[发明专利]一种适用于脊柱侧凸的矫治力优化智能调控系统

说明书

本发明公开了一种适用于脊柱侧凸的矫治力优化智能调控系统，包括矫形器本体和调控机构，调控机构依托于矫形器本体，包括矫治力优化设计模块、终端数据监测反馈模块和矫治力智能调控模块。本系统的矫治力优化设计模块，输入患者身体测量数据及脊柱侧凸分型后，可自动匹配相对应的矫形器力学设计，有助于减小因矫形器师经验差异而导致的矫形器设计差异，以促进矫形器设计的标准化和规范化。终端数据监测反馈模块和矫治力智能调控模块，形成“矫治力施加‑压力监测‑压力控制”的闭环系统，进行实时监测并智能调节矫治力，可减少矫形器穿戴过程中因形体变化在不更换或调整矫形器的情况下，导致的矫治力施加不准确或不稳定问题。

技术领域

本发明涉及骨科矫形领域，具体来说，涉及一种适用于脊柱侧凸保守治疗的矫治力优化设计与智能调控系统。

背景技术

脊柱侧凸涉及脊柱矢状面、冠状面侧凸，常伴有旋转畸形。特发性脊柱侧凸好发于青少年，且女性多于男性。患有脊柱侧凸不仅影响心理健康，还可危及青少年的骨骼发育。如矫治不及时或矫治不当，严重的脊柱畸形甚至可影响患者的心肺功能。矫形器治疗是目前公认的适用于未发育成熟，轻、中度脊柱侧凸患者最主要的非手术治疗方法。但穿戴矫形器对脊柱所施加的矫治力设计直接影响着矫治效果。

现有矫形器为热塑板材成型的硬质矫形器。患者通过长期穿戴的方式获得脊柱侧凸矫正。其步骤是首先对患者进行石膏绷带取型，修改石膏阳型增加施压区和压力释放区，然后通过热塑板材成型来完成制作。传统矫形器为硬质的，通过三点力原理对矫形器设计施压区和压力释放区。施加的压力分布与大小不可预知，且可受到矫形器师经验差异的影响。此外，此种矫形器也无施压区压力监测与反馈调节功能。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种既能在矫形器制作前，根据患者身体测量数据及脊柱侧凸保守治疗分型自动匹配矫形器设计，又能对矫治力实时监测智能调控的脊柱侧凸矫治系统，以克服现有相关技术所存在的矫形器穿戴过程中，因形体变化在不更换或调整矫形器的情况下，导致矫治力施加不准确或不稳定的技术问题，并且能减小由矫形器师经验而导致的矫形器设计差异。

此外，本发明的矫治力优化设计模块也弥补了传统矫形器装配后，施压区压力分布不可预知，矫治效果难以预期的空缺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于脊柱侧凸的矫治力优化智能调控系统，包括矫形器本体和调控机构，所述调控机构与矫形器本体可拆卸连接，调控机构与矫形器本体通过无线方式连接。

进一步地，矫形器本体包括外层柔性片、内层柔性片以及中层加固片，内层柔性片贴覆在中层加固片的内侧，外层柔性片贴覆在中层加固片的外侧；

所述调控机构包括矫治力优化设计模块、终端数据监测反馈模块和矫治力智能调控模块，矫治力优化设计模块的输出端与矫治力智能调控模块的输入端相接，终端数据监测反馈模块的输出端与矫治力智能调控模块的输入端相接。

进一步地，所述矫治力智能调控模块包括控制器、主板、直流输入单元、微型气泵、电磁阀和微型气囊。主板的输入端与力反馈主控单元数据连接，输出端与控制器数据连接。主板内编有主控程序。控制器与微型气泵数据连接，微型气泵通过气管与电磁阀和微型气囊连接，其中，电磁阀与微型气囊设为一组，设置多组电磁阀与微型气囊，并且设置的多组微型气囊分布在中层加固片上，每组包含至少一个微型气囊。

进一步地，所述终端数据监测反馈模块包括柔性压力传感器、力反馈单元和力反馈主控单元；柔性压力传感器通过电性方式与力反馈单元相接，力反馈单元的输出端与力反馈主控单元相接。柔性压力传感器固定在微型气囊表面，且每个施压区至少有一个微型气囊上固定有柔性压力传感器，柔性压力传感器通过电性方式与力反馈单元相接。