一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备

本发明涉及脊柱侧弯矫正，特别是涉及一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备。

背景技术：

1、脊柱侧弯是一种常见的脊柱畸形，其治疗方式的选择需要综合考虑患者的具体情况。在判断是否需要手术治疗时，医生通常会考虑患者的畸形程度、年龄、躯干平衡程度等因素。对于cobb角在20°至40°的脊柱侧弯患者，主要采用佩戴支具的方式进行矫正。

2、为了提高患者在矫正治疗过程中的舒适性，延长佩戴时间，人工智能技术在脊柱侧弯的支具治疗中得到了应用。通过将矫形支具与不同传感器(如压力传感器、拉力传感器、姿态传感器)相结合，可以实时监测患者的脊柱状态，并根据监测结果调整支具的矫正力度，以实现更加精确和个性化的脊柱矫正。

3、然而，这些传感器需要连接在人体皮肤上，因此在使用过程中可能会受到一些因素的干扰。例如，环境温度的变化、心率的变化等都可能对传感器的读数产生影响，从而影响矫正效果的准确性。此外，传感器与皮肤的接触可能会引起不适或过敏反应，这也是应用上需要考虑的一个问题。

4、尽管存在一些局限性，但人工智能在脊柱侧弯支具治疗中的应用仍然具有很大的潜力。随着技术的不断发展，我们可以期待更加精确、舒适和个性化的脊柱侧弯矫正治疗方案的实现。同时，医生和研究人员也需要不断探索和改进传感器的性能，以减少干扰因素对矫正效果的影响，提高治疗的可靠性和有效性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：通过将传感器与支具结合来监测脊柱状态是提高矫正精度的一种方法，然而，这些传感器可能会受到外界因素的干扰，如环境温度变化或患者心率变化，这些干扰会影响传感器的读数准确性，进而影响矫正效果；将传感器直接连接在人体皮肤上可能会导致患者感到不适。长期佩戴可能会引起皮肤刺激或过敏反应，这会影响患者的舒适度和依从性；尽管人工智能技术在矫正治疗中有巨大潜力，但目前技术水平和应用仍存在局限性。传感器性能需要进一步改进，以便减少误差和提高监测数据的稳定性。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备,包括，检测装置、佩戴装置和矫正装置，所述检测装置设置于所述佩戴装置内侧，所述矫正装置固定设置于所述佩戴装置上，且所述佩戴装置内设置有接收器，所述检测装置内设置有发射器，所述佩戴装置基于所述检测装置发送的矫正信号来进行矫正调节。

3、进一步优选的，所述检测装置还包括中控中心和传感器组，所述传感器组与所述中控中心电性连接，所述传感器组包括红外温度传感器、心率传感器和压力传感器。

4、进一步优选的，所述佩戴装置包括佩戴装置内衬层和佩戴装置外层；所述佩戴装置内衬层与所述矫正装置连接，所述佩戴装置外层为支撑层。

5、进一步优选的，所述矫正装置包括两个气囊组，每个所述气囊组设置有若干个气囊单体，所述气囊单体设置于所述佩戴装置内衬层上，且所述气囊单体与人体躯干部的皮肤直接接触，所述气囊单体用于施加凸侧压力值或凹侧压力值。

6、进一步优选的，所述佩戴装置还包括佩戴装置中层，所述佩戴装置中层包括压力调节器，所述压力调节器与所述佩戴装置内衬层电性连接；

7、所述压力调节器具体用于：当所述佩戴装置收到基于检测装置的增加压力信号时，增大对所述佩戴装置内衬层施加在用户人体躯干部的压力；当所述佩戴装置收到基于检测装置的减小压力信号时，减小对所述佩戴装置内衬层施加在用户人体躯干部的压力。

8、进一步优选的，所述矫正装置还包括单片机，所述单片机用于获取用户的第一3d人体模型和脊柱全长x线片，并将所述脊柱全长x线片与所述第一3d人体模型匹配，得到第二3d人体模型；计算所述第二3d人体模型的凸侧压力值和凹侧压力值，并将所述凸侧压力值和所述凹侧压力值发送至中控中心，所述中控中心将所述凸侧压力值和所述凹侧压力值整理后发送至所述佩戴装置，所述佩戴装置中层设置有气囊调节器，所述气囊调节器根据所述凸侧压力值和所述凹侧压力值调整两个所述气囊组中每个所述气囊单体的压力。

9、进一步优选的，所述佩戴装置外层由铝合金、塑板和合成面料中的至少一种材料制成。

10、进一步优选的，所述气囊调节器与所述矫正装置连接；

11、所述气囊调节器具体用于：当所述佩戴装置收到基于检测装置的增加压力信号时，增大对所述佩戴装置内衬层施加在用户人体躯干部的压力，并适应性的增大气囊压力；当所述佩戴装置收到基于检测装置的减小压力信号时，减小对所述佩戴装置内衬层施加在用户人体躯干部的压力，并适应性的减小气囊压力。

12、本发明实施例提供的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备与现有技术相比，其有益效果在于：

13、实时监测与智能调节：通过内置的检测装置和中控中心，设备能够实时监测患者的脊柱状态，包括温度、心率和压力等关键指标。这种智能调节系统可以根据患者的具体状况自动调整矫形力度，提高矫正的准确性和个性化水平。

14、舒适性提升：设备的设计考虑到了舒适性，通过使用佩戴装置内衬层和外层材料，以及可调节的气囊压力，旨在减少患者在佩戴过程中的不适感。

15、精准矫正：通过x线片与3d人体模型的匹配，以及计算凸侧和凹侧的压力值，设备能够提供精准的矫正方案，帮助患者逐渐恢复脊柱的正常形态。

16、多材料复合结构：佩戴装置外层使用铝合金、塑板和合成面料等材料，不仅增加了设备的耐用性和稳定性，还提高了患者的舒适度。

17、易用性和适应性：设备的中层调节器可以方便地调整气囊压力，适应患者在不同情况下的需求，同时简化了使用过程，使得患者或医疗专业人员能够轻松操作。

技术特征：

1.一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备,其特征在于，包括，检测装置、佩戴装置和矫正装置，所述检测装置设置于所述佩戴装置内侧，所述矫正装置固定设置于所述佩戴装置上，且所述佩戴装置内设置有接收器，所述检测装置内设置有发射器，所述佩戴装置基于所述检测装置发送的矫正信号来进行矫正调节。

2.根据权利要求1所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述检测装置还包括中控中心和传感器组，所述传感器组与所述中控中心电性连接，所述传感器组包括红外温度传感器、心率传感器和压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述佩戴装置包括佩戴装置内衬层和佩戴装置外层；所述佩戴装置内衬层与所述矫正装置连接，所述佩戴装置外层为支撑层。

4.根据权利要求3所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述矫正装置包括两个气囊组，每个所述气囊组设置有若干个气囊单体，所述气囊单体设置于所述佩戴装置内衬层上，且所述气囊单体与用户人体躯干部的皮肤直接接触，所述气囊单体用于施加凸侧压力值或凹侧压力值。

5.根据权利要求4所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述佩戴装置还包括佩戴装置中层，所述佩戴装置中层包括压力调节器，所述压力调节器与所述佩戴装置内衬层电性连接；

6.根据权利要求5所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述矫正装置还包括单片机，所述单片机用于获取用户的第一3d人体模型和脊柱全长x线片，并将所述脊柱全长x线片与所述第一3d人体模型匹配，得到第二3d人体模型；计算所述第二3d人体模型的凸侧压力值和凹侧压力值，并将所述凸侧压力值和所述凹侧压力值发送至中控中心，所述中控中心将所述凸侧压力值和所述凹侧压力值整理后发送至所述佩戴装置，所述佩戴装置中层设置有气囊调节器，所述气囊调节器根据所述凸侧压力值和所述凹侧压力值调整两个所述气囊组中每个所述气囊单体的压力。

7.根据权利要求3所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述佩戴装置外层由铝合金、塑板和合成面料中的至少一种材料制成。

8.根据权利要求6所述的一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备，其特征在于，所述气囊调节器与所述矫正装置连接；

技术总结本发明涉及脊柱侧弯矫正技术领域，公开了一种脊柱外科用智能脊柱侧弯矫形设备,包括检测装置、佩戴装置和矫正装置，所述检测装置设置于所述佩戴装置内部一侧，所述矫正装置固定设置于所述佩戴装置上，且所述佩戴装置内设置有接收器，所述检测装置内设置有发射器，佩戴装置基于所述检测装置发送的矫正信号来进行矫正调节。通过内置的检测装置和中控中心，设备能够实时监测患者的脊柱状态，包括温度、心率和压力等关键指标。这种智能调节系统可以根据患者的具体状况自动调整矫形力度，提高矫正的准确性和个性化水平。通过X线片与3D人体模型的匹配，以及计算凸侧和凹侧的压力值，设备能够提供精准的矫正方案，帮助患者逐渐恢复脊柱的正常形态。技术研发人员：韩晔,于泊,孙少松受保护的技术使用者：河北大学附属医院技术研发日：技术公布日：2024/6/13