一種椎間盤壓力檢測裝置的製作方法
2023-07-25 18:19:01
專利名稱：一種椎間盤壓力檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫療電子儀器，具體涉及一種直接無損測量的椎間盤壓力檢測裝置。
背景技術：
頸椎在人體中佔極其重要的地位，頸椎椎間盤退變或突出能引起一系列的臨床病症，而與頸椎椎間盤退變或突出相關的是髓核內壓力的變化和椎間盤上下截面的壓力變化。在醫學上這兩個數據是維持頸椎穩定性的重要指標，也是臨床上一個重要的數據。因此，對頸椎椎間盤髓核內壓力的測定，是 具有極其重要的意義。但在臨床中直接測量頸椎椎間盤髓核內壓力是非常困難的，更主要的是對人體的不安全，到目前為止，測量頸椎椎間盤髓核內壓力仍是醫學上的一個難題，且採用的都是有損傷測試，如選用外徑為01.2mm，內徑為￠0. 8_的醫用矽膠管套在測壓針管前端的測壓口，讓矽膠管套深入髓核中心，再採用EI-P929程控測壓儀記錄，從而測得髓核中心在加載情況下的壓力值。另一方面，電阻應變片是導體或半導體材料在外界力的作用下產生機械變形時其電阻值發生相應變化的傳感元件，目前主要應用在檢測金屬等固體物質形變上，在生物體上沒有應用，這是因為都存在具體技術問題。而對於直接無損測量的椎間盤壓力檢測，尤其是採用電阻應變片的直接無損測量的椎間盤壓力檢測，還必須克服這種情況下直接壓力或間接壓力傳感信號過小或微小的技術難題，包括①微小信號的精確放大，包含檢測和放大的兩大部分；②電磁幹擾問題，由於是微小信號，很容易由於內外電磁幹擾使信號失真。另外還面臨著需要適合狹小緊湊的手術環境的特定行業問題。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是，如何提供一種椎間盤壓力檢測裝置，能直接無創傷地準確檢測或測量使用者或患者的椎間盤壓力。本發明的上述技術問題這樣解決構建一種椎間盤壓力檢測裝置，包括貼在人體表面檢測位置的用於檢測信號的複數個電阻應變片，還包括與所述電阻應變片電連接的應力檢測發送器；該應力檢測發送器包括依次電連接的內部電橋單元、運算放大單元，模數轉換單元和無線發送模塊；所述內部電橋單元與對應所述電阻應變片構成電橋，所述電阻應變片、內部電橋單元、運算放大單元和模數轉換單元的數量相同並一一對應。這樣能直接無創傷地準確檢測使用者或患者的椎間盤壓力。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，還包括與所述應力檢測發送器無線通信的用於計算、處理和顯示所述檢測信號或數據的上位機。這樣能進一步直接無創傷地實時地準確測量使用者或患者的椎間盤壓力。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，所述上位機是內置或外置無線接收模塊的計算機。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，無線發送模塊包括CPU及與其電連接的一個無線發送單元。
按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，所述無線發送單元是藍牙或無線區域網(WIFI)發送單元。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，所述應力檢測發送器還包括內部電源模塊；所述內部電源模塊包括充電電池及其充放電電路。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，所述運算放大單元包括兩級運放，所述模數轉換單元是高速模數轉換器。按照本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，所述電阻應變片是2-10個，優選6個。本發明提供的椎間盤壓力檢測裝置，與現有技術相比具有以下優點I.首次採用應變片方式測量椎間盤表面應變測量，實現無創傷直接無損測量；
2.檢測部分(應力檢測發送器)自帶電源，適合狹小緊湊的手術環境；3.無線通訊靈活高效、最大限度隔離檢測部分和測量部分(上位機)，加上數據傳輸，解決電磁兼容和內部電磁幹擾問題；4.微小信號的精確放大和模數AD轉換；具體可以是兩級精密運放和高速AD轉換，實現了對微小信號的準確採集，採樣精度達16位。
下面結合附圖和具體實施例進一步對本發明進行詳細說明。圖I是本發明的椎間盤壓力檢測測量裝置連接結構示意圖；圖2是圖I所示裝置的電原理框圖；圖3是圖I中電阻應變片電連接示意圖；圖4是圖I中應力檢測發送器的電源模塊的電路原理示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明具體實施例的椎間盤壓力檢測測量裝置，包括6個電阻應變片I、與電阻應變片電纜連接的應力檢測發送器2和與應力檢測發送器藍牙通信的上位機4 ；該上位機是個人計算機PC4，通過USB接口和連接線連接外部藍牙通信盒3。本發明具體實施例的椎間盤壓力檢測測量裝置，整體電路或內部功能模塊結構如圖2所示，(一)上位機包括依次連接外部藍牙通信盒3內的藍牙接收單元、外部藍牙通信盒3內的接收CPU、USB通信單元和上位機測量軟體。(二)應力檢測發送器2包括依次電連接的內部電橋單元、運算放大單元，模數轉換單元和無線通信/發送模塊；(三)外部所述電阻應變片I作為測試臂與對應所述內部電橋單元中其他三個臂一起構成圖2中的電橋單元，所述電阻應變片I、內部電橋單元、運算放大單元和模數轉換單元的數量都是6個並一一對應；該應力檢測發送器2還包括自帶電源(電源模塊)。如圖3所示，應力檢測發送器中內部電橋單元與對應所述電阻應變片I通過電連接器Jl、J2和電纜連接，圖3中的電阻SgRl 6是6個電阻應變片I。如圖4所示，應力檢測發送器2中的電源模塊包括二節3. 7V的充電電池BTl和BT2及其充放電電路。最後，在本領域普通技術人員理解範圍內，在本發明權利要求範圍內，各種變化都屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，包括貼在椎間盤表面檢測位置的用於檢測信號的複數個電阻應變片(I)，還包括與所述電阻應變片電連接的應力檢測發送器(2);該應力檢測發送器包括依次電連接的內部電橋單元、運算放大單元，模數轉換單元和無線發送模塊；所述內部電橋單元與對應所述電阻應變片構成電橋，所述電阻應變片、內部電橋單元、運算放大單元和模數轉換單元的數量相同並--對應。
2.根據權利要求I所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，還包括與所述應力檢測發送器無線通信的用於計算、處理和顯示所述檢測信號或數據的上位機。
3.根據權利要求I或2所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，所述上位機是內置無線接收模塊或外置無線接收模塊(3)的計算機(4)。
4.根據權利要求I或2所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，無線發送模塊包括CPU及與其電連接的一個無線發送單元。
5.根據權利要求4所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，所述無線發送單元是藍牙或WIFI發送單元。
6.根據權利要求I或2所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，所述應力檢測發送器(2)還包括內部電源模塊；所述內部電源模塊包括充電電池(BT1、BT2)及其充電電路。
7.根據權利要求I或2所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，所述運算放大單元包括兩級運放。
8.根據權利要求I或2所述椎間盤壓力檢測裝置，其特徵在於，所述電阻應變片(I)是2-10 個。
全文摘要
本發明涉及一種椎間盤壓力檢測裝置，包括粘貼在椎間盤表面檢測位置的用於檢測信號的複數個電阻應變片(1)，還包括與所述電阻應變片電連接的應力檢測發送器(2)；該應力檢測發送器包括依次電連接的內部電橋單元、運算放大單元，模數轉換單元和無線發送模塊；所述內部電橋單元與對應所述電阻應變片構成電橋，所述電阻應變片、內部電橋單元、運算放大單元和模數轉換單元的數量相同並一一對應；進一步還包括與所述應力檢測發送器無線通信的上位機。這種裝置，能實現椎間盤壓力的無創傷直接無損檢測或測量。
文檔編號A61B5/22GK102631203SQ20121011195
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月17日 優先權日2012年4月17日
發明者劉偉強, 薛清華 申請人:深圳清華大學研究院