一种个性化腕部支具的制作方法

1.本实用新型属于医用器械领域，尤其涉及一种个性化的定制式腕部支具。


背景技术：

2.尺桡骨远端骨折是临床上最常见的骨折之一，发生率可达全部骨折案例的六分之一，复位后使用石膏、低温热塑板和高温热塑板制成的传统腕部外固定支具固定是其治疗的常规手段。
3.授权公告日为2013.08.21，授权公告号为cn 102068060 b的发明专利，公开了一种“动态腕部支具”，由起分流应力作用的硬质护具和起缓冲应力作用的软质内垫构成；其中硬质护具包括固定于手部的手掌护具和固定于前臂的前臂护具；手掌护具与前臂护具之间在腕关节处相邻，两者以软质内垫相连系，但在腕关节中立位时互不接触；软质内垫粘合或缝合于硬质护具内表面。在该专利文献中认为，为了适于在日常生活中使用的既能保持腕部灵活性又能有效减少外力对腕部骨关节冲击力的腕部支具，惟有将腕部支具设计成腕和前臂的保护系统之间灵活连接，保持腕部的灵活性，使用的舒适性和便利性，才能提高腕保护器使用的依从性，提升使用率，从而发挥其保护作用。但减少腕部骨关节所受冲击力的最好方式是用硬质材料将作用于手部的外力分流至前臂和用软质材料将外力吸收，这就要求在手部着地瞬间固定于手部的硬质护具要和固定于前臂的硬质护具产生实实在在的对接和力量传递(见其说明书第[0004]段至第[0009]段)。
4.明显地，上述技术方案的侧重点，在于提供一种适于在日常生活中使用的、既能保持腕部灵活性、又能有效减少外力对腕部骨关节冲击力的腕部支具(实际上是一种腕部防护用具)，没有涉及到尺桡骨远端骨折后的外固定支具固定问题，虽然其中也提到了“保护桡尺骨远端”的概念，但是其是在“当手以掌曲位着地时，
……
使手背所受冲击力经手掌护具传递至前臂护具并分散至整个动态腕部支具覆盖范围内而被其下的软组织部分吸收”的前提下才涉及到的，并不适用于尺桡骨远端骨折后的腕部外固定问题。
[0005]
授权公告日为2021.01.01，授权公告号为cn 212261640 u的实用新型专利，公开了一种“促进前臂旋转功能恢复的动力支具”，包括能够沿患者前臂拼组的腕部支具和肘部支具，腕部支具整体呈半管状且前端设有拇指放置口，肘部支具整体呈折弯的半管状结构，腕部支具与肘部支具的拼组端之间通过弹性件连接。本实用新型能够对腕关节进行固定的同时，针对前臂旋前或者旋后功能障碍能够为前臂旋转训练提供动力，有利于提高前臂旋前或者旋后功能恢复辅助训练效果。该技术方案设计思路的重点在于“在对腕关节进行固定的同时，针对前臂旋前或者旋后功能障碍能够为前臂旋转训练提供动力”(见其说明书第[0003]段)，故其只是注意到了“对腕关节进行固定”，没有过多考虑尺桡骨远端骨折后的腕部外固定问题。
[0006]
此外，还有各种传统的腕部外固定支具依旧被大量地使用，但是这些传统的腕部外固定支具十分依赖低效的手工操作且在匹配度和舒适性方面的存在固有缺陷，比如：难以保持患处的清洁和干燥；支具的透气性差，经常出现瘙痒、出汗发臭和皮疹问题；石膏支
具十分沉重，严重影响病人日常生活；匹配度较差，存在压力点和摩擦处，易引发红肿和麻木；穿脱困难；制作时需要大量手工操作；制作者需要一定的经验，经常需要返工和反复微调。
[0007]
因此，需要对现有产品的结构进行进一步改进。


技术实现要素：

[0008]
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种个性化腕部支具。其支具的主体结构，采用主、副主片体的双螺旋分片式结构，在保证腕部支具具有足够力学强度保证疗效的前提下，提高了支具与患处的匹配度和佩戴时的舒适性；同时，通过设置晶格镂空结构，在不影响患者穿戴的前提下，减少热量积累并降低结构重量；通过设置半圆导向槽、c型导向槽和牵拉机构等结构，通过牵拉一根或数根钢索，即可实现支具松紧的微调，实现支具的固定，也可以通过放松钢索实现支具的解脱和拆除。
[0009]
本实用新型的技术方案是：提供一种个性化腕部支具，包括腕部支具的主体，其特征是：
[0010]
所述个性化腕部支具的主体结构，由主片体和副片体两个片体组合构成；
[0011]
所述的主片体和副片体，为双螺旋式分片结构；
[0012]
在主片体上设置有供患者拇指穿出用的烟囱状结构；
[0013]
主片体和副片体之间，设置有两条连接缝；
[0014]
所述的连接缝，呈螺旋状地围绕设置在由主片体和副片体两个片体组合构成的主体结构上；
[0015]
在主片体和副片体之间，分别设置有至少一个半圆形导向槽和对应的半圆形凹槽；
[0016]
在主片体和副片体之间的连接缝两侧，成对地设置有至少一个c型导向槽；
[0017]
在主片体或副片体上，设置至少一个锁紧机构；
[0018]
在锁紧机构上设置有一个用于调节钢索长度的旋钮；
[0019]
在主片体和副片体之间，设置一条或数条钢索，所述的钢索从锁紧机构出发，交叉往返穿过一条或两条接缝两侧的c型导向槽，最终回到同一个锁紧机构；
[0020]
所述的钢索和锁紧机构共同构成一套固定机构，用于实现主片体和副片体之间的固定；
[0021]
在主片体和副片体上，设置有晶格镂空结构。
[0022]
具体的，所述烟囱状结构的内部形状，与患者手部大拇指的外表形状相匹配。
[0023]
进一步的，所述主片体和副片体在每一条连接缝两侧的边缘部分的形状相互对应匹配。
[0024]
具体的，在所述主片体或副片体的连接缝边缘，设置有包边结构。所述包边的宽度为1～20mm。
[0025]
进一步的，在所述的主片体和副片体之间，分别设置有至少两个半圆形导向槽和对应的半圆形凹槽，构成两组凸凹式平面定位结构。
[0026]
其所述的c型导向槽成对地设置；所述的钢索，穿过导向槽设置；导向槽的一个侧边，固定在主片体或副片体上。
[0027]
具体的，所述钢索的一端，固定在锁紧机构上；钢索的另一端，缠绕在锁紧机构的旋钮上，通过旋钮的正、反向旋转，带动钢索收紧或放松；所述的锁紧机构，设置在主片体和副片体的附件底座112上。
[0028]
具体的，所述的晶格镂空结构，非均匀地分布、设置在所述主片体和副片体上；在患者皮肤表面应力集中的部分，所述的晶格镂空结构密集设置；在患者皮肤表面应力分散的区域，所述的晶格镂空结构稀疏设置；在患者皮肤表面积热严重的区域，所述的晶格镂空结构稀疏设置；晶格镂空的面积不大于完整支具表面积的90％，同时，晶格镂空的面积不小于完整支具表面积的50％。
[0029]
进一步的，所述的主片体和副片体为双螺旋分片式结构；所述的双螺旋分片式结构，为通过采用一个360
°
扭转的平面，对腕部支具的主体进行切割，进而所获得的两个双螺旋分片。
[0030]
与现有技术比较，本实用新型的优点是：
[0031]
1.本技术方案中，基于患者ct扫描重建的患处三维模型，来生成完整支具的外形，在保证腕部支具具有足够力学强度保证疗效的前提下，提高了支具与患处的匹配度和佩戴时的舒适性；在具备与患处匹配度的同时，还消除了压力点和摩擦处，避免引发患处皮肤的红肿和患处麻木；
[0032]
2.本技术方案采用主、副主片体的双螺旋分片式结构，在保证腕部支具具有足够力学强度保证疗效的前提下，提高了支具与患处的匹配度和佩戴时的舒适性；
[0033]
3.本技术方案中，通过牵拉一根或数根钢索，即可实现支具穿戴后其双螺旋分片式结构的锁紧，通过扭转旋钮调节钢索张力实现支具松紧的微调，也可可靠地锁定钢索长度，实现支具的固定，或者，通过放松钢索实现支具的解脱和拆除；
[0034]
4.本技术方案中，腕部支具的主体结构上存在大量镂空结构(亦称镂空晶格)，透气性强，可以保持支具与患者皮肤接触部位的干燥，避免患者佩戴时出现瘙痒、出汗发臭和皮疹问题；
[0035]
5.本技术方案中，通过设置镂空晶格结构，腕部支具的材料利用率得以提高，在不降低支具力学性能的同时，将支具的重量控制在极低的程度，佩戴时不干扰病人日常生活；
[0036]
6.本技术方案中，腕部支具的主体结构采用双螺旋分片式结构，患者无需移动手部和腕部即可轻松佩戴，不但减少佩戴时的痛苦，还可以避免佩戴时因为腕部的大幅度动作引发骨折复位丢失的可能；
[0037]
7.本技术方案中，在腕部支具的主片体及副片体边缘，设置有半圆导向槽结构，限制了主、副分片之间的相对位移。
[0038]
8.本技术方案中，在腕部支具主、副两个片体的边缘部分，设置有包边结构，一方面可使主、副两个片体的边缘部分圆滑；另一方面，可以提高支具片体的抗扭转能力。
附图说明
[0039]
图1是本实用新型带有半圆导向槽、c型导向槽和附件底座的个性化腕部支具结构示意图；
[0040]
图2是本实用新型个性化腕部支具的正面结构示意图；
[0041]
图3是本实用新型个性化腕部支具的背面结构示意；
[0042]
图4是本实用新型腕部支具的主片体与患者腕部的结合方式示意图；
[0043]
图5是本实用新型腕部支具的副片体与患者腕部的结合方式示意图。
[0044]
图中，101为主片体，101a为主片体尾部，102为副片体，103为烟囱状结构，104为连接缝，105为半圆形导向槽，105a为半圆形凹槽，106为钢索，107为锁紧机构，108为c型导向槽，109为晶格镂空结构，110为患者拇指，111为患者腕部，112为附件底座。
具体实施方式
[0045]
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0046]
基于患者患处的ct数据，分别提取患处从手指到肘关节的皮肤、骨骼和软组织部分数据，并分别重建为三维模型，即可生成腕部支具的原始设计形状，得到一个腕部支具的主体。
[0047]
如图1至图5中所示，本实用新型的技术方案，提供了一种个性化的、定制式的腕部固定支具，其在保证腕部支具具有足够力学强度保证疗效的前提下，提高了支具与患处的匹配度和佩戴时的舒适性。
[0048]
所述的个性化腕部支具，包括腕部支具的主体，其发明点在于：
[0049]
所述个性化腕部支具的主体结构，由主片体101和副片体102两个片体组合构成.
[0050]
所述的主片体和副片体，为双螺旋式分片结构。
[0051]
在主片体上设置有供患者拇指穿出用的烟囱状结构103。
[0052]
主片体和副片体之间，设置有两条连接缝104。
[0053]
所述的连接缝，呈螺旋状地围绕设置在由主片体和副片体两个片体组合构成的主体结构上。
[0054]
在主片体和副片体之间，分别设置有至少一个半圆形导向槽105和对应的半圆形凹槽105a。
[0055]
在主片体和副片体之间的连接缝两侧，成对地设置有至少一个c型导向槽108。
[0056]
在主片体或副片体上，设置至少一个锁紧机构107。
[0057]
在锁紧机构上设置有一个用于调节钢索长度的旋钮(图中以锁紧机构107一并表示)。
[0058]
在主片体和副片体之间，设置一条或数条钢索106，钢索从锁紧机构出发，交叉往返穿过一条或两条接缝两侧的c型导向槽，最终回到同一个锁紧机构。
[0059]
所述的钢索和锁紧机构共同构成一套固定机构，用于实现主片体和副片体之间的固定。
[0060]
在主片体和副片体上，设置有晶格镂空结构109。
[0061]
具体的，其烟囱状结构的内部形状，与患者手部大拇指110的外表形状相匹配。
[0062]
进一步的，其主片体和副片体在每一条连接缝104两侧的边缘部分的形状相互对应匹配。
[0063]
具体的，在主片体或副片体的连接缝边缘，设置有包边结构(图中示出)。包边的宽度为1～20mm。
[0064]
进一步的，在主片体和副片体之间，分别设置有至少两个半圆形导向槽105和对应的半圆形凹槽105a，构成两组凸凹式平面定位结构。
[0065]
参见图1中所示，所述的c型导向槽108成对地设置；钢索穿过c型导向槽设置；c型导向槽的一个侧边，固定在主片体或副片体上。
[0066]
具体的，钢索的一端，固定在锁紧机构上；钢索的另一端，缠绕在锁紧机构的旋钮上，通过旋钮的正、反向旋转，带动钢索收紧或放松；所述的锁紧机构，设置在主片体和副片体的附件底座112上。
[0067]
参见图1至图3中所示，所述的晶格镂空结构109，非均匀地分布、设置在所述主片体和副片体上。
[0068]
在患者皮肤表面应力集中的部分，晶格镂空结构密集设置；在患者皮肤表面应力分散的区域，晶格镂空结构稀疏设置；在患者皮肤表面积热严重的区域，晶格镂空结构稀疏设置；晶格镂空结构的面积不大于完整支具表面积的90％，同时，晶格镂空结构的面积不小于完整支具表面积的50％。
[0069]
进一步的，所述的主片体和副片体为双螺旋分片式结构；所述的双螺旋分片式结构，为通过采用一个360
°
扭转的平面，对腕部支具的主体进行切割，进而所获得的两个双螺旋分片。
[0070]
其主片体与患者腕部的结合方式如图4所示。
[0071]
患者拇指110在穿过主片体101上的烟囱状结构103后，主片体尾部101a沿患者前臂方向进行摆动，即可完成主片体对患者整个腕部111的环绕，此过程无需患者移动手部即可完成，有利于减少佩戴时的痛苦，并消除因为佩戴时腕部的大幅度动作引发骨折复位丢失的可能
[0072]
其副片体与患者腕部和主片体的结合方式如图5所示。
[0073]
副片体102在佩戴时可直接覆盖在患者腕部，稍加旋转和摆动，使副片体上的半圆导向槽105对准主片体101上对应的半圆形凹槽105a即可。
[0074]
在具体制作过程中，通过采用一个360
°
扭转的平面，对腕部支具的主体进行切割，进而所获得主片体和副片体两个双螺旋分片；换句话说，本腕部支具的主体，是由双螺旋式分片结构主片体和副片体组合而成。
[0075]
在本技术方案中，对两个镂空支具片体的边缘部分设置有包边结构，包边宽度为1～20mm。添加包边可以避免挤压患处皮肤同时提高支具片体的抗扭转能力。
[0076]
在本技术方案中，为两个螺旋分片的接缝处添加不少于2个半圆导向槽，半圆导向槽用于支具安装或微调时引导两个支具片体沿预设的方向移动，避免错位和滑脱。
[0077]
在本技术方案中，在两个螺旋分片的接缝两侧，成对地添加c型导向槽，该c型导向槽可供一条或数条涂有润滑涂层的钢索穿过，用于限制钢索移动，保证钢索不会在锁紧机构牵拉时滑脱。
[0078]
在本技术方案中，附件底座112用于安装一个或数个锁紧机构；一条钢索从锁紧机构出发，交叉往返穿过一条或两条接缝两侧的c型导向槽，最终回到同一个锁紧机构；钢索和锁紧机构共同构成一套固定机构用于实现支具的固定；通过扭转旋钮调节钢索张力实现支具松紧的微调，也可可靠地锁定钢索长度，实现支具的固定，也可通过放松钢索实现支具的解脱和拆除。
[0079]
在本技术方案中，腕部支具的本体采用双螺旋分片式结构，目的是在不影响患者穿戴的前提下，减少接缝对支具单一方向刚度的负面影响；镂空支具上设置有半圆导向槽、
c型导向槽和附件底座；支具通过牵拉一根或数根钢索，可以锁紧支具片体，从而实现支具穿戴后的锁紧；且牵拉机构可以通过扭转旋钮调节钢索张力实现支具松紧的微调，也可可靠地锁定钢索长度，实现支具的固定，也可通过放松钢索实现支具的解脱和拆除。
[0080]
与使用石膏、低温热塑板和高温热塑板制成的传统腕部外固定支具相比，本技术方案中腕部支具的主片体、副片体使用防水的聚合物通过增材制造方式成型，患者在佩戴时依旧可以正常沐浴并使用中性洗涤液清洗支具，方便保持清洁；本腕部支具的主体结构上存在大量镂空，透气性强，可以保持支具与患者皮肤接触部位的干燥，避免患者佩戴时出现瘙痒、出汗发臭和皮疹问题；该腕部支具通过计算机辅助完成设计，结构效率高，材料得以充分利用率，使在不降低支具力学性能的同时将支具的重量控制在极低的程度，佩戴时不干扰病人日常生活；本腕部支具的外形基于患者自身皮肤三维数据生成，在具备与患处匹配度的同时，还消除了压力点和摩擦处，避免引发患处皮肤的红肿和患处麻木；本腕部支具的主体结构采用双螺旋分片式结构，患者无需移动手部和腕部即可轻松佩戴，不但减少佩戴时的痛苦，还可以避免佩戴时因为腕部的大幅度动作引发骨折复位丢失的可能；本腕部支具的主体结构，采用双螺旋分片方式，避免了沿支具径向进行上下分片或左右分片时，缝隙对支具整体在特定方向的负面影响，患者佩戴时不论是屈伸还是扭转方向都能获得良好的稳定性；本腕部支具表面的晶格镂空根据患者自身骨肌系统的有限元分析获得的静力学和热力学结果生成，应力较集中的区域晶格密集镂空面积小，以提高强度并消除应力集中点，应力较低温度较高的区域晶格稀疏镂空面积大，以减少热量积累并降低结构重量；本腕部支具的主片体及副片体边缘设置有半圆导向槽，限制了主、副分片之间的相对位移；本腕部支具通过牵拉一根或数根带有润滑保护涂层的钢索锁紧支具的主、副片体，从而实现支具穿戴后的锁紧；本腕部支具上设置的牵拉机构，可以通过扭转旋钮调节钢索张力实现支具松紧的微调，可以可靠地锁定钢索长度，实现支具的固定，也可以通过放松钢索实现支具的解脱和拆除。
[0081]
本实用新型的技术方案，提供了一种基于患者ct扫描重建的患处三维模型生成的个性化腕部支具，其在保证腕部支具具有足够力学强度保证疗效的前提下，提高了支具与患处的匹配度和佩戴时的舒适性，消除了压力点和摩擦点；然后根据有限元分析获得的静力学和热力学结果，在完整支具上生成晶格镂空结构；在镂空化的支具本体上，设置有对应的半圆导向槽、c型导向槽和附件底座；整个支具通过牵拉一根或数根钢索，来锁紧支具片体，实现支具穿戴后的锁紧；牵拉机构通过扭转旋钮调节钢索张力，实现支具松紧的微调，可靠地锁定钢索长度，实现支具的固定，也可通过放松钢索实现支具的解脱和拆除。
[0082]
本实用新型可广泛用于个性化定制式腕部支具的制造领域。