一种三维立体关节治疗仪的制作方法

本发明创造属于医学设备技术领域，为物理康复治疗设备，尤其是涉及一种对患者的关节实施的脉冲式关节水平侧向加载、屈伸加载和转动加载的三维立体关节治疗仪。

背景技术：

骨骼是处于动态平衡的组织，其结构不断改变以适应其机械环境。前期研究表明，通过对骨骼实施机械加载刺激可以影响骨骼重建过程，促进骨生长。目前已经证实，多种机械刺激方式如全身震动、轴向加载和弯曲加载均可以影响骨骼的重建过程，但是该三种机械加载方式不同程度上对身体造成伤害。例如，全身震动的治疗属于非特异性，治疗疗程长达3个月左右，对孕妇、有出血倾向的患者、急性脊髓损伤、关节/软组织肿瘤、关节结核、骨髓炎的多种病人禁止使用；轴向加载和弯曲加载仅仅在动物实验中获得了良好的促进骨生长、改善刺激骨质量的作用，但均需要较大的推力，容易损伤所机械加载的局部骨骼和组织。

经过申请人进一步研发发现，内源性间充质干细胞对通过组织再生治疗疾病有着重大的意义。内源性间充质干细胞存在于关节处的长骨端骨髓腔内，因此怎样更有效地刺激关节，进而动员内源性间充质干细胞的组织修复能力成为科研人员的重要研发课题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种三维立体关节治疗仪，以通过对关节部位的机械加载刺激达到治疗骨关节炎、骨质疏松和股骨头坏死等骨科疾病治疗的目的。并且，应用该三维立体关节治疗仪对代谢性疾病、心血管疾病等疾病同样起到康复治疗作用。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种三维立体关节治疗仪，包括支架，所述支架设有脉冲式关节侧向加载装置、关节屈伸加载装置和关节转动加载装置，所述脉冲式关节侧向加载装置设置在支架顶部，所述关节屈伸加载装置和关节转动加载装置分别设置在支架底部；

所述关节屈伸加载装置包括踏板，以及设置在支架底部、带动踏板沿水平直线往复运动的驱动机构。

进一步的，所述脉冲式关节侧向加载装置、关节屈伸加载装置和关节转动加载装置位于支架同侧，所述关节转动加载装置设置在踏板上。

进一步的，所述脉冲式关节侧向加载装置包括加载触头及控制加载触头水平直线方向往复运动的音圈电机，该音圈电机和支架连接，所述加载触头和音圈电机活塞杆输出端连接。

进一步的，所述音圈电机和支架间设有供音圈电机上下移动的滑动机构，所述音圈电机和支架通过滑动机构连接。

进一步的，所述滑动机构为第一丝杠滑台结构，该第一丝杠滑台结构中的丝杠竖直设置在支架上，所述音圈电机固接在第一丝杠滑台结构中的滑块上。

进一步的，所述加载触头正下方水平方向上设有支撑板，所述支撑板位于关节屈伸加载装置的上方，该支撑板和音圈电机相对位置固定。

进一步的，所述驱动机构为第二丝杠滑台结构，该第二丝杠滑台结构中的丝杠水平设置在支架上，所述踏板连接在第二丝杠滑台结构中的滑块上，所述第二丝杠滑台结构中的丝杠由伺服电机驱动，该伺服电机固接在支架上。

进一步的，所述关节转动加载装置包括水平设置的转台，以及设置在所述转台底部的基座，所述基座和支架连接，所述基座内竖直方向上设有转轴，所述转台固接在转轴顶部，所述转轴连接有伺服电机，该伺服电机和基座间位置相对固定。

进一步的，所述转轴连接的伺服电机活塞杆水平设置，该转轴连接的伺服电机和转轴间设有锥齿轮传动结构。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种三维立体关节治疗仪具有以下优势：

(1)本发明创造所述的一种三维立体关节治疗仪中，包括关节屈伸加载装置，通过该关节屈伸加载装置对膝关节进行屈伸加载，通过对关节处的刺激，进而动员构成关节的长骨端内的骨髓来源干细胞的增殖、迁移、归巢和分化，实现治疗疾病的目的。

(2)本发明创造所述的一种三维立体关节治疗仪中，设置了关节转动加载装置，通过关节转动加载装置对膝关节进行转动加载，从而进一步刺激构成关节的长骨端内的骨髓来源干细胞，实现对疾病的治疗。

(3)本发明创造所述的一种三维立体关节治疗仪中，还设置了脉冲式关节侧向加载装置，通过此脉冲式关节侧向加载装置对膝关节进行水平方向脉冲式震动加载刺激，实现对关节处的直接刺激，进而动员构成关节的长骨端内的骨髓内源性干细胞治疗疾病。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的一种三维立体关节治疗仪主视图；

图2为本发明创造实施例所述的一种三维立体关节治疗仪俯视图；

图3为本发明创造实施例所述的一种三维立体关节治疗仪左视图。

附图标记说明：

1-支架； 2-脉冲式关节侧向加载装置； 21-音圈电机；

22-加载触头， 23-支撑板； 3-关节屈伸加载装置；

31-踏板； 4-关节转动加载装置； 41-转台；

42-锥齿轮传动结构； 43-基座； 44-转轴；

5-丝杠； 6-滑块； 7-伺服电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1、图2和图3所示，一种三维立体关节治疗仪，包括支架1，所述支架1设有脉冲式关节侧向加载装置2、关节屈伸加载装置3和关节转动加载装置4，另外，本三维立体关节治疗仪还包括三台伺服电机7；所述脉冲式关节侧向加载装置2、关节屈伸加载装置3和关节转动加载装置4位于支架1同侧，所述脉冲式关节侧向加载装置2设置在支架1顶部，所述关节屈伸加载装置3和关节转动加载装置4分别设置在支架1底部；所述脉冲式关节侧向加载装置2包括加载触头22及控制加载触头22水平直线方向往复运动的音圈电机21，该音圈电机21和支架1连接，所述加载触头22和音圈电机21活塞杆输出端连接；所述关节屈伸加载装置3包括踏板31，以及设置在支架1底部、带动踏板31沿水平直线往复运动的驱动机构；所述关节转动加载装置4包括水平设置的转台41，以及设置在所述转台41底部的基座43，所述基座43固接在踏板31上，所述基座43内竖直方向上设有转轴44，所述转台41固接在转轴44顶部，所述转轴44由第一台伺服电机7驱动，该第一台伺服电机7固装在基座43上，通过第一台伺服电机7不间断的正反转实现转轴44绕其中轴线的正反转，进而实现转台41绕其中心线按设定角度正反转，具体结构为：驱动所述转轴44的伺服电机7活塞杆水平设置，驱动转轴44的伺服电机7和转轴44间设有锥齿轮传动结构42，通过锥齿轮传动结构42实现第一台伺服电机7对转轴44的驱动，本设备实现了膝关节水平侧向加载、屈伸加载和转动加载三维刺激，进而动员构成关节的长骨端内的骨髓来源干细胞的增殖、迁移、归巢和分化，实现治疗疾病的目的。

为了满足不同高度患者的需求，所述音圈电机21和支架1间设有供音圈电机21上下移动的滑动机构，所述音圈电机21和支架1通过滑动机构连接，所述滑动机构为第一丝杠滑台结构，由于丝杠滑台式滑动结构为成熟技术，在此对其具体结构形式不做详细介绍，该第一丝杠滑台结构中的丝杠5竖直设置在支架1上，本治疗仪中，第二台伺服电机7和该第一丝杠滑台结构对应设置，第二台伺服电机7固定在支架1上，该第一丝杠滑台结构中的丝杠5由该第二台伺服电机7驱动，所述音圈电机21固接在第一丝杠滑台结构中的滑块6上，在所述加载触头22正下方水平方向上设有支撑板23，所述支撑板23位于关节屈伸加载装置3的上方，该支撑板23设置在第一丝杠滑台结构中的滑块6上，支撑板23对患者关节具有支撑作用，保证康复治疗的舒适度和准确性，使用时，第二台伺服电机7带动第一丝杠滑台结构中的丝杠5旋转，用于调整第一丝杠滑台结构中的滑块6的上下位置，进而调节支撑板23的上下位置直至合适高度，将膝关节放置在支撑板23上且膝关节和加载触头22正对，开启音圈电机21并调整音圈电机21的直线往复运动频率，应用该加载触头22对膝关节进行脉冲式关节侧向机械加载刺激。

本实施例中，所述驱动机构为第二丝杠滑台结构，该第二丝杠滑台结构中的丝杠5水平设置在支架1上，所述踏板31连接在第二丝杠滑台结构中的滑块6上，本治疗仪中，第三台伺服电机7与该第二丝杠滑台结构对应设置，该第三台伺服电机7设置在支架1上，第三台伺服电机7驱动所述第二丝杠滑台结构中的丝杠5，通过第三台伺服电机7不间断的正反转实现该第二丝杠滑台结构中的滑块6的往复运动，进而带动踏板31直线往复运动，由此带动转台41直线往复运动，转台41直线往复运动的同时，转台41可以绕该转台41中轴线按设定角度往复转动，实现了对关节部位的屈伸刺激和转动刺激，进一步刺激长骨端内的骨髓来源干细胞。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。