CN108697520A - 脊柱支撑装置 - Google Patents

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Abstract

脊柱支撑装置包括适于从背侧位置向腹侧位置在人体斜方肌上延伸并接合人体斜方肌的生物力学上硬挺的斜方肌锚钩、耦合到斜方肌锚钩并且适于紧密锚定到人体躯干上以保持斜方肌锚钩与人体斜方肌之间的接合的背带以及耦合到斜方肌锚钩并由斜方肌锚钩支撑的近环形颈椎支撑部分。颈椎支撑部分包括一系列生物力学上硬挺的椎骨支撑件和一系列联合抵抗阻尼器。椎骨支撑件通过由联合抵抗阻尼器形成的联合抵抗接头彼此间隔开，使得椎骨支撑件与联合抵抗接头交替。椎骨支撑件和联合抵抗接头被定位成与相应的交***椎骨背侧对齐。

Description

脊柱支撑装置
技术领域
本公开内容涉及脊柱支撑装置。
背景技术
在运动和其他剧烈体育活动中，对头部和/或身体的撞击会引起头部和颈部成角度的/旋转的加速度(过度屈伸，whiplash)。成角度的/旋转的加速度和过度屈伸与脑震荡有关。
发明内容
本公开内容涉及脊柱支撑装置，该脊柱支撑装置被设计成减小由头部和/或身体的撞击引起头部和颈部成角度的/旋转的加速度(过度屈伸)的风险，同时保持在运动和其他用途中所需的特有的移动自由度和活动范围。广义而言，如本文所述的脊柱支撑装置使用交替的椎骨支撑件和联合抵抗接头来模仿人体脊柱的关节连接，其中使用联合抵抗接头来减小传递给装置佩戴者的有害力。
在一方面，脊柱支撑装置包括适于从背侧位置向腹侧位置在人体斜方肌上延伸并接合人体斜方肌的生物力学上硬挺的斜方肌锚钩(biomechanically stiff trapeziusgrapnel)、耦合到该斜方肌锚钩并被其支撑的近环形颈椎支撑部分以及耦合到该斜方肌锚钩且适于紧密锚定在人体躯干上以保持该斜方肌锚钩与人体斜方肌的接合的背带。该颈椎支撑部分包括一系列生物力学上硬挺的椎骨支撑件和一系列联合抵抗阻尼器(symphysealresistive damper)，并且该椎骨支撑件通过由在相邻的椎骨支撑件之间延伸的相应联合抵抗阻尼器形成的联合抵抗接头彼此间隔开，由此该椎骨支撑件与该联合抵抗接头相交替。该椎骨支撑件和该联合抵抗接头被定位成与相应的交***椎骨背侧对齐。
优选地，相对于其他联合抵抗阻尼器在该斜方肌锚钩的最远侧的远侧联合抵抗阻尼器比相对于其他椎骨支撑件在该斜方肌锚钩最远侧的远侧椎骨支撑件距离该斜方肌锚钩更远。
脊柱支撑装置优选地还包括机械耦合到在该斜方肌锚钩远侧的所述颈椎支撑部分并由其支撑的寰椎支撑凸缘(atlas support flange)。该寰椎支撑凸缘包括联合抵抗凸缘和半刚性的弹性凸缘部分，该半刚性的弹性凸缘部分介于该联合抵抗凸缘部分与该远侧联合抵抗阻尼器之间。
优选地，该寰椎支撑凸缘能够选择性地与该颈椎支撑部分接合和脱离。
该寰椎支撑凸缘可以从安设在该颈椎支撑部分的最内表面上的衬垫向外延伸。
在一些实施方式中，该联合抵抗阻尼器由整体式颈圈构件(monolithic collarmember)上的脊状物形成，该整体式颈圈构件由弹性材料形成并且从该斜方肌锚钩延伸至远侧联合抵抗阻尼器并包括远侧联合抵抗阻尼器，并且椎骨支撑件安设在该脊状物之间的通道中。在特定的实施方式中，该脊状物包括纵向间隙，由此每个联合抵抗阻尼器包括多个分立的联合抵抗元件。
在某些实施方式中，该脊柱支撑装置还包括与该整体式颈圈构件接合的弹性C形保持器。
在一些实施方式中，该脊柱支撑装置还包括延伸穿过该颈椎支撑部分的孔的喉带。
附图说明
从以下参考附图的描述中，这些和其他特征将会变得更加明显，其中：
图1是第一示例性脊柱支撑装置的上背侧等轴测图；
图2是图1的脊柱支撑装置的上腹侧等轴测图；
图3是图1的脊柱支撑装置的下背侧等轴测图；
图4是图1的脊柱支撑装置的下腹侧等轴测图；
图5是图1的脊柱支撑装置的正(背侧)视图；
图6是图1的脊柱支撑装置的侧视图；
图7是图1的脊柱支撑装置的后(腹侧)视图；
图8是图1的脊柱支撑装置的俯视平面图；
图9是图1的脊柱支撑装置的底视平面图；
图10是图1的脊柱支撑装置的一部分的细节正(背侧)视图；
图11是沿着图10中的线A-A截取的图1的脊柱支撑装置的一部分的横截面图；
图12是图1的脊柱支撑装置的一部分的细节侧视图；
图13是图1的脊柱支撑装置的一部分的细节后(腹侧)视图；
图14是第二示例性脊柱支撑装置的上背侧等轴测图；
图15是图14的脊柱支撑装置的上腹侧等轴测图；
图16是图14的脊柱支撑装置的下背侧等轴测图；
图17是图14的脊柱支撑装置的下腹侧等轴测图；
图18是图14的脊柱支撑装置的正(背侧)视图；
图19是图14的脊柱支撑装置的侧视图；
图20是图14的脊柱支撑装置的后(腹侧)视图；
图21是图14的脊柱支撑装置的俯视平面图；
图22是图14的脊柱支撑装置的底视平面图；
图23是图14的脊柱支撑装置的一部分的细节正(背侧)视图；
图24是沿着图23中的线B-B截取的图14的脊柱支撑装置的一部分的横截面图；
图25是图14的脊柱支撑装置的一部分的细节侧视图；
图26是图14的脊柱支撑装置的一部分的细节后(腹侧)视图；
图27是沿着图34中的线27-27截取的第三示例性脊柱支撑装置的一部分的横截面图，示出了与人体椎骨的第一对齐；
图28是图27中所示的脊柱支撑装置的一部分的剖视图，示出了与人体椎骨的第一对齐；
图29是与图27中所示相同的横截面，但示出了与人体椎骨的第二对齐；
图30是图27的脊柱支撑装置的分解俯视背侧透视图；
图31是图27的脊柱支撑装置的局部分解俯视腹侧透视图；
图32A和图32B是沿着图31中的线32A/B-32A/B截取的局部横截面图；
图33是沿着图34中的线33-33截取的图27的脊柱支撑装置的颈椎支撑部分的横截面图；
图34是图27的脊柱支撑装置的颈椎支撑部分和斜方肌锚钩的背侧视图；
图35是图27的脊柱支撑装置的弹性C形保持器的平面图；
图36是栓系于人体的图27的脊柱支撑装置的正透视图；
图37是栓系于人体的图27的脊柱支撑装置的后透视图。
具体实施方式
现在参考图1至图13，其示出了大体上由参考标记100指示的第一示例性脊柱支撑装置。脊柱支撑装置100包括颈椎支撑部分102、上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106。颈椎支撑部分102耦合到上脊柱支撑部分104的上端108，并且下脊柱支撑部分106从上脊柱支撑部分104的下端110延伸。术语“下”和“上”在本文以其解剖学意义使用，并且分别与“颅侧”(朝向颅骨)和“尾侧”(朝向臀部)同义。上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106可以整体形成单个元件，或者可以形成彼此连接的两个部件(每个部件可以由子部件组成)。
当由人类使用者(图1至13中未示出)佩戴时，上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106一起从C7椎骨延伸到至少人体脊柱上的L1椎骨，并且如所示，脊柱支撑装置100的轮廓配合人体背部的弯曲。因此，如图6中最佳所示，上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106适于符合人体脊柱弯曲，并且在使用中将会如下文进一步描述的固定在佩戴者脊柱上的适当位置。
上脊柱支撑部分104的上端108包括生物力学上刚性的斜方肌锚钩112，其适于从人类使用者的背侧位置向腹侧位置延伸并接合人体斜方肌。如本文所用的，术语“生物力学上刚性的”意指足够刚性以传递基本上所有施加的力，而不是通过变形来吸收力。从这个意义上来说，术语“生物力学上刚性的”意指刚性是与骨骼的骨头的刚性相同的意义，因此术语“生物力学上刚性的”不排除一些柔性。整个上脊柱支撑部分104可以是生物力学上刚性的，或者仅斜方肌锚钩112可以是生物力学上刚性的。可选地，上脊柱支撑部分104可以被构造成使得斜方肌锚钩112是生物力学上刚性的，并且上脊柱支撑部分104的刚性朝向其下端110减小(即，柔性增加)。在优选的实施方式中，下脊柱支撑部分106基本上比上脊柱支撑部分104更具柔性。
在图示的实施方式中，上脊柱支撑部分104的上端108大体上为三叉形，并且斜方肌锚钩112包括向外延伸的对置的斜方肌支撑臂114和安设在斜方肌支撑臂114之间的脊柱支撑臂116。插槽118介于脊柱支撑臂116与斜方肌支撑臂114之间。斜方肌支撑臂114适于接合人体的斜方肌，从而稳定脊柱支撑装置100，同时使力从颈椎支撑部分102传递到斜方肌或更广泛地传递到上躯干。用于将上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106固定在佩戴者脊柱上的机构也会使斜方肌锚钩112与佩戴者的斜方肌保持接合。三叉戟形状仅仅是用于斜方肌锚钩112的一种示例性形状，并且还可以使用其他合适的形状。
如图10至图13中最佳所示，颈椎支撑部分102包括大体上C形的生物力学上刚性的C6椎骨支撑件120、大体上C形的生物力学上刚性的C4椎骨支撑件122和大体上C形的生物力学上刚性的寰椎支撑件124。当人类使用者佩戴脊柱支撑装置100时，C6椎骨支撑件与人体C6椎骨对齐并定位成从其背侧托住人体C6椎骨，C4椎骨支撑件与人体C4椎骨对齐并定位成从其背侧托住人体C4椎骨，并且寰椎支撑件124与人体C1和C2椎骨对齐并定位成从其背侧托住人体C1和C2椎骨。
C6椎骨支撑件120、C4椎骨支撑件122和寰椎支撑件124彼此间隔开并且通过由在其间延伸的联合抵抗阻尼器形成的各自的联合抵抗接头连接在一起。术语“联合抵抗阻尼器”是指当介于两个部件之间时，可以用作这两个部件之间的联合滑动接头并允许一个部件相对于另一部件进行有限的相对成角度的(屈曲/伸展)和旋转的移动，同时抵抗这样的移动的力，从而对这样的移动施加制动/减速效果的元件或一组元件，并且“联合抵抗接头”是指包括“联合抵抗阻尼器”的接头。C6-C4的联合抵抗阻尼器在C6椎骨支撑件120与C4椎骨支撑件122之间延伸，以在其间形成C6-C4联合抵抗接头126，并且C4-寰椎联合抵抗阻尼器在C4椎骨支撑件122与寰椎支撑件124之间延伸，以在其间形成C4-寰椎联合抵抗接头128。颈椎部分102通过在上脊柱支撑部分的上端108与C6椎骨支撑件120之间延伸的上脊柱-颈椎联合抵抗阻尼器连接到上脊柱支撑部分104的上端108，形成上脊柱-颈椎联合抵抗接头130。
在图1至图13中所示的示例性实施方式中，C6-C4联合抵抗接头126、C4-寰椎联合抵抗接头128和上脊柱-颈椎联合抵抗接头130各自是由分离的弹性材料片形成的分立接头。在图示的实施方式中，C6-C4联合抵抗接头126是在C6椎骨支撑件120的上端与C4椎骨支撑件122的下端之间延伸的大体上C形的元件，并且C4-寰椎联合抵抗接头128是在C4椎骨支撑件122的上端与寰椎支撑件124的下端之间延伸的大体上C形的元件。上脊柱-颈椎联合抵抗接头130符合斜方肌锚钩112的形状并且在其下方和上方均有延伸。更具体地，上脊柱-颈椎联合抵抗接头130位于上脊柱支撑部分104的腹侧上，并且向下延伸超过插槽118，同时向上延伸超过斜方肌支撑臂114和脊柱支撑臂116。在上脊柱支撑部分104的上端108之外，上脊柱-颈椎联合抵抗接头130会聚以形成延伸到C6椎骨支撑件120的下端的近环形颈圈132。在图示的实施方式中，形成上脊柱-颈椎联合抵抗接头130的材料还沿着脊柱支撑装置100的腹侧面向下延伸至下脊柱支撑部分106的下端140。在其他实施方式中，形成上脊柱-颈椎联合抵抗接头的材料可以不向下延伸到那么远；例如，该材料可以仅延伸到上脊柱支撑部分的下端。
用于形成C6-C4联合抵抗接头126、C4-寰椎联合抵抗接头128和上脊柱-颈椎联合抵抗接头130的弹性材料可以是例如，弹性体材料或合适的力反应性聚合物，诸如由DesignBlue Limited公司，地址7-8Commerce Way,Croydon CR0 4XA,UK以商标所提供的材料。
斜方肌锚钩112、C6椎骨支撑件120、C4椎骨支撑件122和寰椎支撑件124以及联合抵抗接头126、128、130的相对位置允许颈椎支撑部分102和上脊柱支撑部分104的上端108模仿人体脊柱的自然关节连接。同时，该结构提供对所施加的引起脊柱屈曲/伸展/旋转的力(例如，来自撞击头部和/或身体的球或其他运动员)的阻力，从而减小由头部或身体的撞击引起的头部和颈部成角度的/旋转的加速度(过度屈伸)。具体而言，形成联合抵抗接头126、128、130的弹性材料对变形提供逐渐增加的阻力。变形可以是压缩、拉伸或组合(取决于移动的性质，特定的联合抵抗接头的一些部件可能处于压缩状态，而其他部件处于拉伸状态)。在联合抵抗接头由弹性体材料形成的情况下，随着位移增加，变形阻力将会增加，并且在联合抵抗接头由力反应性聚合物形成的情况下，随着所施加的力增加，变形阻力将会增加。由于斜方肌锚钩112、C6椎骨支撑件120、C4椎骨支撑件122和寰椎支撑件124的相对移动导致联合抵抗接头126、128、130变形，因此联合抵抗接头126、128、130朝着活动范围的极限提供逐渐增加的阻力，这反过来提供了对过度屈伸相关和脑震荡相关的移动的机械阻力(即制动/减速)。
为了将使用者的头部移动耦合到脊柱支撑装置100，脊柱支撑装置100提供有枢轴地安装到寰椎支撑件124的至少一个头盔集成元件。在图1至图13中所示的示例性实施方式中，脊柱支撑装置100提供有单个大体上C形的头盔集成元件134。寰椎支撑件124枢轴地嵌套在头盔集成元件134内，使得头盔集成元件134可以在有限的枢轴活动范围内相对于寰椎支撑件124向下和向上枢转。在图示的实施方式中，头盔集成元件134通过对置的枢轴销136耦合到寰椎支撑件124；合适的衬套和/或轴承(未示出)可以与枢轴销136相关联。
在使用中，头盔(未示出)耦合到头盔集成元件134，使得在头部屈曲和伸展期间，头盔的移动将会引起头盔集成元件134的相应移动；优选地，头盔可以可释放地耦合到头盔集成元件134。例如，一个或多个系绳(未示出)可以从头盔集成元件134延伸以便将头盔集成元件134固定到头盔(例如，经由卡扣配合或其他紧固件)，并且头盔的后部可以成形为与头盔集成元件134接合。在这样的实施方式中，在头部屈曲期间，头盔的移动将会经由通过系绳施加的张力而移动头盔集成元件134，并且在头部伸展期间，头盔的移动将会通过头盔后部推动头盔集成元件134来移动头盔集成元件134。在其他实施方式中，头盔集成元件134可以刚性地耦合到头盔，使得头盔和头盔集成元件134一致地移动。
当头部的屈曲和伸展处于头盔集成元件134相对于寰椎支撑件124的枢轴活动的有限范围内时，头盔集成元件134可以相对于寰椎支撑件124自由枢转。因此，将会选择枢轴活动的有限范围来对应于屈曲和伸展的普通或“安全”范围以保持移动自由。当头部的屈曲或伸展超过普通或“安全”范围时，头盔集成元件134相对于寰椎支撑件124的枢轴移动将会超过限制的枢转移动范围。这会使得头盔集成元件134接合寰椎支撑件124，使得头部的进一步屈曲/伸展将会一致地移动头盔集成元件134和寰椎支撑件，使得进一步的移动将会被C4-寰椎联合抵抗接头128(以及可能的其他联合抵抗接头126、130)所抵抗。
尽管与本文所述的脊柱支撑装置结合使用的头盔通常将会特别适合于耦合到其头盔集成元件，但也考虑到，可以针对不同的活动提供不同类型的头盔，每个这样的头盔均类似地适于耦合到头盔集成元件。因此，针对例如足球、曲棍球、滑板、高山运动或其他活动可以有不同的头盔，每个这样的头盔均适于耦合到相同类型的头盔集成元件。在这样的实施方式中，通过将一个头盔与头盔集成元件解耦，然后将不同的头盔耦合到该头盔集成元件，可以使用单个脊柱支撑装置进行多种活动。
脊柱支撑装置100可以以各种方式固定在使用者躯干的背侧。例如，在一个实施方式中，可以使用背带(图1至图13中未示出)。背带可以包括在上脊柱支撑部分102的上端108(特别是脊柱支撑臂116)与下脊柱支撑部分106的Y形下端140处的突出部138之间延伸的对置的紧固带(图1至图13中未示出)，以便将脊柱支撑装置100捆扎在使用者的背部上。因此，紧固带适于将上脊柱支撑部分和下脊柱支撑部分紧固到与脊柱对准的人体背部上。在另一个实施方式中，上脊柱支撑部分104和下脊柱支撑部分106可以整合到躯干服装如背心、抗压衣等的背侧。
现参考图14至图26，其示出了大体上由参考标记200指示的第二示例性脊柱支撑装置。图14至图26中所示的第二示例性脊柱支撑装置200与图1至图13中所示的第一示例性脊柱支撑装置100相似，相似的特征由相似的附图标记表示，但用前缀“2”代替“1”。因此，第二示例性脊柱支撑装置200的颈椎支撑部分由参考标记202表示，第二示例性脊柱支撑装置200的上脊柱支撑部分由参考标记204表示，依此类推。第二示例性脊柱支撑装置200与第一示例性脊柱支撑装置100的不同之处主要在于不由分离的弹性材料片形成分立的接头，在第二示例性脊柱支撑装置200中，形成C6-C4联合抵抗接头226、C4-寰椎联合抵抗接头228和上脊柱-颈椎联合抵抗接头230的联合抵抗阻尼器由沿着颈椎支撑部分202从斜方肌锚钩212延伸的弹性材料的至少一个整体层形成。
在图示的实施方式中，弹性材料的一个或多个层242安设在上脊柱支撑部分204的腹侧上，并且恰好从下脊柱支撑部分206的下端240上方延伸到上脊柱支撑部分204上方，并且沿着斜方肌锚钩212经过斜方肌锚钩212，然后沿着颈椎支撑部分202的腹侧到达寰椎支撑件224。弹性材料无需向下延伸到如图示实施方式中所示的那么远，而是仅需向下延伸足够远以执行联合抵抗接头功能。在上脊柱支撑部分204的上端208与C6椎骨支撑件220之间的接头处，弹性材料层242会聚以形成近环形颈圈232，进而成形成上脊柱-颈椎联合抵抗接头230的一部分，并且继续沿着颈椎支撑部分202的腹侧。C6-C4联合抵抗接头226由在C6椎骨支撑件220与C4椎骨支撑件222之间向背侧突出的弹性材料层242的一部分形成，并且C4-寰椎联合抵抗接头228由在C4椎骨支撑件122与寰椎支撑件124之间向背侧突出的弹性材料层242的一部分形成。弹性材料可以是例如弹性体材料或力反应性聚合物。在提供多个层242的情况下，这些层可以具有相同的、相似的或不相似的弹性材料。
现参考图27至图37，其示出了根据本公开内容的一个方面，大体上由参考标记300指示的第三示例性脊柱支撑装置。
如图27至图29中最佳所示，第三脊柱支撑装置300包括适于从背侧位置向腹侧位置在人体斜方肌上延伸并接合人体斜方肌的生物力学上硬挺的斜方肌锚钩312、耦合到斜方肌锚钩312并由其支撑的近环形颈椎支撑部分302以及背带395(参见图36和图37)。如本文所用的，术语“生物力学上硬挺的”意指足够刚性以传递大部分施加的力，同时通过变形吸收少部分所施加的力。从这个意义上来说，术语“生物力学上硬挺的”意指硬挺是与厚的纤维软骨的硬挺相同的意义，并且术语“生物力学上硬挺的”意味着比术语“生物力学上刚性的”刚性更少(柔性更多)。斜方肌锚钩312可以由例如硅树脂、橡胶或合适的聚合物材料制成。
如图27至图29中所示，颈椎支撑部分302的近环形(最佳参见图31)允许其托住使用者颈部的颈椎部分。颈椎支撑部分302包括一系列生物力学上硬挺的椎骨支撑件340和一系列联合抵抗阻尼器342。与斜方肌锚钩312类似，生物力学上硬挺的椎骨支撑件340可以由例如硅树脂、橡胶或合适的聚合物材料制成，其可以是与斜方肌锚钩312所使用的相同的材料或不同材料。例如，可以由弹性体材料或合适的力反应性聚合物如由Design BlueLimited以商标提供的那些材料形成联合抵抗阻尼器342。椎骨支撑件340通过由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头彼此间隔开。更具体地，联合抵抗阻尼器342之一在每对相邻的椎骨支撑件340之间延伸，使得椎骨支撑件340与由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头交替。如图27至图29中所示，远侧联合抵抗阻尼器342(即相对于其他联合抵抗阻尼器342距离斜方肌锚钩312最远的联合抵抗阻尼器342)比远侧椎骨支撑件340(即相对于其他椎骨支撑件312距离斜方肌锚钩312最远的椎骨支撑件340)距离斜方肌锚钩312更远。
如将在下文更详细解释的，背带395(参见图36和图37)机械耦合到斜方肌锚钩，并且适于紧密地锚定到人体躯干上以保持斜方肌锚钩与人体斜方肌的接合，并且从而保持第三脊柱支撑装置300的正确解剖学定位。
如图30中最佳所示，在示例性的第三脊柱支撑装置300中，联合抵抗阻尼器342由处于由弹性材料形成的整体式颈圈构件346上的脊状物344形成，其中远侧联合抵抗阻尼器342形成整体式颈圈构件346的颅端347。例如，整体式颈圈构件346可以由弹性体材料或合适的力反应性聚合物如由Design Blue Limited以商标提供的那些材料形成。在图示的实施方式中，脊状物344包括纵向间隙348，该纵向间隙348将每个联合抵抗阻尼器分割成多个分立的联合抵抗元件350。纵向间隙348提供了颈圈构件的柔性、拉伸和关节连接，并且在图示的实施方式中，延伸超过脊状物进入整体式颈圈构件346的下方基底352中。椎骨支撑件340安设在脊状物344之间的纵向延伸通道354中，并且整体式颈圈构件346还包括在其尾端358(即与接受斜方肌锚钩312的颅端347相反的一端)处的凹陷区域356。因此，整体式颈圈构件346从整体式颈圈构件346的尾端358处的斜方肌锚钩312延伸到形成整体式颈圈构件346的颅端347的远侧联合抵抗阻尼器342并包括该联合抵抗阻尼器342。在斜方肌锚钩312与近侧椎骨支撑件340(即相对于其他椎骨支撑件312最靠近斜方肌锚钩312的椎骨支撑件340)之间形成另外的联合抵抗阻尼器342。
整体式颈圈构件346形成联合抵抗阻尼器342的用途仅表示一个示例性实施方式。在其他实施方式中，颈圈构件和联合抵抗阻尼器可以是分离和分立的(即非整体式)组件。例如，联合抵抗阻尼器可以包括粘合到或以其他方式固定到颈圈构件上的分离件。
如图27至图29中所示，椎骨支撑件340和由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头的大小和位置被设定成与相应的交***椎骨360背侧对齐。在附图中，C1椎骨(寰椎骨)由参考标记360A表示，C2椎骨由参考标记360B表示，C3椎骨由参考标记360C表示，C4椎骨由参考标记360D表示，C5椎骨由参考标记360E表示，C6椎骨由参考标记360F表示，C7椎骨由参考标记360G表示并且T1椎骨由参考标记360H表示。可以以多种不同大小提供第三示例性脊柱支撑装置300的实施方式，以适应不同年龄、高度、大小和性别的个体。对于给定大小的脊柱支撑装置300来说，椎骨支撑件340和由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头与椎骨360的准确对齐将会取决于许多因素，包括佩戴者斜方肌的大小和佩戴者脖子的长度。因此，对于相同大小的脊柱支撑装置300来说，对齐在一个使用者与另一使用者之间可以向相对颅侧或相对尾侧移动。图27和图28示出了相对更向颅侧的对齐，其中椎骨支撑件340与C2椎骨360B、C4椎骨360D和C6椎骨360F对准并定位成背侧托住C2椎骨360B、C4椎骨360D和C6椎骨360F，并且由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头与C3椎骨360C、C5椎骨360E和C7椎骨360G对准并且定位成背侧托住C3椎骨360C、C5椎骨360E和C7椎骨360G。图29示出了相对更向尾侧的对齐，其中椎骨支撑件340与C3椎骨360C、C5椎骨360E和C7椎骨360G对准并定位成背侧托住C3椎骨360C、C5椎骨360E和C7椎骨360G，并且由联合抵抗阻尼器342形成的抵抗接头与C4椎骨360D、C6椎骨360F和T1椎骨360H对准并定位成背侧托住C4椎骨360D、C6椎骨360F和T1椎骨360H。
在相对更向颅侧的对齐(图27和图28)和相对更向尾侧的对齐(图29)中，斜方肌锚钩312、椎骨支撑件340和由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头均允许颈椎支撑部分302模仿人体脊柱的自然关节连接。类似于第一示例性脊柱支撑装置100和第二示例脊柱支撑装置200，由联合抵抗阻尼器342形成的联合抵抗接头随着它们响应于引起脊柱的屈曲/伸展/旋转的施加力而经历增加的变形从而提供增加的阻力，并且可以由此减少由头部或身体的撞击引起的头部和颈部成角度的/旋转的加速度(过度屈伸)。
为了将使用者的头部移动耦合到第三脊柱支撑装置300，该第三脊柱支撑装置300进一步包括寰椎支撑凸缘362，该寰椎支撑凸缘362机械耦合到斜方肌锚钩312远侧的颈椎支撑部分302并由其支撑。寰椎支撑凸缘362在颅侧安设在颈圈构件346的颅端347，并从其背侧向外延伸，使得当佩戴第三示例性脊柱支撑装置300时，寰椎支撑凸缘362将会介于佩戴者的枕骨364与远侧联合抵抗阻尼器342之间，通常与佩戴者的寰椎骨360A对准。寰椎支撑凸缘362在佩戴者的枕骨364与远侧联合抵抗阻尼器342之间提供机械连接，使得当佩戴者的头向背侧移动(例如，枢转)时，诸如来自撞击，能量从佩戴者的颅骨通过寰椎支撑凸缘362传递到远侧联合抵抗阻尼器342并由此传递到颈椎支撑部分302。在一些实施方式中，诸如对于不佩戴头盔的运动来说，寰椎支撑凸缘362可以直接接合佩戴者的头部；在其他实施方式中，例如对于佩戴头盔的运动来说，寰椎支撑凸缘362可以例如在头盔的背侧底座处接合头盔。取决于预期用途，寰椎支撑凸缘362可以具有不同的大小或形状。例如，如图32A和图32B中所示，意在用于曲棍球(图32A)的寰椎支撑凸缘362可以比意在用于美式/加拿大式橄榄球(图32B)的寰椎支撑凸缘362具有更小的体积。寰椎支撑凸缘362使得第三示例性脊柱支撑装置能够与标准的未更改的头盔一起使用。
在图示的实施方式中，如图32A和图32B中最佳所示，寰椎支撑凸缘362包括联合抵抗凸缘部分368和半刚性弹性凸缘部分370，当寰椎支撑凸缘362与颈椎支撑部分302接合时，半刚性弹性凸缘部分370介于联合抵抗凸缘部分368与远侧联合抵抗阻尼器342之间。联合抵抗凸缘部分368可以由与颈圈构件346相同的材料制成，例如由弹性体材料或合适的力反应性聚合物如Design Blue Limited以商标提供的那些材料制成，或由不同材料制成。半刚性弹性凸缘部分270可以由例如合适的柔性聚合物制成。半刚性弹性凸缘部分270帮助能量从颅骨或头盔通过寰椎支撑凸缘262传递到远侧联合抵抗阻尼器342。联合抵抗凸缘部分368还提供逐渐增加的变形阻力，并且从而可以提供对过度屈伸相关和脑震荡相关移动的进一步机械阻力(即，制动/减速)。
如图30中所示，在图示的实施方式中，寰椎支撑凸缘362与安设在颈椎支撑部分302的最内表面上的衬垫372集成并从其向外延伸，使得在使用中，衬垫372将会定位在佩戴者的颈部与颈椎支撑部分302之间。在图示的实施方式中，衬垫包括框架373(图30)和层压在透气网状物包层376(参见图32A和图32B——为了图示清楚，图30和图31中未示出透气网状物包层376)内的多个分立的间隔开的弹性部件374。透气网状物376与弹性构件374之间的间隔便于沿着使用者颈部的气流在佩戴脊柱支撑装置300时改善舒适性。在优选的实施方式中，如附图中所示，包括联合抵抗凸缘部分268和半刚性弹性凸缘部分370的寰椎支撑凸缘362的横截面大体上为L形并且包括形成衬垫372的一部分的依附撑臂378，并且与弹性构件374一起包封在透气网状物376内。在优选的实施方式中，衬垫372以及因此的寰椎支撑凸缘362能够选择性地与颈椎支撑部分302接合和分离，并且帮助将脊柱支撑装置300佩戴给使用者，衬垫372可以通过使用弹性构件374和具有期望厚度的依附撑臂378而提供有不同的厚度。衬垫372可以以多种方式与颈椎支撑部分302接合和脱离，包括佩戴者的颈部与颈椎支撑部分302的内表面之间的摩擦和/或压力或者诸如钩环紧固件或卡扣紧固件等嵌合式接合机构。
现参考图33至图35，在优选的实施方式中，脊柱支撑装置300还包括与整体式颈圈构件346接合的弹性C形保持器380。保持器380帮助使颈椎支撑部分302在变形(诸如由佩戴者的移动造成)之后返回到其中立的近环形形状。在图示的实施方式中，保持器380包括具有两个向外延伸的臂384的弯曲的中央开放的盾状框架382，以及两个外部H形框架386，其横杆388通过诸如铆钉等紧固件390耦合到中央开放的盾状框架382的臂384。紧固件390延伸穿过中央开放的盾状框架382的臂384，穿过外部H形框架386的横杆388并且穿过整体式颈圈构件346。保持器380可以由例如合适的柔性聚合物制成。如图30和图33中所示，保持器380、椎骨支撑件340和整体式颈圈构件346均可以层压在纺织品、织物或类似材料的内层392与外层394之间，以便向颈椎支撑部分302提供外部护套。在图示的实施方式中，内层392与外层394之间的层压将斜方肌锚钩312和其他椎骨支撑件312固定在整体式颈圈构件346上的适当位置，并且将热塑性聚氨酯(TPU)层涂覆到由内层392和外层394形成的外部护套的外表面上以提供进一步的结构增强。其他技术如粘合剂或粘合也可以用于将斜方肌锚钩312和其他椎骨支撑件312固定在整体式颈圈构件346上。
如上所述，第三脊柱支撑装置300还包括固定到颈椎支撑部分302的背带395(图30中未示出；参见图36图37)，以保持第三脊柱支撑装置300的正确解剖学定位。类似于第一示例性脊柱支撑装置100和第二示例性脊柱支撑装置200，第三示例性脊柱支撑装置300可以集成到躯干服装如背心、抗压衣等中。例如，如图36和图37中所示，颈椎支撑部分302由(TPU)形成的背带395被层压或以其他方式适当地固定到衬衫396或类似的服装。在图示的实施方式中，背带395通过附接(例如通过缝合)到由内层392和外层394(图30)形成的外部护套而固定到颈椎部分302，其中通过将背带粘合到安设在外部护套的外表面上的TPU层来提供进一步的结构增强。在其他实施方式中，背带可以由其他合适的材料制成。此外，附图中所示的环绕胸部、手臂之下和肩胛骨之间以环绕躯干的背带设计仅仅是示例性的背带布置，并且可以使用向躯干提供紧密锚定的任何合适的背带布置。
脊柱支撑装置300优选地提供有延伸穿过颈椎支撑部分的孔398的喉带397。例如，喉带397可以缝合或以其他方式固定到由材料的内层392和外层394形成的外部护套，并且可以是经弹性处理或以其他方式有弹力的，或者可以采取带有带扣或其他紧固件的带的形式。在一些实施方式中，例如在脊柱支撑装置300意在用于冰球时，喉带397以及内层392和外层394可以由合适的耐切割材料制成。例如，某些运动可能需要喉部保护符合某些耐切割标准。
已经通过示例描述了某些实施方式。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离权利要求的范围的情况下可以做出许多变化和修改。

Claims (9)

1.一种脊柱支撑装置，包括：
生物力学上硬挺的斜方肌锚钩，其适于从背侧位置向腹侧位置在人体斜方肌上延伸并接合人体斜方肌；
耦合到所述斜方肌锚钩并由所述斜方肌锚钩支撑的近环形颈椎支撑部分；
所述颈椎支撑部分包括：
一系列生物力学上硬挺的椎骨支撑件；以及
一系列联合抵抗阻尼器；
其中所述椎骨支撑件通过联合抵抗接头彼此间隔开，由此所述椎骨支撑件与所述联合抵抗接头相交替，所述联合抵抗接头由在所述相邻椎骨支撑件之间延伸的各个所述联合抵抗阻尼器形成；
并且其中所述椎骨支撑件和所述联合抵抗接头定位成与相应的交***椎骨在背侧对齐；以及
背带，所述背带耦合到所述斜方肌锚钩且适于紧密锚定在所述人体躯干上，以保持所述斜方肌锚钩与人体斜方肌之间的接合。
2.如权利要求1所述的脊柱支撑装置，其中相对于其他联合抵抗阻尼器在所述斜方肌锚钩最远侧的远侧联合抵抗阻尼器比相对于其他椎骨支撑件在所述斜方肌锚钩最远侧的远侧椎骨支撑件距离所述斜方肌锚钩更远。
3.如权利要求2所述的脊柱支撑装置，还包括：
寰椎支撑凸缘，该寰椎支撑凸缘机械耦合到所述斜方肌锚钩远侧的所述颈椎支撑部分并由所述颈椎支撑部分支撑；
所述寰椎支撑凸缘包括：
联合抵抗凸缘部分；以及
介于所述联合抵抗凸缘部分与所述远侧联合抵抗阻尼器之间的半刚性弹性凸缘部分。
4.如权利要求3所述的脊柱支撑装置，其中所述寰椎支撑凸缘能够选择性地与所述颈椎支撑部分接合和脱离。
5.如权利要求3所述的脊柱支撑装置，其中所述寰椎支撑凸缘从安设在所述颈椎支撑部分的最内表面上的衬垫向外延伸。
6.如权利要求1所述的脊柱支撑装置，其中：
所述联合抵抗阻尼器由整体式颈圈构件上的脊状物形成，所述整体式颈圈构件由弹性材料形成，并且从所述斜方肌锚钩延伸至所述远侧联合抵抗阻尼器并包括所述远侧联合抵抗阻尼器；以及
所述椎骨支撑件安设在所述脊状物之间的通道中。
7.如权利要求6所述的脊柱支撑装置，其中所述脊状物包括纵向间隙，由此每个所述联合抵抗阻尼器包括多个分立的联合抵抗元件。
8.如权利要求6所述的脊柱支撑装置，还包括与所述整体式颈圈构件接合的弹性C形保持器。
9.如权利要求1所述的脊柱支撑装置，还包括延伸穿过所述颈椎支撑部分的孔的喉带。
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