[发明专利]一种骨骼智能矫形系统

说明书

本发明公开了一种骨骼智能矫形系统，包括矫形装置和电源装置，所述矫形装置由若干个形状记忆合金棒组成，所述形状记忆合金棒上设有温度传感器和应力传感器，该系统还包括控制器，所述温度传感器和应力传感器分别将采集到的数据传输到控制器，控制器对数据进行读取，然后根据读取结果对电源装置的输出进行自动控制。本发明能减少手动控制的主观性，提高操作的灵敏性，实现形状记忆合金棒的智能调控，同时还具有舒适性、安全性、依从性好，使用方便等优点。

技术领域

本发明涉及一种骨骼智能矫形系统，属于医疗器械领域。

背景技术

骨骼畸形不但会引发驼背、高低肩、长短腿、骨骼发育不对称等外在畸形，还会引起脏器发育畸形和功能障碍，严重的可导致心肺衰竭、瘫痪乃至死亡。通过医疗辅具的方式帮助轻度畸形的患者矫正是最普遍、最可靠的治疗方法。然而目前的矫形装置多是一次成型，不具备智能变形和智能调控的功能，治疗周期长且经济成本较高，支具使用的硬质材料不具备超弹性，往往也会在治疗过程中带来极大的不舒适感甚至损伤人体，这些缺陷均导致患者依从性比较差，矫形效果不满意。

自20世纪60年代发现镍钛形状记忆合金以来，该材料已广泛应用于航空航天、冶金、制造等诸多领域。镍钛合金由于具有良好的形状记忆效应、超弹性、低磁性、耐磨性、抗疲劳性和生物相容性，在医学领域也有着广泛的应用。例如，各种体内固定装置，如正畸弓丝、U形钉、肋骨爪、腓骨环抱器、腕三角融合器、椎间融合器等，广泛应用于血管支架、血管栓塞器、血管吻合器、肠吻合器等手术以及制造各种新型假肢和矫形器等医疗器械。

与已有的骨骼矫形器相比，镍钛合金能够在电流、磁场、加热等条件下自动产生形变，而且形变量可控，因此适应性更好，使用更加舒适，安全性也更高。但是，现有的基于镍钛形状记忆合金的骨骼矫形装置仍处于应用开发的初始阶段，存在智能化程度低，操作不灵敏等缺陷，需要研发一种新的骨骼矫形系统，一方面可以利用记忆合金本身的超弹性提供持续的矫形力，另一方面可以智能控制合金的形变量，进而提供动态可调节的矫形力，从而提高矫形的准确性、灵敏性和疗效。

发明内容

本发明的目的是提供一种骨骼智能矫形系统，该系统利用镍钛合金的形状记忆功能，结合先进的智能检测控制与传感器，实现了对骨骼矫形的自动控制，同时还提高了矫形效果以及使用的舒适性和安全性。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种骨骼智能矫形系统，包括矫形装置和电源装置，所述矫形装置由若干个形状记忆合金棒组成，所述形状记忆合金棒与电源装置电连接，所述电源装置用于向每一个形状记忆合金棒独立输出电流并使其产生形变，所述形状记忆合金棒上设有温度传感器和应力传感器，所述温度传感器用于采集形状记忆合金棒的发热温度，所述应力传感器用于采集形状记忆合金棒形变后与人体接触部位产生的压力，该系统还包括控制器，所述控制器设有输入装置、存储芯片和微处理器，所述输入装置用于使用者向存储芯片输入控制指令，所述温度传感器和应力传感器分别与存储芯片通过数据线连接并将采集到的数据传输到存储芯片，所述微处理器用于读取存储芯片中数据并向电源装置发出的输出电流的指令。

优选地，所述电源装置包括储能装置和供能装置，所述储能装置用于为整个系统提供能量来源，可以为蓄电池，所述供能装置用于根据微处理器的指令分别向每一个形状记忆合金棒输出电流。

优选地，所述输入装置为液晶触控屏。

优选地，该系统还包括穿戴式人体生理信号采集装置，用于采集人体的生理信号，并将采集到生理信号传输到存储芯片。

进一步优选地，所述穿戴式人体生理信号采集装置通过蓝牙与存储芯片进行数据连接。

进一步优选地，所述生理信号包括体温、血氧和心率。

优选地，该系统还包括加速度传感器，用于感知骨骼的运动状态，所述加速度传感器将采集到的数据传输到存储芯片。