本發明涉及假肢矯形技術領域，尤其是涉及一種脊柱側彎矯形器、系統以及遠程監控方法。

背景技術：

脊柱側彎又稱脊柱側凸，是一種脊柱的三維畸形，包括冠狀位、矢狀位和軸位上的序列異常。青少年脊柱側彎是危害我國青少年兒童的常見病、多發病。脊柱側彎會引起脊柱本身和脊柱兩側的受力不平衡，出現腰背疼痛的癥狀，影響兒童的身高發育，甚至會在凹側產生骨刺，壓迫脊髓或神經，引起截癱或椎管狹窄。對于輕中度的脊柱側彎，矯形器治療是一種常用的行之有效的方法。

目前，對于脊柱側彎矯形器臨床裝配過程中，各部位壓力施加的力度主要依靠矯形醫師的經驗，而且患者回家后每天穿戴矯形器時松緊度的調整完全憑患者的自我感覺，沒有客觀量化的評價指標。如果壓力施加過小，起不到矯形的作用，壓力施加過大可能對身體產生其他不利影響，其中保證合適的矯正壓力是矯形成功的關鍵。

針對上述現有技術的矯形器使用過程中無法準確施加合適矯形壓力的問題，目前尚未提出有效解決方案。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種脊柱側彎矯形器、系統以及遠程監控方法，可以客觀確定矯形器的矯形壓力是否合適并及時自動調整。

第一方面，本發明實施例提供了一種脊柱側彎矯形器，包括：矯形器本體、壓力檢測裝置、調整裝置和控制裝置；壓力檢測裝置設置于矯形器本體的壓力施加區；控制裝置與壓力檢測裝置和調整裝置通信連接；壓力檢測裝置用于檢測壓力施加區的壓力數據；控制裝置用于接收壓力數據，且根據壓力數據與預先保存的壓力參考值生成調整控制指令，并將調整控制指令發送至調整裝置；調整裝置根據調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，控制裝置與遠程監控裝置通信連接；控制裝置用于將壓力數據發送至遠程監控裝置，以使遠程監控裝置顯示壓力數據；控制裝置還用于接收遠程監控裝置發送的壓力調整參考值，并根據壓力數據和壓力調整參考值生成調整控制指令。

結合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，調整裝置包括多臺電機；矯形器本體包括多條調節帶；多臺電機與多條調節帶分別連接；電機通過旋轉改變調節帶的緊固位置。

第二方面，本發明實施例還提供了一種脊柱側彎矯形器系統，包括第一方面及其各可能的實施方式提供的脊柱側彎矯形器和遠程監控裝置；控制裝置與遠程監控裝置通信連接；遠程監控裝置用于接收控制裝置發送的壓力數據，并向控制裝置發送壓力調整參考值，以使控制裝置根據壓力數據和壓力調整參考值生成調整控制指令并根據調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，遠程監控裝置中預先保存壓力參考值計算模型，用于計算壓力參考值；上述壓力參考值計算模型的數據庫中保存有對應于年齡、性別、骨齡、側彎角度、側彎時間的多組獨立的系數、權重和計算公式。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，遠程監控裝置包括顯示器；該顯示器用于顯示壓力數據。

結合第二方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，遠程監控裝置還包括輸入裝置，輸入裝置用于輸入壓力調整參考值。

結合第二方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，遠程監控裝置還包括存儲裝置，存儲裝置用于保存壓力數據和收到壓力數據的時間。

第三方面，本發明實施例還提供了一種脊柱側彎矯形器遠程監控方法，應用于第二方面及其各可能的實施方式提供的脊柱側彎矯形器系統，包括：接收并顯示脊柱側彎矯形器發送的壓力數據；接收用戶輸入的壓力調整數據；將壓力調整數據發送至脊柱側彎矯形器，以使脊柱側彎矯形器按照壓力調整數據進行松緊度調整。

結合第三方面，本發明實施例提供了第三方面的第一種可能的實施方式，還包括：根據壓力數據確定脊柱側彎矯形器的穿戴時間。

本發明實施例帶來了以下有益效果：本實施例提供的脊柱側彎矯形器、系統以及遠程監控方法，包括壓力檢測裝置、調整裝置和控制裝置，可以檢測壓力施加區的壓力并結合壓力參考值生成調整控制指令，并根據調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力，可以準確施加合適矯形壓力，客觀定量地確定矯形器穿戴是否合適并及時調整，省時省力，保證了脊柱側彎矯形器的穿戴合適度。

進一步，本發明實施例提供的脊柱側彎矯形器系統，包括遠程監控裝置，可以遠程監控并設置脊柱側彎矯形器的壓力調整參考值，控制脊柱側彎矯形器施加的壓力，不但可以客觀定量的評價矯形器穿戴是否合適并及時自動調整，省時、省力又準確，而且通過遠程監控能夠有效地監督患者按規定時間穿戴，從穿戴合適度和穿戴時間兩方面保證矯形器的使用效果。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種脊柱側彎矯形器的結構框圖；

圖2為本發明實施例提供的一種脊柱側彎矯形器的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種脊柱側彎矯形器系統的結構框圖；

圖4為本發明實施例提供的另一種脊柱側彎矯形器系統的結構框圖；

圖5為本發明實施例提供的一種脊柱側彎矯形器遠程監控方法的流程圖。

圖標：

21-電機；22-調節帶；23-固定點；24-環扣；25-壓力傳感器；100-矯形器本體；110-壓力檢測裝置；120-調整裝置；130-控制裝置；300-脊柱側彎矯形器；310-遠程監控裝置；410-顯示器；420-輸入裝置；430-存儲裝置。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

目前現有技術中的矯形器存在使用過程中無法準確施加合適矯形壓力的問題，基于此，本發明實施例提供的一種脊柱側彎矯形器、系統以及遠程監控方法，可以客觀確定矯形器的矯形壓力是否合適并及時自動調整。為便于對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的一種脊柱側彎矯形器進行詳細介紹。

實施例1

本發明實施例提供了一種脊柱側彎矯形器，參見圖1所示的脊柱側彎矯形器的結構框圖，包括：矯形器本體100、壓力檢測裝置110、調整裝置120和控制裝置130。

其中壓力檢測裝置110設置于矯形器本體100的壓力施加區；控制裝置130與壓力檢測裝置110和調整裝置120通信連接。

壓力檢測裝置110用于檢測壓力施加區的壓力數據。在本實施例中矯形器本體設置有根據“三點力”原理確定的若干壓力施加區，其中“三點力”原理是指處于同一平面但不在同一直線的三點受力，其中一點的受力方向與另外兩點受力方向相反的情況下，根據作用力與反作用力、力的分解定律及杠桿平衡原理，三點力相互作用而產生矯正作用。

控制裝置130用于接收上述壓力檢測裝置110采集的壓力數據，且根據該壓力數據與預先保存的壓力參考值生成調整控制指令，并將調整控制指令發送至調整裝置120。在控制裝置130中預先輸入并保存了壓力參考值，該壓力參考值是根據醫生或者技師的經驗和理論數據綜合得出的，對脊柱側彎具有較好的矯正效果。優選地，在控制裝置中保存有多組獨立的壓力參考值分別對應于不同的年齡、性別、側彎狀態、身體情況等。在使用過程中，可以先選擇適合使用者的一組壓力參考值，再進行自動調整壓力。可以理解的是，控制裝置可以通過有線或者無線的方式與壓力檢測裝置、調整裝置連接。當使用有線的方式連接時，該控制裝置優選固定在矯形器本體上。

調整裝置120根據上述調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力。

在本實施例中，調整裝置120優選與矯形器本體固定連接，也可以是可拆卸連接，例如在將該矯形器本體的壓力調整適合后，將該調整裝置從矯形器本體上拆卸下來，降低脊柱側彎矯形器的重量，減輕用戶負擔。

具體地，調整裝置包括多臺電機，矯形器本體包括多條調節帶；上述多臺電機與多條調節帶分別連接；電機通過旋轉改變調節帶的緊固位置。參見圖2所示的脊柱側彎矯形器的結構示意圖，其中示出了三臺電機21和三條調節帶22，在此需要說明的是，電機和調節帶并不是必須一一對應，也可以一臺電機同時連接兩條或兩條以上的調節帶，同時帶動兩條或兩條以上的調節帶進行緊固位置調整。調整裝置120接收控制裝置130發送的控制指令，該控制指令包括轉動參數，調整裝置120根據該轉動參數控制電機進行旋轉。

在圖2中示例出了調節帶22的一種固定方式：一端通過固定點23固定在矯形器本體100的一側，另一端(調節端)穿過固定在矯形器本體100另一側上的環扣24，連接在步進電機21的轉軸上，通過步進電機21旋轉實現調節帶22進行松緊調節。通過調節帶22的組合可以調整矯形器本體的不同部位的壓力施加區的壓力值。為了更精細調節矯形器本體施加的壓力，保證矯正效果，可以包括數量更多的調節帶和電機。上述電機可以是步進電機，也可以是其他滿足使用條件的電機，本實施例不作限定。

上述壓力檢測裝置包括多個壓力傳感器，參見圖2，其中還示出了壓力傳感器25，該壓力傳感器25設置在矯形器本體100的壓力施加區，具體為矯形器本體與用戶身體接觸的一側。圖2中以三個壓力傳感器為例進行說明。優選地上述壓力傳感器為薄膜式壓力傳感器。

進一步，上述脊柱側彎矯形器還包括電源模塊，該電源模塊可以是移動電源，也可以是電源適配器(從市電取電)。該電源模塊向上述電機、控制裝置供電。

進一步，上述控制裝置130與遠程監控裝置通信連接；控制裝置用于將壓力數據發送至遠程監控裝置，以使遠程監控裝置顯示壓力數據。上述壓力數據包括壓力檢測裝置110檢測到多組壓力數據，例如在調整開始前、調整過程中和調整結束后的壓力數據，遠程監控裝置實時顯示上述壓力數據，便于醫生或者技師掌握當前壓力情況并進行及時調整。上述調整通過向控制裝置發送壓力調整參考值進行，因此控制裝置還用于接收遠程監控裝置發送的壓力調整參考值，并根據壓力數據和壓力調整參考值生成調整控制指令。

本實施例提供的脊柱側彎矯形器，包括壓力檢測裝置、調整裝置和控制裝置，可以檢測壓力施加區的壓力并結合壓力參考值生成調整控制指令，并根據調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力，可以準確施加合適矯形壓力，客觀定量地確定矯形器穿戴是否合適并及時調整，省時省力，保證了脊柱側彎矯形器的穿戴合適度。

實施例2

本發明實施例提供了一種脊柱側彎矯形器系統，包括上述實施例提供的脊柱側彎矯形器。參見圖3所示的脊柱側彎矯形器系統的結構框圖，包括：脊柱側彎矯形器300和遠程監控裝置310。

其中脊柱側彎矯形器300和遠程監控裝置310通信連接。遠程監控裝置310用于接收脊柱側彎矯形器300的控制裝置發送的壓力數據，并向該控制裝置發送壓力調整參考值，以使控制裝置根據壓力數據和壓力調整參考值生成調整控制指令并根據調整控制指令調整矯形器本體施加的壓力。上述遠程監控裝置310可以是手機、平板電腦、個人計算機等智能終端設備。

參見圖4所示的脊柱側彎矯形器系統的結構框圖，遠程監控裝置310包括顯示器410，該顯示器用于顯示壓力數據；進一步，該遠程監控裝置310還包括輸入裝置420，該輸入裝置420用于輸入壓力調整參考值；進一步，還包括存儲裝置430，存儲裝置430用于保存壓力數據和收到壓力數據的時間。

具體地，遠程監控裝置包括可以和脊柱側彎矯形器的控制裝置進行數據通信的硬件和一套監測軟件。通過該監測軟件，醫生可以在顯示器上直接觀察當前脊柱側彎矯形器各部位的壓力數據，并根據用戶的具體情況個性化地設置各壓力施加區的壓力參考值。上述個性化設置除依靠醫生或者技師的經驗，還可以參考用戶的使用感受、脊柱側彎的程度、矯正治療的進程、身體狀況進行。

考慮到醫生或者技師的診斷、醫治水平的不同，上述遠程監控裝置中還可以預先保存壓力參考值計算模型，可以用于計算適合的壓力參考值范圍，給予醫生或者技師參考。上述壓力參考值計算模型的數據庫中保存有多組獨立的系數分別對應于不同的年齡、性別、側彎狀態、身體情況等。當前患者的上述年齡、性別、側彎狀態、身體情況由醫生或者技師輸入遠程監控裝置。

首先，根據年齡、性別和身體情況(身高體重比)確定體質系數。具體地，不同的年齡段、性別和身體情況單獨對應不同的體質系數，主要考慮用戶身體的承受能力。例如將年齡段分為10歲以下，10-14歲，14-18歲三個階段，分別對應系數a1，a2，a3；將骨齡階段分為小于年齡1-2歲，大于年齡1-2歲，大于年齡2歲以上，分別對應系數b1，b2，b3。

其次，在確定當前患者的上述體質系數后還需要確定病情系數。其根據患者的脊柱側彎狀態進行人工確定并輸入，例如可以包括4個側彎角度范圍，分別對應4個病情系數：c1，c2，c3，c4；將側彎時間分為1年以內，1-2年，2-4年，4年以上4個階段，分別對應系數d1，d2，d3，d4。

再次，將上述體質系數和病情系數代入壓力系數計算公式得到壓力系數。其中壓力系數技術公式為上述體質系數和病情系數乘以其各自權重再求和；上述權重為經過試驗得到的經驗數值。

最后，將上述壓力系數乘以基準壓力數值，得到壓力值，將上述壓力值作為壓力參考值。

可以理解的是，針對不同的壓力施加區，上述系數和權重是不同的，可以分別計算各壓力施加區的壓力參考值。

在得到上述壓力參考值后，醫生或者技師可在此基礎上憑借經驗進行調整，還可以參考用戶的使用感受進行。

遠程監控裝置通過遠程無線發送到脊柱側彎矯形器的控制裝置。壓力檢測裝置通過壓力傳感器實時檢測各壓力施加區的壓力值，并發送到控制裝置，控制裝置通過對比實時壓力值和接收到的壓力參考值進行調節決策，并將調節控制指令發送到調整裝置。調節裝置根據接收到的控制指令控制步進電機旋轉實現脊柱側彎矯形器的調節。

上述顯示器顯示采集的壓力數據，便于醫生隨時查看、掌握患者的矯形效果并及時個性化的調整設置壓力參考值。同時還可以計算用戶穿戴脊柱側彎矯形器的時間，具體可以通過脊柱側彎矯形器采集的壓力數據進行判斷，當該壓力數據大于設定閾值時，確定其處于穿戴狀態。醫生可以準確掌握用戶的穿戴時間，監督用戶按規定時間穿戴，并根據該時間進行矯正計劃制定，保證了脊柱側彎矯形器的使用效果。

本發明實施例提供的脊柱側彎矯形器系統，包括遠程監控裝置，可以遠程監控并設置脊柱側彎矯形器的壓力調整參考值，控制脊柱側彎矯形器施加的壓力，不但可以客觀定量的評價矯形器穿戴是否合適并及時自動調整，省時、省力又準確，而且通過遠程監控能夠有效地監督患者按規定時間穿戴，從穿戴合適度和穿戴時間兩方面保證矯形器的使用效果。

實施例3

本發明實施例提供了一種脊柱側彎矯形器遠程監控方法，應用于遠程監控裝置，參見圖5所示的脊柱側彎矯形器遠程監控方法的流程圖，包括：

步驟s51，接收并顯示脊柱側彎矯形器發送的壓力數據。

用戶在使用脊柱側彎矯形器的過程中，矯形壓力也隨著矯正的進行不斷改變，而穿戴者僅能通過個人感覺進行壓力調整，其矯正效果難以保證，需要醫生進行壓力確定后在進行準確調整。因此遠程監控裝置需要接收脊柱側彎矯形器的壓力數據，使醫生對該穿戴者當前的矯形壓力有直觀的認識。

步驟s52，接收醫生輸入的壓力調整數據。

上述遠程監控裝置接收即醫生輸入的壓力調整數據。在醫生做出判斷后即可以在遠程監控裝置處直接進行壓力調整數據輸入，以控制該脊柱側彎矯形器。上述壓力數據還可以是遠程監控裝置中預先保存的壓力參考值計算模型計算得出的。具體計算方式可以參考上述實施例中的內容，在此不再贅述。

步驟s53，將壓力調整數據發送至脊柱側彎矯形器，以使脊柱側彎矯形器按照壓力調整數據進行松緊度調整。

上述遠程監控裝置將該壓力調整數據發送至脊柱側彎矯形器，該脊柱側彎矯形器可以根據該壓力數據進行調整，具體調整可以參見上述實施例，在此不再贅述。

考慮到監控穿戴時間的需要，上述方法還包括以下步驟：根據壓力數據確定脊柱側彎矯形器的穿戴時間。具體地，通過壓力數據確定是否處于穿戴狀態，并計算持續的時長，即得到穿戴時間。

本發明實施例提供的脊柱側彎矯形器遠程監控方法，可以遠程監控并設置脊柱側彎矯形器的壓力調整參考值，控制脊柱側彎矯形器施加的壓力，不但可以客觀定量的評價矯形器穿戴是否合適并及時自動調整，省時、省力又準確，而且通過遠程監控能夠有效地監督患者按規定時間穿戴，從穿戴合適度和穿戴時間兩方面保證矯形器的使用效果。

本發明實施例提供的脊柱側彎矯形器遠程監控方法，與上述實施例提供的脊柱側彎矯形器系統具有相同的技術特征，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。

本發明實施例所提供的脊柱側彎矯形器遠程監控方法、脊柱側彎矯形器以及系統的計算機程序產品，包括存儲了程序代碼的計算機可讀存儲介質，程序代碼包括的指令可用于執行前面方法實施例中的方法，具體實現可參見方法實施例，在此不再贅述。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

另外，在本發明實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

上述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例的方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應說明的是：以上實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。