[发明专利]智能型脊柱侧弯矫形系统及控制方法

说明书

本发明提供一种智能型脊柱侧弯矫形系统及控制方法，它包括脊柱侧弯矫形器和远程智能分析平台。脊柱侧弯矫形器包括矫形器本体、若干个衬垫式多胞微腔充气结构、若干个多胞微腔充气结构压力检测装置、足底压力检测装置、中央控制装置和压力调节装置。矫形器本体根据脊柱侧弯儿童/青少年的脊柱侧弯情况个性化定制而成。衬垫式多胞微腔充气结构内置在矫形器本体内侧，分布在与人体胸部、腰部和骨盆相对应处。中央控制装置根据多胞微腔充气结构压力检测装置和足底压力检测装置检测的数据，输出控制信号通过压力调节装置调节衬垫式多胞微腔充气结构施加的矫形压力，达到矫正脊柱的目的。

技术领域

本发明涉及一种智能型脊柱侧弯矫形系统及控制方法，属于矫形器械技术领域。

背景技术

脊柱侧弯(也称脊柱侧凸)是指脊柱的一个或数个节段在冠状面上偏离身体中线，向侧方弯曲而导致的畸形，脊柱侧弯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。我国儿童青少年脊柱侧弯发病率高达2％～4％，是继近视眼和肥胖症两种疾病之后的又一危害我国儿童青少年身心健康的顽疾。脊柱侧弯不仅影响儿童青少年身体外观，还影响其心理健康，严重时会压迫身体心肺等器官进而威胁到生命。

脊柱侧弯畸形程度一般可用科布角(Cobb)来进行衡量，对于科布角小于45度的儿童属轻中度脊柱侧弯，采用矫形器进行矫正即可。专利文献1CN106236351A公开了“一种脊柱侧弯矫形器”，该脊柱侧弯矫形器结构复杂，不仅制作繁琐、有失经济性，而且在脊柱矫正的过程中需要不断地、凭借矫形师个人经验手动调节矫形器，调节矫形器的大小，达到矫形的目的，不科学，且过程较为繁琐。

专利文献2 CN107669386A公开了“一种脊柱矫形器”，该脊柱侧弯矫形器包括开放式的外壳板，在外壳板内侧固定有气囊，该气囊通过连接管与气压自动控制装置相连，气压自动控制装置又与充气装置相连。当气囊内的压力低于设定值时，气压自动控制装置工作启动充气装置给气囊充气，使气囊内的压力保持恒定。在实际应用中，由于气囊是一个大整体，佩戴不舒服，佩戴者不愿意长时间佩戴；且在日常活动过程中往往会造成施加于人体的压力呈现出一定的波动性，不利于压力的检测。再者，该专利文献公开的气囊压力的设定，仍依赖于矫形师个人经验设定。如果压力设定的过小，起不到矫形的目的，如果压力设定的过大，对人体产生其他不利影响，存在不科学性！

专利文献3 CN107137170A公开了“一种脊柱侧弯矫形器、系统以及远程监控方法”。所述脊柱侧弯矫形器包括多条调节带，所述调整装置为多台电机。脊柱侧弯矫形系统通过电机拉伸调节带，进行压力的调节和监控，从而，达到矫形的目的。在实践过程中，发现安装有电机的矫形器不便于佩戴者平常的活动，易使佩戴者产生拒绝心理；再者，调节带的拉伸容易引发矫形器本体与佩戴者人体接触的既定施力区位置发生改变，造成矫形压力施力位置偏移而导致矫形失败；再者，由于固定于矫形器上的调节带仅能通过单向拉伸来粗放地改变矫形压力，会使施加于佩戴者身体部位的矫形压力不均匀；再者，调节带拉伸过程中矫形器本体与佩戴者皮肤之间产生的滑动容易带来潜在的佩戴者皮肤摩擦损伤；另外，由于人体上身表层组织的高弹性也会导致其所采用的矫形压力直接测量方法难以稳定和准确地采集得到施加于佩戴者身体的矫形压力数据。故，该专利申请公开的通过调节带拉伸的方式难以精准地改变矫形压力，压力检测装置直接检测的矫形压力也不准确、不稳定，由于施加的矫形压力和采集的压力数据均不准确，必会严重地影响对矫形器本体压力的调节和监测，进而影响矫形效果。

故，研制一种具有量化调节功能的脊柱侧弯矫形系统势在必行！另外，经大量的观察和测量，发现脊柱侧弯的儿童/青少年与脊柱正常的儿童/青少年相比，脊柱侧弯的儿童/青少年站立或行走时，还伴有不同程度的足底压力异常，因此脊柱侧弯的儿童/青少年的双侧足总压力、前半足压力、后半足压力等生物力学指标也是脊柱侧弯畸形程度的评价标准之一。而经过对国内外专利检索，目前尚无具有足底压力监测功能的脊柱侧弯矫形系统。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种智能型脊柱侧弯矫形系统及控制方法。该脊柱侧弯矫形系统及控制方法能够科学合理地调整矫形施力区的压力，提高矫正的客观性和准确度。