采用刚性固定环实现。
[0011]进一步地，本专利技术中，上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块沿长度方向分为两段，所述两段之间通过锁扣连接。
[0012]进一步地，本专利技术中，连接杆为刚性杆或者刚度较高允许小幅形变的刚性弹簧。
[0013]进一步地，本专利技术中，上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块均为刚性结构。
[0014]进一步地，本专利技术中，上部固定模块、中部固定模块和下部固定模块内均设有柔性缓冲垫。
[0015]进一步地，本专利技术中，上部固定模块采用固定在衣服上或通过连接交叉背带的方式穿戴在人体上。
[0016]进一步地，本专利技术中，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在中部固定模块的一段结构上，用于采集刚性矫正丝对中部固定模块施加压力位置的压力信号。
[0017]进一步地，本专利技术中，还包括电机驱动与控制模块、电池、无线通信电路和无线控制终端，无线控制终端与无线通信电路进行无线通信，无线控制终端用于为设置矫正压力值提供人机交互端口，并将设置的矫正压力值通过无线通信电路发送至电机驱动与控制模块，所述电驱动与控制模块根据压力传感器采集的压力信号和接收的矫正压力值对电机的转动方向和转动圈数进行自适应控制。
[0018]本专利技术结合了传统的刚性支具和柔性支具的优点，并且针对各自的不足，提出了一种模块化的刚柔耦合智能矫形器。通过三段式六个刚性固定模块的组合可对不同方向和不同位置的侧凸施加三点力，使得模块具有更高的灵活性和适应性。同时通过刚性体之间的运动副连接，既保证了各个模块之间的相对运动，也将两点力那一侧竖直方向的力内部平衡，使得矫形器不对躯干产生额外的压缩力。在三段式模块中的下端模块中，通过单点力侧力反馈或者电机处的力矩反馈实施获取三点力施加大小，并根据反馈的力大小控制驱动电机收缩或释放刚性绳或刚性带从而实现自适应控制三点力到某一个合适的范围内，从而实现既能达到矫形效果，又能改善患者的舒适性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所述脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置固定在衣服上时的主视图；
[0020]图2是本专利技术所述脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置固定在衣服上时的后视图；
[0021]图3是上部固定模块的一段结构的结构示意图；
[0022]图4是中部固定模块的一段结构的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置，包括：上部固定模块1、中部固定模块2、下部固定模块3、刚性矫正丝4和电机5；
[0026]上部固定模块1、中部固定模块2和下部固定模块3均为环形带状，且由上到下依次通过连接部件连接，每两个相邻的固定模块之间均设有多组连接部件，每组连接部件均包括两个连接杆，所述两个连接杆相对呈八字型支撑在相邻的两个固定模块之间，每个连接杆的两端均设有一个球体，每个固定模块在与连接杆的连接部均开有圆形凹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置，其特征在于，包括：上部固定模块(1)、中部固定模块(2)、下部固定模块(3)、刚性矫正丝(4)和电机(5)；上部固定模块(1)、中部固定模块(2)和下部固定模块(3)均为环形带状，且由上到下依次通过连接部件连接，每两个相邻的固定模块之间均设有多组连接部件，每组连接部件均包括两个连接杆，所述两个连接杆相对呈八字型支撑在相邻的两个固定模块之间，每个连接杆的两端均设有一个球体，每个固定模块与连接杆的连接部均开有圆形凹槽，连接杆两端的球体设置在所述上部固定模块(1)、中部固定模块(2)或下部固定模块(3)的圆形凹槽内，且所述球体可在圆形凹槽内转动；每个固定模块沿长度方向分为等长的两段结构；两段结构以人体中心线对称；每个固定模块的两段结构之间均通过锁扣连接；上部固定模块(1)的位置对应于人体腋下；所述电机(5)设置在下部固定模块(3)上；刚性矫正丝(4)的中点在上部固定模块(1)的侧面，位于人体腋窝的下侧位置，通过锚点固定形成上部着力点，刚性矫正丝(4)以中点为上部着力点沿人体的前后侧对应向斜下缠绕至中部固定模块(2)的侧面，所述中部固定模块(2)的侧面设有锚点对绕经的刚性矫正丝(4)进行固定形成中部着力点，刚性矫正丝(4)经中部着力点后再对应人体的前后侧对应向斜下方缠绕，其中一端直接缠绕至电机的输出轴，另一端缠绕至下部固定模块(3)的侧面经锚点固定后继续斜向下缠绕至电机的输出轴；所述电机的输出轴向一个方向转动时刚性矫正丝(4)收紧，向另一个方向转动时刚性矫正丝(4)放松。2.根据权利要求1所述的一种脊柱侧凸的模块化刚柔耦合智能矫形装置，其特征在于，上部固定模块(1)、中部固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒯声政，陈晓生，刘亚丽，关鑫宇，颜滨，
申请(专利权)人：深圳市第二人民医院深圳市转化医学研究院，
类型：发明
国别省市：
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