CN113599216A

CN113599216A - 一种个性化可穿戴腕部释压支具

Info

Publication number: CN113599216A
Application number: CN202111020941.8A
Authority: CN
Inventors: 姚怡飞; 王彧; 韦建和; 周子琨; 干耀恺
Original assignee: Shanghai Jiao Tong University
Current assignee: Shanghai Jiao Tong University
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本申请提供一种个性化可穿戴腕部释压支具，包括主体以及松紧带，松紧带设置于主体第一侧端的开口中，其特征在于，还包括压力施加与反馈模块，压力施加与反馈模块设置于主体的背面，压力施加与反馈模块被配置为利用闭环控制来控制压力。还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述所述压力施加与反馈模块进行信号传输。还包括蓝牙传输模块以及供电模块。本申请的支具的主体更贴合用户手部，有较好的佩戴舒适性，利用闭环控制使气囊内压力维持在稳定值，从而对患者手腕进行全自动周期性精确施压，结构简单，仅需在夜间穿戴，能够对患者腕部进行稳定长期的干预治疗。

Description

一种个性化可穿戴腕部释压支具

技术领域

本申请涉及一种腕部支具，特别是一种用于治疗腕管综合征的个性化可穿戴腕部释压支具。

背景技术

腕管综合征是由于腕管内压力增高，正中神经受卡压所致。目前，针对轻中度腕管综合征患者一般采取保守治疗代替手术治疗，而中度及重度患者通常建议手术治疗。已有研究表明，对于中重度患者，非侵入式的尺桡两侧施压可以很大程度缓解腕管综合征的相关症状。

现有技术中存在各种用于治疗腕管综合征的不同类型的腕部支具，都能在一定程度上缓解腕管综合征的相关症状，但各自存在相应的缺陷。

现有技术中存在一种用于治疗腕管综合征的可穿戴设备。该可穿戴设备包括被构造成容纳手的主体、位于所述主体上的固定构件、可连接至所述固定构件上的可伸缩构件，以及主体内部的弹性构件。所述弹性构件可将可伸缩构件引起的牵引力转换为施加到手的掌骨的压力。但是，该类腕部支具虽然能够通过调节绑带长短基本满足个体需求，但考虑到个体间腕部的宽度、厚度及弯曲程度存在较大差异，因此调节绑带难以完全贴合每个个体的腕部，很可能影响护具的舒适度及治疗效果。另外，由于缺乏气囊部分，因此该类支具只能对整个腕部施加预定的束缚，难以实现对不同的手腕施压精准的压力。

现有技术中还存在一种用于治疗腕管综合征的可手动充气穿戴设备。该设备包括分别对手背、鱼际和小鱼际部分施加压力的夹板、一个可充气气囊、一个可控流体源和一个压力表。在治疗过程中，所述可控流体源的来源可调。所述气囊可以通过充气对腕部施加压力并引起拉伸。该类腕部支具虽然能够通过给气囊手动充气从而对腕部施加压力，但由于气囊内气压会实时地发生一定变化，因此手动方式难以做到实时地观测并调整气囊内气压，在一定程度上会影响治疗效果。

现有技术中还存在一种用于释放僵硬肌肉和僵硬关节，旨在减轻腕管综合征影响的治疗设备。该设备采用分级张拉机制在三个点上施加压力，从而减轻正中神经的应力和压缩。该设备包括一个中央装置、一个伸展连接器凸轮和手柄组件。所述组件可通过伸展腕骨垫以产生治疗效果。然而，这是一种结构复杂的治疗设备，难以满足睡眠佩戴的舒适性要求，患者需要额外花时间进行治疗。

此外，现有技术中存在的类似技术均没有数据传输的功能，无法实时监控用户手腕的状态。

因此，本领域技术人员有动机研发一种个性化可穿戴腕部释压支具，以解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种个性化可穿戴腕部释压支具，包括主体以及松紧带，所述松紧带设置于所述主体第一侧端的开口中，其特征在于，还包括压力施加与反馈模块，所述压力施加与反馈模块设置于所述主体的背面，所述压力施加与反馈模块被配置为利用闭环控制来控制压力。

进一步地，所述主体采用TPU材料制成。

进一步地，所述主体的背面设置有封装盒，所述压力施加与反馈模块设置于所述封装盒内。

进一步地，所述压力施加与反馈模块包括气囊以及压力传感器、充气软导管、气泵和泄气阀，所述气囊设置于主体的第二侧端内侧。

进一步地，所述气囊与所述充气软导管连接。

进一步地，所述压力传感器和与所述气囊相连的所述充气软导管、所述气泵和所述泄气阀通过四通管以及软管组合连接。

进一步地，还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述所述压力施加与反馈模块进行信号传输。

进一步地，所述自动控制模块包括单片机，所述单片机与所述压力传感器、所述气泵、所述泄气阀电性连接，所述单片机用于接收所述压力传感器采集的压力信号，经过处理后形成控制信号，用于控制所述气泵与所述泄气阀。

进一步地，还包括蓝牙传输模块，所述蓝牙传输模块与所述单片机电性连接。

进一步地，还包括供电模块，所述供电模块用于为所述压力施加与反馈模块与所述自动控制模块供电。

相比于现有技术，本申请至少具有以下有技术效果：

1、本申请使用三维深度扫描，个性化建模处理及3D打印制作支具主体，与此同时通过气囊充气，使得支具的主体更贴合用户手部，有较好的佩戴舒适性，气囊的存在能够使压力充分传递。

2、本申请通过气压检测与反馈调节系统，利用闭环控制使气囊内压力维持在稳定值，从而对患者手腕进行全自动周期性精确施压，并对不同大小的手进行个性化的压力控制。

3、本申请结构简单，仅需在夜间穿戴，能够对患者腕部进行稳定长期的干预治疗，白天卸下，不妨碍日常活动的进行。

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本申请的一个实施例应用于左手时的正面结构示意图；

图2是本申请的一个实施例应用于左手时的背面结构示意图；

图3是本申请的一个实施例的封装壳的内部结构示意图。

其中，10-个性化可穿戴腕部释压支具，11-手，12-主体，13-第一侧端，14-松紧带，15-搭扣，20-压力施加与反馈模块，21-气囊，22-迷你气泵，23-微型电磁泄气阀，24-压力传感器，25-充气软导管，26-四通管，30-自动控制模块，31-单片机，40-供电模块，50-蓝牙传输模块，60-封装盒，61-正面，62-背面，64-侧孔。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本申请的实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本申请可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本申请的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

本申请的技术方案旨在通过压力传感器采集气囊内的压力值，自动控制模块通过比较该值和目标压力值的大小关系，控制气囊的充气与放气，从而在每个疗程内对患者的腕部施加相对恒定的压力。

如图1、图2所示，本实施例包括容纳手11的的主体12，主体12包括正面61以及背面62。本实施例中优选地，主体12采用TPU材料，用三维深度扫描，个性化建模处理及3D打印制成。主体12包括在第一侧端13开口的3D打印环状腕套。还包括松紧带14，松紧带14的第一端连接到主体12的手11，第二端通过搭扣15连接到主体12的背面62。用户将手11通过可穿戴设备10的主体12在第一侧端13的开口进行穿戴，自主调节松紧带14长度，调整手部姿势以贴合主体12内侧。在主体12的背面62还设置有封装盒60，优选地，封装盒60采用TPU材料，用3D打印机与容纳手11的主体12通过3D一体化打印制成。封装盒60内部设置有压力施加与反馈模块20。

如图3所示，压力施加与反馈模块20包括气囊21，优选地，气囊21为8.5cm*4cm的TPU材质方形气囊。气囊21黏附于可穿戴设备主体12的第二侧端13内侧，通过充气膨胀对腕管产生侧向挤压。压力施加与反馈模块20还包括充气软导管25，充气软导管25从设置于封装盒60上的侧孔64中穿出。压力施加与反馈模块20还包括迷你气泵22和微型电磁泄气阀23，两者受电路控制协同工作，对气囊21进行充气放气。优选地，迷你气泵22的型号为DC3VMAP-HD-140；微型电磁泄气阀23的型号为DC3VEVS-HD-3003。

压力施加与反馈模块20还包括压力传感器24，压力传感器24与气囊21、迷你气泵22和微型电磁泄气阀23通过气密性良好的四通管26及数段软管组合连接，用于采集治疗时气囊21内部的实时气压值，该气压值与气囊21对手11的第五掌骨所施加的压力值呈正比关系。优选地，压力传感器24的型号为RSCM17100KP040，可测试的正气压范围为0～40kp。

本实施例还包括自动控制模块30。自动控制模块30主要包括单片机31。单片机31与所述压力施加与反馈模块20进行信号传输，可将压力传感器24采集的压力信号转化为数字信号。单片机31接收压力传感器24采集的压力信号，经过处理后形成控制信号，用于控制迷你气泵22以及微型电磁泄气阀23。单片机31装配在封装盒60中。优选地，单片机31的型号为Arduino Nano.

供电模块40与所述压力施加与反馈模块20、单片机31电性连接，为二者供电。在本实施例中优选地，供电模块40为3.7V锂离子电池。

通过压力施加与反馈模块20，，能够通过闭环控制使气囊21内压力维持在稳定值，从而对患者手腕进行全自动周期性精确施压。同时，对于个体差异的不同形状、大小的手，同样可以进行精确施压。

在本实施例中，还设置有蓝牙传输模块50，蓝牙传输模块50与所述单片机31电性连接，从而进行信号数据传输。优选地，蓝牙传输模块50与相应的手机客户端进行信号传输。同时，蓝牙传输模块50读取每次治疗数据，并导出为文本文件上传到手机客户端App，作为历史数据供医患参考。通过该App还可设置气囊21内侧压力值及治疗时长，并自主控制疗程的开始与中止。

本实施例仅需在夜间穿戴，能够对用户腕部进行稳定长期的干预治疗，白天卸下，不妨碍日常活动的进行。本实施例通过记录每次疗程的历史数据供医生进行云端查看，从而针对患者病情定制疗程，使远程诊疗成为可能。与现有技术相比，本申请的技术方案安全可靠，成本低廉，简易便携，同时具有佩戴舒适性与治疗可靠性，自动控制与通过客户端自行调节参数的功能有助于提高病人医生依从性及医生诊疗便捷性。

以上详细描述了本申请的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本申请的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本申请的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种个性化可穿戴腕部释压支具，包括主体以及松紧带，所述松紧带设置于所述主体第一侧端的开口中，其特征在于，还包括压力施加与反馈模块，所述压力施加与反馈模块设置于所述主体的背面，所述压力施加与反馈模块被配置为利用闭环控制来控制压力。

2.如权利要求1所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述主体采用TPU材料制成。

3.如权利要求2所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述主体的背面设置有封装盒，所述压力施加与反馈模块设置于所述封装盒内。

4.如权利要求3所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述压力施加与反馈模块包括气囊以及压力传感器、充气软导管、气泵和泄气阀，所述气囊设置于主体的第二侧端内侧。

5.如权利要求4所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述气囊与所述充气软导管连接。

6.如权利要求5所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述压力传感器和与所述气囊相连的所述充气软导管、所述气泵和所述泄气阀通过四通管以及软管组合连接。

7.如权利要求6所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述所述压力施加与反馈模块进行信号传输。

8.如权利要求7所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，所述自动控制模块包括单片机，所述单片机与所述压力传感器、所述气泵、所述泄气阀电性连接，所述单片机用于接收所述压力传感器采集的压力信号，经过处理后形成控制信号，用于控制所述气泵与所述泄气阀。

9.如权利要求8所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，还包括蓝牙传输模块，所述蓝牙传输模块与所述单片机电性连接。

10.如权利要求9所述的个性化可穿戴腕部释压支具，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块用于为所述压力施加与反馈模块与所述自动控制模块供电。