【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能脊柱侧弯矫形器领域，特别是涉及一种实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器。
技术介绍
1、脊柱侧弯是人体脊柱在三维空间上发生的形态和结构畸形，因为青少年是脊柱侧弯患病的主要群体，如果不得到及时有效的治疗会严重危害青少年的身心健康。治疗脊柱侧弯的方式有手术和非手术两种，利用矫形器支具治疗脊柱侧弯是目前公认的适用于未完全发育的轻、中型患者有效保守的非手术治疗方法，也是普遍接受的一种非手术治疗方法，利用矫形器支具治疗脊柱侧弯的原理是三点矫正原理和骨骼压力法则；对于一些重型患者只能采取高风险、高费用的手术来治疗，由于手术治疗带来的高风险、高费用，那么早期有效的矫形器支具治疗变得至关重要。但是目前矫形器支具治疗存在的不足之处在于：
2、1、医生在制作矫形器时先提取患者的躯干来制备阴模，接着灌制石膏阳模、石膏模型修型调整、预制板材热塑成型、板材坯型裁剪，最后患者穿戴适配，那手工制作、制作流程复杂导致制作的矫形器贴合低、透气性差、重量重、周期长、费用高。
3、2、患者在穿戴矫形器治疗初期尚可达到舒适的透气性和医生要求的矫正方位和大小，但是随着时间的推移患者穿戴部位的矫正力方位和大小是否还满足医生最初的要求是未知的，矫正力过大或过小都会导致患者矫形失败。
4、3、由于个体的差异，使患者在治疗时更依赖于医生的临床治疗经验，并没有数据化的治疗依据。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种实时监测患者穿戴部位矫正
2、为了达到上述的技术目的，第一方面，本专利技术的技术方案提供了一种实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，包括：
3、矫形器支具，具有紧贴于患者脊背的背部以及从所述背部延伸至患者前胸的前胸部，用于穿戴在患者上身部位；
4、多个柔性薄膜压力传感器，点阵式嵌入所述矫形器支具上，用于采集和监测患者穿戴部位空间曲面矢量矫正力；
5、ad采集模块，与所述柔性薄膜压力传感器连接，用于采集所述柔性薄膜压力传感器的模拟信号并将模拟信号转换为数字信号；
6、主控芯片，与所述ad采集模块连接，用于接收数字信号并将其处理后获得矫正力监测数值。
7、可选地，所述柔性薄膜压力传感器布设于所述矫形器支具的背部和从所述背部向前胸部延伸的两侧，两侧具有三个受力点，其中，三个受力点分别分布于人体肋骨的上、中、下沿。
8、进一步地，所述柔性薄膜压力传感器包括有24个，所述背部均匀布设有9个柔性薄膜压力传感器，其中，
9、背部居中布设1个柔性薄膜压力传感器，在以3*3的方式布设其余的8 个柔性薄膜压力传感器；
10、两侧布设有15个柔性薄膜压力传感器，均分为三组，其中，一侧布设有两组，分别分布于人体肋骨的上、下沿，另一侧布设有一组，分布于人体肋骨的中部。
11、进一步地，每一组所述柔性薄膜压力传感器中，位于中间的一个所述柔性薄膜压力传感器处于峰顶，其余四个所述柔性薄膜压力传感器均布于四周。
12、进一步地，位于四周的四个所述柔性薄膜压力传感器与位于中间的所述柔性薄膜压力传感器以左右10mm间隔距离，成十字排列。
13、可选地，所述矫形器支具在远离患者背部的一侧设有第一壳体，所述第一壳体用于放置电池；
14、靠近所述第一壳体上方在所述矫形器支具上设有第二壳体，所述第二壳体用于放置电路板。
15、进一步地，所述电路板上集成有主控芯片、三个ad采集模块、总控开关、电源接口，
16、所述电池与电源接口连接，所述电源接口与总控开关连接，所述总控开关与主控芯片连接，每8个柔性薄膜压力传感器与一个ad采集模块连接，三个ad采集模块均与主控芯片连接。
17、可选地，还包括设于所述矫形器支具内侧的温湿度传感器，所述温湿度传感器与主控芯片连接，用于监测矫形器内侧温湿度变化。
18、第二方面，本专利技术提供了一种青少年脊柱矫形器智能穿戴系统，包括：
19、如第一方面中任一所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器；
20、上位机，包括医患服务app和云端数据库服务器，与所述主控芯片连接，用于接收ad采集模块获得的矫正力监测数值，并通过医患服务app 界面使患者和/或医生实时查看监测区域压力数据。
21、可选地，根据24个柔性薄膜压力传感器的压力数据，创建一个11*17 原始矩阵，命名为矩阵o，矩阵各元素表示为oij(i∈[1，11]，j∈[1，17])，
22、
23、创建一个3*3的卷积核矩阵，命名为e，通过卷积核与矩阵卷积算法来补充数据，该矩阵各元素表示为eab(a∈[1，3]，b∈[1，3])
24、
25、最终处理的数据矩阵命名为mij(i∈[1，11]，j∈[1，17])；
26、通过以下公式进行矩阵卷积插值，补充插值原矩阵o中数据为0的数据，迭代公式为：
27、
28、式中，mij表示矩阵m的第i行第j列的数值；oi，j表示矩阵o的第i 行第j列的数值；oi，j-1表示矩阵o的第i行第j-1列的数值；eab表示矩阵e 的第a行第b列的数值；
29、从i＝2，j＝2开始遍历，迭代程序循环10次后，得到最终m矩阵，通过ug三维模型数据处理软件，将矫形器展开成平面，将其轮廓提取出来，二值化处理，轮廓外为0，轮廓内为1，该图像命名为矩阵g；
30、通过matlab自带的图像算法imresize()，将处理后的矩阵m当作图像，利用三维线性插值，调整其大小与矩阵g相等，得到矩阵m′；
31、通过矩阵图像m″ij＝m′ij○gij公式消除矫形器轮廓外数据，
32、式中，m″ij表示矩阵m″的第i行第j列的数值，m′ij表示矩阵m′的第i行第j列的数值，gij表示矩阵g的第i行第j列的数值，○表示矩阵的哈达玛积；
33、最后，通过matlab的图像显示函数imagesc()对m″进行显示。
34、由上，主控芯片能连接三个ad采集模块，并通过程序对24路压力数据进行处理，通过基于udp和mqtt协议的方式将数据上传到医患服务 app和云端数据库服务器中，解决了传统矫形器智能化程度不高，尤其是不能提供患者穿戴治疗数据的关键问题。医患服务app能够分析处理主控芯片传输的数据，并生成可视化的压力分布图，患者可以通过医患服务app 来调整矫形器的松紧来达到预本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述柔性薄膜压力传感器布设于所述矫形器支具的背部和从所述背部向前胸部延伸的两侧，两侧具有三个受力点，其中，三个受力点分别分布于人体肋骨的上、中、下沿。
3.根据权利要求2所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述柔性薄膜压力传感器包括有24个，所述背部均匀布设有9个柔性薄膜压力传感器，其中，
4.根据权利要求3所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，每一组所述柔性薄膜压力传感器中，位于中间的一个所述柔性薄膜压力传感器处于峰顶，其余四个所述柔性薄膜压力传感器均布于四周。
5.根据权利要求4所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，位于四周的四个所述柔性薄膜压力传感器与位于中间的所述柔性薄膜压力传感器以左右10mm间隔距离，成十字排列。
6.根据权利要求1所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智
7.根据权利要求6所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述电路板上集成有主控芯片、三个AD采集模块、总控开关、电源接口，
8.根据权利要求1所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，还包括设于所述矫形器支具内侧的温湿度传感器，所述温湿度传感器与主控芯片连接，用于监测矫形器内侧温湿度变化。
9.一种青少年脊柱矫形器智能穿戴系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的青少年脊柱矫形器智能穿戴系统，其特征在于，根据24个柔性薄膜压力传感器的压力数据，创建一个11*17原始矩阵，命名为矩阵O，矩阵各元素表示为Oij(i∈[1，11]，j∈[1，17])，
...【技术特征摘要】
1.一种实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述柔性薄膜压力传感器布设于所述矫形器支具的背部和从所述背部向前胸部延伸的两侧，两侧具有三个受力点，其中，三个受力点分别分布于人体肋骨的上、中、下沿。
3.根据权利要求2所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，所述柔性薄膜压力传感器包括有24个，所述背部均匀布设有9个柔性薄膜压力传感器，其中，
4.根据权利要求3所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，每一组所述柔性薄膜压力传感器中，位于中间的一个所述柔性薄膜压力传感器处于峰顶，其余四个所述柔性薄膜压力传感器均布于四周。
5.根据权利要求4所述的实时监测患者穿戴部位矫正力的智能脊柱侧弯矫形器，其特征在于，位于四周的四个所述柔性薄膜压力传感器与位于中间的所述柔性薄膜压...
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