一款胸廓骨外傷輔助診療服裝的研制

李俊飛 田 宏

（遼東學(xué)院，遼寧 丹東 118000）

1 輔助診療服裝的研究背景

經(jīng)調(diào)查，我國每年都有近10 萬起車禍發(fā)生。汽車的大量普及也間接導(dǎo)致了胸外傷病人增多。肋骨骨折約占胸外傷的2/3，多發(fā)于第4～9 肋骨，胸壁失去肋骨支撐，可影響呼吸與循環(huán)功能，其治療目的在于恢復(fù)胸廓的穩(wěn)定性。單根肋骨骨折不會對胸壁穩(wěn)定性造成影響，經(jīng)外固定及對癥治療可基本痊愈，但是多發(fā)性肋骨骨折常導(dǎo)致連枷胸，這是導(dǎo)致胸外傷后呼吸功能衰竭的主要原因[1]。胸廓骨外傷輔助診療服裝是肋骨骨折后常用的外固定手段，但是由于治療周期長，且在恢復(fù)中容易咳嗽，在咳嗽時由于胸廓易發(fā)生過度擴張從而導(dǎo)致二次傷害，因此如何避免二次傷害是關(guān)鍵。本文設(shè)計了一款新型胸衣，采用薄膜傳感器對胸廓變化情況進(jìn)行監(jiān)控，在胸廓擴張到一個臨界值時傳感器會傳導(dǎo)電信號到加壓氣囊，氣囊迅速充氣防止胸廓發(fā)生過度擴張?，F(xiàn)階段壓力傳感器在服裝上的研究主要集中在可穿戴智能設(shè)備和防意外墜落等安全防護(hù)服上。在胸廓骨外傷輔助診療服裝上的應(yīng)用還比較少。

2 胸外傷病人輔助診療服裝設(shè)計

根據(jù)臨床需要，該輔助診療服裝采用直筒式設(shè)計，具體設(shè)計由上部的可調(diào)節(jié)肩帶、中部的壓力傳感器、充氣氣囊以及側(cè)面的魔術(shù)貼組成。該款輔助診療服裝是在常規(guī)胸腰椎固定支具上加以改進(jìn)所得，服裝以人體為模型進(jìn)行設(shè)計。

2.1 上部分的可調(diào)節(jié)肩帶加裝調(diào)節(jié)扣，避免由于長時間使用彈力帶出現(xiàn)彈力下降的情況，不僅起到了承托作用，在防止胸衣下垂的同時，也可以調(diào)節(jié)肩帶長度，使其適合更多的人群。

2.2 胸部兩側(cè)加裝兩個壓力傳感器來收集信息，該服裝采用了D2027 型柔性壓力傳感器，其長度小于8cm，并且厚度小于0.3mm，響應(yīng)時間小于10ms，可使用50萬次以上，適合用在服裝上。此傳感器在薄膜受到人體壓力時產(chǎn)生形變，從而影響可變電阻的電阻值，在電路中通過電阻值變化從而影響輸出電壓的變化，設(shè)定閾值，當(dāng)突破這個閾值時，氣囊自動充氣。此傳感器屬于柔性壓力傳感器，抗電磁干擾和抗靜電屬性良好，可以將傳感器安裝在胸部兩側(cè)用來監(jiān)測患者咳嗽時胸廓的形變程度。

2.3 壓力傳感器連接著豎式氣囊來保護(hù)胸廓，當(dāng)胸廓的爆發(fā)性擴張被檢測到時，氣囊收到傳感器的預(yù)警信號后，自動激發(fā)氣體發(fā)生裝置為氣囊打氣，從而保護(hù)患者胸廓。該方法在日常穿著時不影響美觀，便于操作，并且技術(shù)也相對成熟。早在1995年日本的hit-air 品牌就開始研究安全氣囊系統(tǒng)，在1998年經(jīng)過一系列實驗后第一件氣囊夾克研制成功。該品牌服裝后被多個國家使用在馬術(shù)和滑雪方面，國外特別是日本歐洲在氣囊防護(hù)服上研究的時間早、成果多。近年來中國在氣囊防護(hù)服上也取得了一定成績，蘇州衣帶保智能技術(shù)有限公司研制了一款安全氣囊服裝可在0.18s 內(nèi)打開。

圖1 本款胸廓輔助診療服裝正視圖

2.4 外部使用高強度ABS 合成樹脂板材，相比傳統(tǒng)鋼材，更輕更透氣，同時也不易變形，可以更好地保護(hù)患處。內(nèi)襯選用棉質(zhì)透氣高彈面料，穿著舒適，也更為透氣。側(cè)面使用魔術(shù)貼，強力魔術(shù)貼的使用讓病人穿脫更加的方便，與傳統(tǒng)的固定扣相比，少了提拉的步驟，減輕了患者的痛苦，方便了對病人的日常檢查，同時也方便了對患者的日常護(hù)理。

圖2 本款胸廓輔助診療服裝后視圖

3 小結(jié)

由于服裝功能智能化的發(fā)展，可穿戴智能設(shè)備漸漸會成為研究熱點，為了減少胸廓骨外傷患者頻發(fā)的二次傷害問題所設(shè)計出的該服裝，在滿足良好的透氣性和舒適性的同時，通過柔性壓力傳感器與氣囊相結(jié)合的辦法，在胸廓發(fā)生過度形變時對氣囊進(jìn)行充氣，從而保護(hù)了患者胸廓，減少二次傷害。此服裝大大減弱了傷員的痛苦，使傷員更快的恢復(fù)，為胸廓骨外傷患者提供了更貼心、更舒適的康復(fù)保護(hù)。