一種電磁驅動式骨質密度增加器的製作方法

2023-05-14 20:40:36 2

本發明屬於增加人體骨質密度設備，具體地說是一種電磁驅動式骨質密度增加器。

背景技術：

骨質密度全稱「骨骼礦物質密度」，是骨骼強度的一個主要指標。骨質疏鬆症產生的原因是人體骨質密度降低，骨頭結構變薄變脆,造成人無法承受身體重量與外力撞擊,產生疼痛和骨折。骨質疏鬆症是一種全世界普遍發生的慢性病，發生時間可能長達幾十年，例如婦女每年流失1～2％骨質。由於骨質在不知不覺中流失,不易察覺,在發生跌倒骨折或疼痛時才發現。老年人骨質疏鬆產生骨折導致長期臥床、殘障及其他嚴重的併發症，如肺栓塞、褥瘡、心血管疾病等,大大降低了生活質量，甚至帶來死亡，是老年人的無形殺手。隨著人口老齡化患有骨質疏鬆症的人也越來越多，我國現已成為全球骨質疏鬆患者最多的國家。骨質疏鬆症不僅在停經婦女、男性老人中普遍發生，航天員、婦女、運動員、孩童、青年人也經常發生。2015年《中國骨質疏鬆白皮書》記載，我國至少有6944萬人患骨質疏鬆症，另有2.1億人骨質密度低於正常標準，存在骨質疏鬆的風險。美國骨質疏鬆基金會統計,骨質疏鬆患者1千萬人,危險族群約3400萬人；由於骨質疏鬆一年導致200萬次的骨折,增加的醫療費用達190億美元。由於人口的老齡化及老年人口的快速增加,這些數字還將升高。所以提高人體骨質密度，預防與治療骨質疏鬆,對於全世界老年人及家庭和社會，都是非常重要的。

現有技術提高人體骨質密度，治療和預防骨質疏鬆的方法有兩個：

1.調整飲食、補充鈣質、多曬太陽、增加運動。這種方法的缺點是提高骨質密度效果不明顯；對於運動不便的老年人，更無法靠增加運動來提高骨質密度。

2.藥物治療。目前用於治療骨質疏鬆症的藥物有：荷爾蒙補充療法；雙磷酸鹽藥物；副甲狀腺製劑等。其缺點是藥物價格昂貴、並且有副作用。例如荷爾蒙補充療法:2002年「美國婦女健康提案」顯示荷爾蒙補充療法雖然可以減少骨折的發生率約24％,但超過五年長期使用，增加心臟病、腦中風、乳癌及心血管疾病的危險。

常用於治療骨質疏鬆的藥物為雙磷酸鹽類,及副甲狀腺製劑。雙磷酸鹽類藥物有口服及注射兩種劑型。口服雙磷酸鹽類如每周口服一次的福善美Fosamax Plus；副作用為噁心、嘔吐及腹部不適、食道刺激等。注射型雙磷酸鹽藥物有三個月注射一次的ibandronate及一年注射一針的骨力強Aclasta。靜脈注射雙磷酸鹽類藥物副作用為發燒、疲倦、咳嗽、腹瀉與肌肉發炎；這些都與細胞激素有關。因為雙磷酸鹽會刺激巨噬細胞的活化,進而釋放出細胞激素。雙磷酸鹽藥物還引起急性的腎衰竭以及下顎骨壞死等併發症。

副甲狀腺可以調解骨骼代謝,增加腎臟及小腸對鈣及磷的再吸收，因此可以促進新骨生成。副甲狀腺製劑如針劑骨穩Forteo,需要每天皮下注射,副作用包括全身疼痛、血壓高、頭痛、鼻炎、咳嗽、噁心等。

由於現有技術的缺點，發明一種不需服用藥物，無副作用，使用方便，結構簡單、價格便宜、提高骨質密度效果明顯的電磁驅動式骨質密度增加器是十分有意義的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種不需服用藥物，無副作用，使用方便，結構簡單,價格便宜的電磁驅動式骨質密度增加器。

本發明的目的是這樣實現的：

一種電磁驅動式骨質密度增加器，由上橡膠減振墊、底板、下橡膠減振墊組成，底板置於下橡膠減震墊的上部，在上橡膠減震墊和下橡膠減震墊之間兩側各連有立柱；立柱下端固定在底板上；底板的中部設有直線軸承，動圈座設在直線軸承內，動圈座和動圈相連，動圈和勵磁線圈相連；動圈和勵磁線圈的上部置有波紋板；波紋板和震動板相連；震動板和上橡膠減震墊相連。

震動板設在電磁驅動式骨質密度增加器的上部和左右兩側。

本發明技術特點是：

利用電磁感應原理，當動圈在勵磁線圈產生的磁場中受到阻力作用時，動圈和動圈座受力不斷變化而產生震動，帶動波紋板、震動板和上橡膠減震墊上下震動，給站、坐或臥在上面的人帶來上下有規律的運動。

本發明通過電磁力產生一種對抗地心引力向上的推力。推力小時,站在上面的人會被地心引力向下拉,此時再給他一個增大的向上推力,形成一種快速上下來回的衝擊力量。人體透過骨頭、肌肉與脊椎來傳導推力，刺激間葉系幹細胞，刺激全身的骨骼脊肉神經系統，提高人的骨質密度。

本發明動圈、動圈座處於一個高強度磁場的空隙內，勵磁線圈的信號由控制線路板傳到動圈及動圈座上，動圈及動圈座產生上下運動，致使波紋板上下震動，帶動震動板上下震動，進而帶動上橡膠減震墊上下震動。骨質密度增加器內設有控制線路板，控制震動頻率和振幅，不同的用戶根據需要設定震動頻率和振幅。本發明所述的控制線路板為現有通常使用的公知技術。

現代運動學研究發現震動是一種物理波動產生的能量，如果幅度時大時小，方向時南時東，頻率時高時低，人體肌肉骨骼神經系統無法承受，這種震動稱為亂震動。亂震動產生垂直方向的力量，也產生身體前後方向的力量，及身體左右的力量。亂震動產生三個方向的不規則力，導致身體受到傷害，影響人體健康。例如各種職業性傷害，包括末梢循環機能障礙、雷諾氏症、白指症、中樞及末梢神經機能障礙、肌肉骨骼障礙等、甚至神經炎、肌肉炎、脊椎疼痛、頭痛、視力與耳鳴等等各種傷害。

對人體有益的震動需控制三個變量：幅度、方向、頻率。本發明是一種快速、幅度小、方向與頻率都受嚴格控制的震動。快速的上下震動，將機械波轉化成一種正弦震動的波形，稱為正弦震動，又稱為動態運動。本發明有規律的正弦震動，可以有規律的震動全身，從而提高人體骨質密度。

現代醫學研究發現全身上下有規律的正弦震動提高人體骨質密度，是由於上下震動刺激了間葉系幹細胞造成的。幹細胞有兩種:一種是造血幹細胞,另一種為間葉系幹細胞。間葉系幹細胞存在於人類骨髓中,有極強的生長和分化能力,能夠分化成造骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞。當人們不運動時造血幹細胞增加，人體脂肪增加。當人們有規律的上下運動時，間葉系幹細胞增加，骨質密度提高。

幹細胞數量隨著年齡增加而減少,老年人的間葉系幹細胞數目大量減少,骨頭自我修復能力變差，容易罹患骨質疏鬆症。間葉系幹細胞的分化除了受遺傳基因的影響外,也受到物理因素的影響。人體有規律的上下正弦震動刺激間葉系幹細胞的分化，增加了間葉系幹細胞數目，增加了造骨細胞，提高了人體的骨質密度。

澳洲CQ大學哈姆瑞斯Humphries B選擇51位平均年齡21歲的健康年輕婦女做實驗，將他們分成三組：全身規律的上下正弦震動組、全身規律的上下正弦震動加阻力訓練組、對照組，實驗時間為16周。實驗結果為：規律的上下正弦震動組的骨質密度增加2.7％，規律的上下正弦震動加阻力訓練組的骨質密度增加1.9％。

人的骨頭內都含有兩種互相對抗的細胞,增加骨頭的叫造骨細胞,破壞骨頭的叫破骨細胞。婦女停經後,原來可以壓抑破骨細胞作用的女性動情素突然急速降低,破骨細胞增加，因此進入更年期後,除了有潮紅、心悸等不適外,還很容易造成骨質疏鬆。對於相當於停經的被摘除兩側卵巢的雌性老鼠,給予動態運動後,發現骨頭有明顯進步:骨頭強度增加33％,骨頭聯結力增加35％、骨小梁面積增加24％,海綿骨寬度增加9％,礦物質含量增加8％。人體研究則顯示動態運動後髖骨密度增加0.93％，股骨頭的密度增加4.3％，脊椎密度則沒有差異,同時靜態與動態肌力及平衡力都有進步。

德國史坦吉醫生對動態運動長期追蹤研究,顯示腰椎骨密度增加2.1％,並且強化了雙腳的肌力,降低跌倒次數。

除了停經婦女,動態運動也可以增加男性老人、孩童與青年人的骨質密度。美國威斯康辛大學研究員恩善華Ezenwa B以老年男性做實驗,發現脊椎1一4節、髖骨、股骨頸、肱骨及上臂骨都明顯骨質增加。

航天員在無重力狀態下,肌肉會萎縮,而且脊椎、髖骨及股骨的骨質會迅速流失,平均一個月損失1-1.6％。此健康問題如果無法解決,航天員便無法在無重力的太空中停留太久。蘇聯科學家在1960年，採用動態正弦震動訓練航天員，骨質密度增加，創造了在太空停留437天的記錄。美國航天員不做正弦震動訓練只能停留太空300天左右。

上述實驗表明全身有規律的上下正弦震動可以刺激間葉系幹細胞從而增加造骨細胞的形成,因此可以改善骨質疏鬆、增加骨質密度。

已有的醫學研究表明提升骨質密度,改善骨質疏鬆的震動治療,比起使用藥物如荷爾蒙、雙磷酸鹽或副甲狀腺製劑類,不僅治療成本便宜,沒有藥物的副作用,而且還有增加肌肉關節平衡協調及降低跌倒危險等等優點。對於無法運動或失能者,更是唯一骨質疏鬆的非藥物治療方法，有增加骨質密度,改善骨質疏鬆的作用。

本發明使用震動幅度為1—3.5毫米；頻率為1—40赫茲。

本發明和外形尺寸大小無關，凡是採用電磁驅動產生上下震動，即侵犯本發明的權利。

經廣泛查閱專利文獻和國內外公開出版物，均未見有通過電磁驅動產生上下震動，達到增加人體骨質密度,改善骨質疏鬆的設備。本發明具有新穎性、創造性。本發明適用於世界各地一切需要增加骨質密度,改善骨質疏鬆的人群，具有廣泛的實用性。

本發明是解決人們長期渴望解決而又難以解決的骨健康技術難題的發明。

本發明的優點是：

1.結構簡單、使用方便，適宜世界各地家庭使用。

2.有效預防骨質疏鬆，增加骨質密度。

3.通過控制線路板調節震動頻率和振幅，適應不同人群，應用廣泛。

4.無藥物的副作用。

5.對於無法運動或失能者,是行之有效的骨質疏鬆非藥物治療方法。

附圖說明

圖1是本發明電磁驅動式骨質密度增加器構造圖。

圖中：1為上橡膠減震墊；2為震動板；3為立柱；4為波紋板；5為動圈；6為勵磁線圈；7為直線軸承；8為底板；9為下橡膠減震墊；10為動圈座。

具體實施方式

下面結合附圖通過具體實施方式對本發明做進一步說明。

電磁驅動式骨質密度增加器，長、寬、高分別為40釐米、30釐米、30釐米。底板8為4毫米厚的鋼板，置於下橡膠減震墊9的上部。在上橡膠減震墊1和下橡膠減震墊9之間兩側各連有立柱3。上橡膠減震墊1、下橡膠減震墊9為2毫米厚的橡膠板。底板8的中部設有直線軸承7，直線軸承7連有動圈座10，動圈座10連有動圈5。動圈5和勵磁線圈6的上部,置有波紋板4；波紋板4和震動板2相連；震動板2為2毫米厚鋼板。震動板2和上橡膠減震墊1相連；骨質密度增加器設有控制線路板，調節震幅和頻率。本實施例中，動圈5和動圈座10上下有規律運動，帶動波紋板4上下有規律震動；再進一步帶動震動板2上下有規律震動，帶動上橡膠減震墊1隻作上下有規律的正弦震動，進而給站在上面的人帶來上下有規律的正弦震動。

本發明效果明顯：

1.老年男性，每天早晚各一次站立在本發明上橡膠減震墊1上，震動15分鐘，連續15周，震幅2毫米、頻率為10赫茲。檢測結果髖骨密度增加0.93％，股骨頭的密度增加4.0％，腰椎骨密度有增加2.4％,強化雙腳的肌力,降低跌倒次數。

2.女性，每天早晚各一次坐在本發明上橡膠減震墊1上，震動10分鐘，連續15周，震幅為2毫米、頻率為10赫茲。檢測結果髖骨密度增加0.84％，股骨頭的密度增加4.5％，腰椎骨密度有增加2.2％,強化雙腳的肌力,降低跌倒次數。

3.兒童，坐在本發明上橡膠減震墊1上，每天震動10分鐘，連續10周，震幅為1毫米、頻率為10赫茲。檢測結果增加股骨頸密度2.7％,增加近脛骨端骨質密度17.0％,增加脊椎骨質密度6.7mg/ml。

4.骨質密度低的年輕人，每天早晚各一次站立在本發明上橡膠減震墊1上，震動15分鐘，連續15周，震幅3毫米、頻率為12赫茲。檢測結果,脊椎骨質增加2.2％、股骨中段皮質骨質增加3.5％。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、改進等，均應包括在本發明的保護範圍之內。