脊柱關節按摩測控系統的製作方法
2023-07-08 18:19:41
專利名稱:脊柱關節按摩測控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種脊柱關節按摩測控系統包括：指壓力測量及控制模塊、患者狀態實時監控模塊、牽引力測控及床面控制模塊和上位機模塊。牽引力測控及床面控制模塊與指壓力測量及控制模塊、牽引力測控及床面控制模塊與上位機模塊、患者狀態實時監控模塊和上位機模塊進行無線數據通信。通過牽引力測控及床面控制模塊對人體進行牽引治療的兩路腰踝部牽引和一路頸部牽引的牽引力進行測量和控制、通過患者狀態實時監控模塊檢測判斷患者是否出現異常情況，完成脊柱關節減壓測控的過程。
【專利說明】脊柱關節按摩測控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及脊柱關節治療控制領域，尤其涉及一種脊柱關節按摩測控系統。
【背景技術】
[0002]現代人由於工作、學習和娛樂等常常久坐於電腦前，頸椎、腰椎疾病患者越來越多，有數據表明，在中國，頸椎、腰椎病的發病率高達25%，並呈逐年上升趨勢，上億人為頸椎病引起的疼痛、肢體麻木等症狀所困擾，對於患者來說，不開刀就能緩解和治癒病症的治療方法當然是最理想的方法。
[0003]中國自古就運用推拿按摩方法治療跌打損傷，並逐步發展形成了中醫的推拿學科。推拿屬中醫外治範疇，是由按摩師根據患者具體的病情、運用各種手法技巧，如按、摩、推、拿、揉、顫、打等在患者身體特定的部位或穴位上施力，這種力可以轉換成各種能量，並滲透到人體改變系統機能，達到治療效果。對於頸椎、腰椎疾病患者來說，中醫推拿按摩治療病患的實質就是減輕其脊柱壓力。這種壓力的減輕既可以靠按壓的方式實現，也可以靠牽引的方式實現。但這種治療效果完全取決於按摩師的經驗和技術水平，其按摩的力道全憑感覺。在高度現代化發展的今天，利用現代測控技術，準確又科學地進行脊柱減壓就變得非常有必要，但是現有技術在對於人體頸部、腰踝部等部位的牽引減壓治療裝置的控制系統的控制精度不高，自動控制程裝置結構簡單，不能將檢測到的患者的治療過程中的狀態信息進行自動的數據處理導致施加在患者身體頸部、腰踝等部位的壓力機構的工作狀態不能精確的控制，時常出現施加在患者身體上的力度值不夠達不到治療的效果，或者施加在患者身體上的力過大，使患者疼痛過渡造成危險的現象。
實用新型內容
[0004]根據現有技術存在的問題，本實用新型公開了一種脊柱關節按摩測控系統，包括指壓力測量及控制模塊、患者狀態實時監控模塊、牽引力測控及床面控制模塊和上位機模塊，所述指壓力測量及控制模塊與牽引力測控及床面控制模塊、牽引力測控及床面控制模塊與上位機模塊、上位機模塊與患者狀態實時監控模塊採用無線通信方式進行數據通信；
[0005]所述指壓力測量及控制模塊包括兩路相同的壓力檢測單元、控制晶片I和電機驅動電路，所述壓力檢測單元將檢測到的數據信息傳送至控制晶片I，所述控制晶片I與輸出電路和控制電機工作的電機驅動電路相連接；
[0006]所述牽引力測控及床面控制模塊包括三路相同的牽引力檢測單元和控制器，所述牽引力檢測單元與控制器相連接，所述控制器與輸出電路I和控制電機工作的電機驅動電路I相連接；
[0007]所述患者狀態實時監控模塊包括心率檢測單元、輸出電路II和控制晶片II，所述心率檢測單元與控制晶片II相連接，所述控制晶片II與輸出電路II相連接。
[0008]所述牽引力測控及床面控制模塊還包括用於檢測牽引力大小的拉力傳感器和牽引連接裝置，所述牽引連接裝置包括安裝在所述拉力傳感器一端的封閉式圓環、安裝在拉力傳感器另一端具有開口的圓環I和固定安裝在牽引支架上具有開口的圓環II ;當對患者進行牽引治療時，將所述拉力傳感器一端的封閉式圓環套入牽引支架上的圓環II中，將牽引繩穿入所述拉力傳感器另一端的圓環I中進行牽引力的測量。
[0009]所述指壓力測量及控制模塊還包括設置在指形壓頭機構內的電熱絲和檢測指形壓頭機構工作溫度的薄膜熱電阻，指形壓頭機構為中空結構，所述薄膜熱電阻安裝在指形壓頭機構空心部分的底端，所述薄膜熱電阻與調理電路II相連接，所述調理電路II與AD轉換電路II相連接，所述AD轉換電路II與控制晶片I相連接，所述控制晶片I與繼電器相連接，所述繼電器與電熱絲相連接。
[0010]所述壓力檢測單元包括壓力傳感器、調理電路I和AD轉換電路I，所述壓力傳感器與調理電路I相連接，所述調理電路I與AD轉換電路I相連接，所述AD轉換電路I與控制晶片I相連接。
[0011]所述牽引力檢測單元包括拉力傳感器I和調理電路III，所述拉力傳感器I與調理電路III相連接，所述調理電路III與控制器相連接。
[0012]所述調理電路1、調理電路II和調理電路III包括電橋放大電路和濾波電路。
[0013]該系統還包括緊急按鈕模塊，所述緊急按鈕模塊與牽引力測控及床面控制模塊採用無線通信方式進行數據通信。
[0014]由於採用了上述技術方案，本實用新型提供的一種脊柱關節按摩測控系統，通過指壓力測量及控制模塊對實施在患者脊柱上控制機構的電機進行控制，通過牽引力測控及床面控制模塊對人體進行牽引治療的兩路腰踝部牽引和一路頸部牽引的牽引力進行測量和控制、通過患者狀態實時監控模塊檢測判斷患者是否出現異常情況，完成脊柱關節減壓測控的過程。本實用新型中的指壓力測量及控制模塊、患者狀態實時監控模塊和牽引力測控及床面控制模塊的電路結構設計新穎，具有檢測患者在治療過程中的多項信息同時還通過調理電路、AD轉換電路和控制晶片等對數據信息進行數據轉換和處理等過程，從而保證了整個脊柱關節減壓系統的自動、安全運行。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實用新型的脊柱關節按摩測控系統的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型中指壓力測量及控制模塊的結構示意圖；
[0018]圖3為本實用新型中牽引力測控及床面控制模塊的結構示意圖；
[0019]圖4為本實用新型中患者狀態實時監控模塊的結構示意圖；
[0020]圖5為本實用新型中牽引力測控及床面控制模塊部分結構示意圖；
[0021]圖6為本實用新型中指壓力測量及控制模塊的部分結構示意圖；
[0022]圖7為本實用新型中調理電路具體的電路原理圖；
[0023]圖8為本實用新型中實施例的示意圖；
[0024]圖9(a)為本實用新型中實施例的示意圖；
[0025]圖9(b)為本實用新型中實施例的示意圖；
[0026]圖9(c)為本實用新型中實施例的示意圖；
[0027]圖9(d)為本實用新型中實施例的示意圖；
[0028]圖10(a)為本實用新型中實施例的示意圖；
[0029]圖10(b)為本實用新型中實施例的示意圖；
【具體實施方式】
[0030]為使本實用新型的技術方案和優點更加清楚，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0031]如圖1所示:本實用新型的脊柱關節按摩測控系統包括:指壓力測量及控制模塊3、患者狀態實時監控模塊4、牽引力測控及床面控制模塊I和上位機模塊2。牽引力測控及床面控制模塊I與指壓力測量及控制模塊3、牽引力測控及床面控制模塊I與上位機模塊2、患者狀態實時監控模塊4和上位機模塊2採用無線通信方式進行數據通信。
[0032]指壓力測量及控制模塊3負責檢測實施在患者脊柱上的指壓機構的壓力值和指形壓頭機構的溫度並且對實施在患者身體上振動按摩機構的按摩頻率進行控制，並將檢測到的數據信息傳送至牽引力測控及床面控制模塊I。患者狀態實時監控模塊4負責實時檢測患者的心率狀況、判斷患者是否出現異常情況並將判斷結果輸出給上位機模塊2。所述牽引力測控及床面控制模塊I接收所述指壓力測量及控制模塊3和上位機模塊2傳送的數據信息、對人體進行牽引治療的兩路腰踝部牽引和一路頸部牽引的牽引力進行測量和控制以及對牽引床的升降電機進行控制，並將各實測參數(如牽引力、溫度、壓力)傳送至上位機。上位機模塊2根據患者的患病資料制定相應的治療方案輸出相應的治療的控制參數、對牽引力測控及床面控制模塊的工作並對整個減壓過程進行實時監控顯示。如圖2所示，指壓力測量及控制模塊3包括兩路相同的壓力檢測單元、控制晶片134和電機驅動電路37，所述壓力檢測單元將檢測到的數據信息傳送至控制晶片134，所述控制晶片134與電機驅動電路37相連接。控制晶片134還連接輸出電路39，該輸出電路39在實際電路結構中可以是藍牙組件等電路結構，將控制晶片134與其他模塊進行雙向數據通信。電機驅動電路37為驅動如指壓機構、環形移動機構和實施在患者身體上振動按摩機構電機的電路。控制晶片134還可以接藍牙組件將狀態數據傳送出去。兩路壓力檢測單元採用相同的電路結構。
[0033]如圖3所示:牽引力測控及床面控制模塊I包括三路相同的牽引力檢測單元和控制器19、電機驅動電路171、輸出電路172。所述牽引力檢測單元與控制器19相連接。電機驅動電路171和輸出電路172分別與控制器19相連接。電機驅動電路171在實際電路結構中與電機相連接驅動電機的工作。輸出電路172可以是WIFI組件等裝置，將控制器19與其他模塊進行雙向數據通信。所述牽引力檢測單元採用相同的電路結構。由於在對患者進行牽引治療時包括2路踝部牽引和一路頸部牽引，因此這裡設置三路相同的牽引力檢測單元。另外實際過程中控制器19輸出接4路電機驅動電路171分別為3路電機(2路踝部牽引、一路頸部牽引電機)和一路床面控制電機。
[0034]如圖4所示:患者狀態實時監控模塊4包括心率檢測單元41和控制晶片1142和輸出電路44。所述心率檢測單元41和輸出電路44都與控制晶片1142相連接。心率檢測單元41採用佩戴於手腕的手錶式心率監測裝置檢測患者的心率，心率監測裝置與患者腕部皮膚直接接觸，信號經數字整形、濾波剔除幹擾信號後，由控制晶片1142精確測量兩個心跳脈衝之間的時間間隔，經過數學運算，求得每分鐘的心跳速率。如圖8所示，本實用新型的控制晶片134和控制晶片1142都可以採用圖8所示的單片機最小系統。
[0035]如圖5所示，牽引力測控及床面控制模塊I包括用於檢測牽引力大小的拉力傳感器11和牽引連接裝置，牽引連接裝置包括封閉式圓環12、略有開口的圓環113和略有開口的圓環1114，閉式圓環12和圓環113分別安裝在所述拉力傳感器11的一端和另一端，略有開口的圓環1114固定安裝在牽引支架上。由於在對患者牽引時，並不都是水平方向牽引，在按一定角度牽引時，牽引力的角度會是一個空間角，為確保治療效果，必須要準確測量施加在患者身上的牽引力。以踝部牽引為例，在需要踝部牽引時，將拉力傳感器11 一端的封閉式圓環12套入踝部牽引支架上的圓環1114中，將牽引繩穿入拉力傳感器11 一端略有開口的圓環113中，則無論什麼空間角度牽引，牽引力的方向與拉力傳感器11的軸線方向始終一致，這樣，就用簡單而費用極低的小機構保證了牽引力測量的準確性。
[0036]如圖2，指壓力測量及控制模塊3還包括設置在指形壓頭機構內的電熱絲7和檢測指形壓頭機構工作溫度的薄膜熱電阻8，指形壓頭機構為中空結構，如圖6所示薄膜熱電阻8安裝在指形壓頭機構空心部分的底端，薄膜熱電阻8與調理電路1130相連接，調理電路1130與AD轉換電路1131相連接，AD轉換電路1131與控制晶片134相連接，所述控制晶片134與繼電器38相連接，繼電器38與電熱絲7相連接。
[0037]控制方面:為儘量接近人手的按摩感覺，也為了提高按摩的舒適感。通過加熱電熱絲7使之有如人手的溫暖感覺，為使溫度保持在37°C左右，需要薄膜熱電阻8對溫度進行測量，並由控制晶片134實現溫度的控制。當溫度低於設定溫度下限時加熱電熱絲7，當溫度高於設定溫度上限時停止對電熱絲7的加熱。為了更準確地測量指形壓頭的溫度，傳感器應儘量靠近指尖，但又不能從外部測量，而且電熱絲7的引線也不能從外部走線，所以指形壓頭設計為中空，由於空間很小，一般的溫度傳感器根本無法安裝，所以採用薄膜熱電阻8作為溫度傳感器貼於最底端，安裝方式見附圖6所示。如圖10所示為薄膜熱電阻8的調理電路II30和AD轉換電路II31的電路連接圖，溫度傳感器薄膜熱電阻8經調理電路II30的輸出信號接AD，如圖10(b)，以及AD轉換電路1131與控制晶片I的電路連接圖，如圖10(a)。
[0038]如圖2所示:壓力檢測單元包括壓力傳感器35、調理電路133和AD轉換電路132，所述壓力傳感器35與調理電路133相連接，所述調理電路133與AD轉換電路132相連接，所述AD轉換電路132與控制晶片134相連接。採用兩路相同的壓力檢測單元，在實際測量時:將兩個同型號的一模一樣的壓力傳感器35安裝在指壓機構的壓軸軸線的兩側用於測量對患者的脊柱施加的壓力值，由於指壓機構壓軸線上有其他裝置，力值傳感器無法安裝在壓軸軸線上，為消除偏載影響，採用兩個同型號的壓力傳感器35對稱安裝方式測量壓力值，壓力值為兩個壓力傳感器35測得力值之和。如圖9(a)、圖9(b)、圖9(c)和圖9(d)所示:為本實用新型指壓力測量及控制模塊3中的兩個相同信號的壓力器35的調理電路33與AD轉換電路132的電路連接圖，兩個壓力傳感器35經2路調理電路輸出的信號分別接AIl和AI2，以及AD轉換電路132與控制晶片I的電路連接圖。
[0039]本申請中如壓力檢測單元採用獨立單通道電路設計主要便於模塊化使用，並且不採用多通道分時復用可以使檢測數據的處理過程更加快捷。
[0040]進一步的，如圖3所示:牽引力檢測單元包括拉力傳感器117和調理電路11118，所述拉力傳感器117與調理電路III18相連接，所述調理電路III18與控制器19相連接。
[0041]如圖7所示:所述調理電路1、調理電路II和調理電路III的電路類型相同，都包括電橋放大電路51和濾波電路52。
[0042]本實用新型公開的脊柱關節按摩測控系統，通過多個傳感器檢測患者在治療過程中的溫度信息和身體狀態等信息從而使牽引力測控及床面控制模塊I控制實施在患者脊柱上的牽引機構、按壓機構等機構的工作，達到精確控制脊柱關節治療的過程的目的。
[0043]該系統還包括緊急按鈕模塊，所述緊急按鈕模塊5與牽引力測控及床面控制模塊I採用無線通信方式進行數據通信。工作狀態下，當患者受到的按壓力過大導致疼痛接受不了時可以摁動緊急按鈕模塊5，該緊急按鈕模塊5將信號傳送至牽引力測控及床面控制模塊1，牽引力測控及床面控制模塊I接收到該報警信號後立刻停止工作，並且將報警信號傳送至指壓力測量及控制模塊3，使指壓力測量及控制模塊3也停止工作。
[0044]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於包括:指壓力測量及控制模塊、患者狀態實時監控模塊、牽引力測控及床面控制模塊和上位機模塊，所述指壓力測量及控制模塊與牽引力測控及床面控制模塊、牽引力測控及床面控制模塊與上位機模塊、上位機模塊與患者狀態實時監控模塊採用無線通信方式進行數據通信； 所述指壓力測量及控制模塊包括兩路相同的壓力檢測單元、控制晶片I和電機驅動電路，所述壓力檢測單元將檢測到的數據信息傳送至控制晶片I，所述控制晶片I與輸出電路和控制電機工作的電機驅動電路相連接； 所述牽引力測控及床面控制模塊包括三路相同的牽引力檢測單元和控制器，所述牽引力檢測單元與控制器相連接，所述控制器與輸出電路I和控制電機工作的電機驅動電路I相連接； 所述患者狀態實時監控模塊包括心率檢測單元、輸出電路II和控制晶片II，所述心率檢測單元與控制晶片II相連接，所述控制晶片II與輸出電路II相連接。2.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:所述牽引力測控及床面控制模塊還包括用於檢測牽引力大小的拉力傳感器和牽引連接裝置，所述牽引連接裝置包括安裝在所述拉力傳感器一端的封閉式圓環、安裝在拉力傳感器另一端具有開口的圓環I和固定安裝在牽引支架上具有開口的圓環II;當對患者進行牽引治療時，將所述拉力傳感器一端的封閉式圓環套入牽引支架上的圓環II中，將牽引繩穿入所述拉力傳感器另一端的圓環I中進行牽引力的測量。3.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:所述指壓力測量及控制模塊還包括設置在指形壓頭機構內的電熱絲和檢測指形壓頭機構工作溫度的薄膜熱電阻，指形壓頭機構為中空結構，所述薄膜熱電阻安裝在指形壓頭機構空心部分的底端，所述薄膜熱電阻與調理電路II相連接，所述調理電路II與AD轉換電路II相連接，所述AD轉換電路II與控制晶片I相連接，所述控制晶片I與繼電器相連接，所述繼電器與電熱絲相連接。4.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:所述壓力檢測單元包括壓力傳感器、調理電路I和AD轉換電路I，所述壓力傳感器與調理電路I相連接，所述調理電路I與AD轉換電路I相連接，所述AD轉換電路I與控制晶片I相連接。5.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:所述牽引力檢測單元包括拉力傳感器I和調理電路III，所述拉力傳感器I與調理電路III相連接，所述調理電路III與控制器相連接。6.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:所述調理電路1、調理電路II和調理電路III包括電橋放大電路和濾波電路。7.根據權利要求1所述的脊柱關節按摩測控系統，其特徵在於:該系統還包括緊急按鈕模塊，所述緊急按鈕模塊與牽引力測控及床面控制模塊採用無線通信方式進行數據通信。
【文檔編號】A61H1-00GK204274934SQ201420701163
【發明者】黃彬, 苑宇, 姚世選, 李萍, 張軍, 杜傑 [申請人]大連交通大學