一款胸廓骨外傷輔助診療服裝的研制

李俊飛 田 宏

（遼東學院，遼寧 丹東 118000）

1 輔助診療服裝的研究背景

經調查，我國每年都有近10 萬起車禍發生。汽車的大量普及也間接導致了胸外傷病人增多。肋骨骨折約占胸外傷的2/3，多發于第4～9 肋骨，胸壁失去肋骨支撐，可影響呼吸與循環功能，其治療目的在于恢復胸廓的穩定性。單根肋骨骨折不會對胸壁穩定性造成影響，經外固定及對癥治療可基本痊愈，但是多發性肋骨骨折常導致連枷胸，這是導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，且在恢復中容易咳嗽，在咳嗽時由于胸廓易發生過度擴張從而導致二次傷害，因此如何避免二次傷害是關鍵。本文設計了一款新型胸衣，采用薄膜傳感器對胸廓變化情況進行監控，在胸廓擴張到一個臨界值時傳感器會傳導電信號到加壓氣囊，氣囊迅速充氣防止胸廓發生過度擴張。現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備和防意外墜落等安全防護服上。在胸廓骨外傷輔助診療服裝上的應用還比較少。

2 胸外傷病人輔助診療服裝設計

根據臨床需要，該輔助診療服裝采用直筒式設計，具體設計由上部的可調節肩帶、中部的壓力傳感器、充氣氣囊以及側面的魔術貼組成。該款輔助診療服裝是在常規胸腰椎固定支具上加以改進所得，服裝以人體為模型進行設計。

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

2.2 胸部兩側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，設定閾值，當突破這個閾值時，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用來監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胸廓，當胸廓的爆發性擴張被檢測到時，氣囊收到傳感器的預警信號后，自動激發氣體發生裝置為氣囊打氣，從而保護患者胸廓。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，在1998年經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和滑雪方面，國外特別是日本歐洲在氣囊防護服上研究的時間早、成果多。近年來中國在氣囊防護服上也取得了一定成績，蘇州衣帶保智能技術有限公司研制了一款安全氣囊服裝可在0.18s 內打開。

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，相比傳統鋼材，更輕更透氣，同時也不易變形，可以更好地保護患處。內襯選用棉質透氣高彈面料，穿著舒適，也更為透氣。側面使用魔術貼，強力魔術貼的使用讓病人穿脫更加的方便，與傳統的固定扣相比，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理。

圖2 本款胸廓輔助診療服裝后視圖

3 小結

由于服裝功能智能化的發展，可穿戴智能設備漸漸會成為研究熱點，為了減少胸廓骨外傷患者頻發的二次傷害問題所設計出的該服裝，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合的辦法，在胸廓發生過度形變時對氣囊進行充氣，從而保護了患者胸廓，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，為胸廓骨外傷患者提供了更貼心、更舒適的康復保護。