一款胸廓骨外伤辅助诊疗服装的研制

李俊飞 田 宏

（辽东学院，辽宁 丹东 118000）

1 辅助诊疗服装的研究背景

经调查，我国每年都有近10 万起车祸发生。汽车的大量普及也间接导致了胸外伤病人增多。肋骨骨折约占胸外伤的2/3，多发于第4～9 肋骨，胸壁失去肋骨支撑，可影响呼吸与循环功能，其治疗目的在于恢复胸廓的稳定性。单根肋骨骨折不会对胸壁稳定性造成影响，经外固定及对症治疗可基本痊愈，但是多发性肋骨骨折常导致连枷胸，这是导致胸外伤后呼吸功能衰竭的主要原因[1]。胸廓骨外伤辅助诊疗服装是肋骨骨折后常用的外固定手段，但是由于治疗周期长，且在恢复中容易咳嗽，在咳嗽时由于胸廓易发生过度扩张从而导致二次伤害，因此如何避免二次伤害是关键。本文设计了一款新型胸衣，采用薄膜传感器对胸廓变化情况进行监控，在胸廓扩张到一个临界值时传感器会传导电信号到加压气囊，气囊迅速充气防止胸廓发生过度扩张。现阶段压力传感器在服装上的研究主要集中在可穿戴智能设备和防意外坠落等安全防护服上。在胸廓骨外伤辅助诊疗服装上的应用还比较少。

2 胸外伤病人辅助诊疗服装设计

根据临床需要，该辅助诊疗服装采用直筒式设计，具体设计由上部的可调节肩带、中部的压力传感器、充气气囊以及侧面的魔术贴组成。该款辅助诊疗服装是在常规胸腰椎固定支具上加以改进所得，服装以人体为模型进行设计。

2.1 上部分的可调节肩带加装调节扣，避免由于长时间使用弹力带出现弹力下降的情况，不仅起到了承托作用，在防止胸衣下垂的同时，也可以调节肩带长度，使其适合更多的人群。

2.2 胸部两侧加装两个压力传感器来收集信息，该服装采用了D2027 型柔性压力传感器，其长度小于8cm，并且厚度小于0.3mm，响应时间小于10ms，可使用50万次以上，适合用在服装上。此传感器在薄膜受到人体压力时产生形变，从而影响可变电阻的电阻值，在电路中通过电阻值变化从而影响输出电压的变化，设定阈值，当突破这个阈值时，气囊自动充气。此传感器属于柔性压力传感器，抗电磁干扰和抗静电属性良好，可以将传感器安装在胸部两侧用来监测患者咳嗽时胸廓的形变程度。

2.3 压力传感器连接着竖式气囊来保护胸廓，当胸廓的爆发性扩张被检测到时，气囊收到传感器的预警信号后，自动激发气体发生装置为气囊打气，从而保护患者胸廓。该方法在日常穿着时不影响美观，便于操作，并且技术也相对成熟。早在1995年日本的hit-air 品牌就开始研究安全气囊系统，在1998年经过一系列实验后第一件气囊夹克研制成功。该品牌服装后被多个国家使用在马术和滑雪方面，国外特别是日本欧洲在气囊防护服上研究的时间早、成果多。近年来中国在气囊防护服上也取得了一定成绩，苏州衣带保智能技术有限公司研制了一款安全气囊服装可在0.18s 内打开。

图1 本款胸廓辅助诊疗服装正视图

2.4 外部使用高强度ABS 合成树脂板材，相比传统钢材，更轻更透气，同时也不易变形，可以更好地保护患处。内衬选用棉质透气高弹面料，穿着舒适，也更为透气。侧面使用魔术贴，强力魔术贴的使用让病人穿脱更加的方便，与传统的固定扣相比，少了提拉的步骤，减轻了患者的痛苦，方便了对病人的日常检查，同时也方便了对患者的日常护理。

图2 本款胸廓辅助诊疗服装后视图

3 小结

由于服装功能智能化的发展，可穿戴智能设备渐渐会成为研究热点，为了减少胸廓骨外伤患者频发的二次伤害问题所设计出的该服装，在满足良好的透气性和舒适性的同时，通过柔性压力传感器与气囊相结合的办法，在胸廓发生过度形变时对气囊进行充气，从而保护了患者胸廓，减少二次伤害。此服装大大减弱了伤员的痛苦，使伤员更快的恢复，为胸廓骨外伤患者提供了更贴心、更舒适的康复保护。