专利名称:脊柱关节按摩测控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种脊柱关节按摩测控系统包括：指压力测量及控制模块、患者状态实时监控模块、牵引力测控及床面控制模块和上位机模块。牵引力测控及床面控制模块与指压力测量及控制模块、牵引力测控及床面控制模块与上位机模块、患者状态实时监控模块和上位机模块进行无线数据通信。通过牵引力测控及床面控制模块对人体进行牵引治疗的两路腰踝部牵引和一路颈部牵引的牵引力进行测量和控制、通过患者状态实时监控模块检测判断患者是否出现异常情况，完成脊柱关节减压测控的过程。
【专利说明】脊柱关节按摩测控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及脊柱关节治疗控制领域，尤其涉及一种脊柱关节按摩测控系统。
【背景技术】
[0002]现代人由于工作、学习和娱乐等常常久坐于电脑前，颈椎、腰椎疾病患者越来越多，有数据表明，在中国，颈椎、腰椎病的发病率高达25%，并呈逐年上升趋势，上亿人为颈椎病引起的疼痛、肢体麻木等症状所困扰，对于患者来说，不开刀就能缓解和治愈病症的治疗方法当然是最理想的方法。
[0003]中国自古就运用推拿按摩方法治疗跌打损伤，并逐步发展形成了中医的推拿学科。推拿属中医外治范畴，是由按摩师根据患者具体的病情、运用各种手法技巧，如按、摩、推、拿、揉、颤、打等在患者身体特定的部位或穴位上施力，这种力可以转换成各种能量，并渗透到人体改变系统机能，达到治疗效果。对于颈椎、腰椎疾病患者来说，中医推拿按摩治疗病患的实质就是减轻其脊柱压力。这种压力的减轻既可以靠按压的方式实现，也可以靠牵引的方式实现。但这种治疗效果完全取决于按摩师的经验和技术水平，其按摩的力道全凭感觉。在高度现代化发展的今天，利用现代测控技术，准确又科学地进行脊柱减压就变得非常有必要，但是现有技术在对于人体颈部、腰踝部等部位的牵引减压治疗装置的控制系统的控制精度不高，自动控制程装置结构简单，不能将检测到的患者的治疗过程中的状态信息进行自动的数据处理导致施加在患者身体颈部、腰踝等部位的压力机构的工作状态不能精确的控制，时常出现施加在患者身体上的力度值不够达不到治疗的效果，或者施加在患者身体上的力过大，使患者疼痛过渡造成危险的现象。
实用新型内容
[0004]根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种脊柱关节按摩测控系统，包括指压力测量及控制模块、患者状态实时监控模块、牵引力测控及床面控制模块和上位机模块，所述指压力测量及控制模块与牵引力测控及床面控制模块、牵引力测控及床面控制模块与上位机模块、上位机模块与患者状态实时监控模块采用无线通信方式进行数据通信；
[0005]所述指压力测量及控制模块包括两路相同的压力检测单元、控制芯片I和电机驱动电路，所述压力检测单元将检测到的数据信息传送至控制芯片I，所述控制芯片I与输出电路和控制电机工作的电机驱动电路相连接；
[0006]所述牵引力测控及床面控制模块包括三路相同的牵引力检测单元和控制器，所述牵引力检测单元与控制器相连接，所述控制器与输出电路I和控制电机工作的电机驱动电路I相连接；
[0007]所述患者状态实时监控模块包括心率检测单元、输出电路II和控制芯片II，所述心率检测单元与控制芯片II相连接，所述控制芯片II与输出电路II相连接。
[0008]所述牵引力测控及床面控制模块还包括用于检测牵引力大小的拉力传感器和牵引连接装置，所述牵引连接装置包括安装在所述拉力传感器一端的封闭式圆环、安装在拉力传感器另一端具有开口的圆环I和固定安装在牵引支架上具有开口的圆环II ;当对患者进行牵引治疗时，将所述拉力传感器一端的封闭式圆环套入牵引支架上的圆环II中，将牵引绳穿入所述拉力传感器另一端的圆环I中进行牵引力的测量。
[0009]所述指压力测量及控制模块还包括设置在指形压头机构内的电热丝和检测指形压头机构工作温度的薄膜热电阻，指形压头机构为中空结构，所述薄膜热电阻安装在指形压头机构空心部分的底端，所述薄膜热电阻与调理电路II相连接，所述调理电路II与AD转换电路II相连接，所述AD转换电路II与控制芯片I相连接，所述控制芯片I与继电器相连接，所述继电器与电热丝相连接。
[0010]所述压力检测单元包括压力传感器、调理电路I和AD转换电路I，所述压力传感器与调理电路I相连接，所述调理电路I与AD转换电路I相连接，所述AD转换电路I与控制芯片I相连接。
[0011]所述牵引力检测单元包括拉力传感器I和调理电路III，所述拉力传感器I与调理电路III相连接，所述调理电路III与控制器相连接。
[0012]所述调理电路1、调理电路II和调理电路III包括电桥放大电路和滤波电路。
[0013]该系统还包括紧急按钮模块，所述紧急按钮模块与牵引力测控及床面控制模块采用无线通信方式进行数据通信。
[0014]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种脊柱关节按摩测控系统，通过指压力测量及控制模块对实施在患者脊柱上控制机构的电机进行控制，通过牵引力测控及床面控制模块对人体进行牵引治疗的两路腰踝部牵引和一路颈部牵引的牵引力进行测量和控制、通过患者状态实时监控模块检测判断患者是否出现异常情况，完成脊柱关节减压测控的过程。本实用新型中的指压力测量及控制模块、患者状态实时监控模块和牵引力测控及床面控制模块的电路结构设计新颖，具有检测患者在治疗过程中的多项信息同时还通过调理电路、AD转换电路和控制芯片等对数据信息进行数据转换和处理等过程，从而保证了整个脊柱关节减压系统的自动、安全运行。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型的脊柱关节按摩测控系统的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型中指压力测量及控制模块的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型中牵引力测控及床面控制模块的结构示意图；
[0019]图4为本实用新型中患者状态实时监控模块的结构示意图；
[0020]图5为本实用新型中牵引力测控及床面控制模块部分结构示意图；
[0021]图6为本实用新型中指压力测量及控制模块的部分结构示意图；
[0022]图7为本实用新型中调理电路具体的电路原理图；
[0023]图8为本实用新型中实施例的示意图；
[0024]图9(a)为本实用新型中实施例的示意图；
[0025]图9(b)为本实用新型中实施例的示意图；
[0026]图9(c)为本实用新型中实施例的示意图；
[0027]图9(d)为本实用新型中实施例的示意图；
[0028]图10(a)为本实用新型中实施例的示意图；
[0029]图10(b)为本实用新型中实施例的示意图；
【具体实施方式】
[0030]为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
[0031]如图1所示:本实用新型的脊柱关节按摩测控系统包括:指压力测量及控制模块3、患者状态实时监控模块4、牵引力测控及床面控制模块I和上位机模块2。牵引力测控及床面控制模块I与指压力测量及控制模块3、牵引力测控及床面控制模块I与上位机模块2、患者状态实时监控模块4和上位机模块2采用无线通信方式进行数据通信。
[0032]指压力测量及控制模块3负责检测实施在患者脊柱上的指压机构的压力值和指形压头机构的温度并且对实施在患者身体上振动按摩机构的按摩频率进行控制，并将检测到的数据信息传送至牵引力测控及床面控制模块I。患者状态实时监控模块4负责实时检测患者的心率状况、判断患者是否出现异常情况并将判断结果输出给上位机模块2。所述牵引力测控及床面控制模块I接收所述指压力测量及控制模块3和上位机模块2传送的数据信息、对人体进行牵引治疗的两路腰踝部牵引和一路颈部牵引的牵引力进行测量和控制以及对牵引床的升降电机进行控制，并将各实测参数(如牵引力、温度、压力)传送至上位机。上位机模块2根据患者的患病资料制定相应的治疗方案输出相应的治疗的控制参数、对牵引力测控及床面控制模块的工作并对整个减压过程进行实时监控显示。如图2所示，指压力测量及控制模块3包括两路相同的压力检测单元、控制芯片134和电机驱动电路37，所述压力检测单元将检测到的数据信息传送至控制芯片134，所述控制芯片134与电机驱动电路37相连接。控制芯片134还连接输出电路39，该输出电路39在实际电路结构中可以是蓝牙组件等电路结构，将控制芯片134与其他模块进行双向数据通信。电机驱动电路37为驱动如指压机构、环形移动机构和实施在患者身体上振动按摩机构电机的电路。控制芯片134还可以接蓝牙组件将状态数据传送出去。两路压力检测单元采用相同的电路结构。
[0033]如图3所示:牵引力测控及床面控制模块I包括三路相同的牵引力检测单元和控制器19、电机驱动电路171、输出电路172。所述牵引力检测单元与控制器19相连接。电机驱动电路171和输出电路172分别与控制器19相连接。电机驱动电路171在实际电路结构中与电机相连接驱动电机的工作。输出电路172可以是WIFI组件等装置，将控制器19与其他模块进行双向数据通信。所述牵引力检测单元采用相同的电路结构。由于在对患者进行牵引治疗时包括2路踝部牵引和一路颈部牵引，因此这里设置三路相同的牵引力检测单元。另外实际过程中控制器19输出接4路电机驱动电路171分别为3路电机(2路踝部牵引、一路颈部牵引电机)和一路床面控制电机。
[0034]如图4所示:患者状态实时监控模块4包括心率检测单元41和控制芯片1142和输出电路44。所述心率检测单元41和输出电路44都与控制芯片1142相连接。心率检测单元41采用佩戴于手腕的手表式心率监测装置检测患者的心率，心率监测装置与患者腕部皮肤直接接触，信号经数字整形、滤波剔除干扰信号后，由控制芯片1142精确测量两个心跳脉冲之间的时间间隔，经过数学运算，求得每分钟的心跳速率。如图8所示，本实用新型的控制芯片134和控制芯片1142都可以采用图8所示的单片机最小系统。
[0035]如图5所示，牵引力测控及床面控制模块I包括用于检测牵引力大小的拉力传感器11和牵引连接装置，牵引连接装置包括封闭式圆环12、略有开口的圆环113和略有开口的圆环1114，闭式圆环12和圆环113分别安装在所述拉力传感器11的一端和另一端，略有开口的圆环1114固定安装在牵引支架上。由于在对患者牵引时，并不都是水平方向牵引，在按一定角度牵引时，牵引力的角度会是一个空间角，为确保治疗效果，必须要准确测量施加在患者身上的牵引力。以踝部牵引为例，在需要踝部牵引时，将拉力传感器11 一端的封闭式圆环12套入踝部牵引支架上的圆环1114中，将牵引绳穿入拉力传感器11 一端略有开口的圆环113中，则无论什么空间角度牵引，牵引力的方向与拉力传感器11的轴线方向始终一致，这样，就用简单而费用极低的小机构保证了牵引力测量的准确性。
[0036]如图2，指压力测量及控制模块3还包括设置在指形压头机构内的电热丝7和检测指形压头机构工作温度的薄膜热电阻8，指形压头机构为中空结构，如图6所示薄膜热电阻8安装在指形压头机构空心部分的底端，薄膜热电阻8与调理电路1130相连接，调理电路1130与AD转换电路1131相连接，AD转换电路1131与控制芯片134相连接，所述控制芯片134与继电器38相连接，继电器38与电热丝7相连接。
[0037]控制方面:为尽量接近人手的按摩感觉，也为了提高按摩的舒适感。通过加热电热丝7使之有如人手的温暖感觉，为使温度保持在37°C左右，需要薄膜热电阻8对温度进行测量，并由控制芯片134实现温度的控制。当温度低于设定温度下限时加热电热丝7，当温度高于设定温度上限时停止对电热丝7的加热。为了更准确地测量指形压头的温度，传感器应尽量靠近指尖，但又不能从外部测量，而且电热丝7的引线也不能从外部走线，所以指形压头设计为中空，由于空间很小，一般的温度传感器根本无法安装，所以采用薄膜热电阻8作为温度传感器贴于最底端，安装方式见附图6所示。如图10所示为薄膜热电阻8的调理电路II30和AD转换电路II31的电路连接图，温度传感器薄膜热电阻8经调理电路II30的输出信号接AD，如图10(b)，以及AD转换电路1131与控制芯片I的电路连接图，如图10(a)。
[0038]如图2所示:压力检测单元包括压力传感器35、调理电路133和AD转换电路132，所述压力传感器35与调理电路133相连接，所述调理电路133与AD转换电路132相连接，所述AD转换电路132与控制芯片134相连接。采用两路相同的压力检测单元，在实际测量时:将两个同型号的一模一样的压力传感器35安装在指压机构的压轴轴线的两侧用于测量对患者的脊柱施加的压力值，由于指压机构压轴线上有其他装置，力值传感器无法安装在压轴轴线上，为消除偏载影响，采用两个同型号的压力传感器35对称安装方式测量压力值，压力值为两个压力传感器35测得力值之和。如图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)所示:为本实用新型指压力测量及控制模块3中的两个相同信号的压力器35的调理电路33与AD转换电路132的电路连接图，两个压力传感器35经2路调理电路输出的信号分别接AIl和AI2，以及AD转换电路132与控制芯片I的电路连接图。
[0039]本申请中如压力检测单元采用独立单通道电路设计主要便于模块化使用，并且不采用多通道分时复用可以使检测数据的处理过程更加快捷。
[0040]进一步的，如图3所示:牵引力检测单元包括拉力传感器117和调理电路11118，所述拉力传感器117与调理电路III18相连接，所述调理电路III18与控制器19相连接。
[0041]如图7所示:所述调理电路1、调理电路II和调理电路III的电路类型相同，都包括电桥放大电路51和滤波电路52。
[0042]本实用新型公开的脊柱关节按摩测控系统，通过多个传感器检测患者在治疗过程中的温度信息和身体状态等信息从而使牵引力测控及床面控制模块I控制实施在患者脊柱上的牵引机构、按压机构等机构的工作，达到精确控制脊柱关节治疗的过程的目的。
[0043]该系统还包括紧急按钮模块，所述紧急按钮模块5与牵引力测控及床面控制模块I采用无线通信方式进行数据通信。工作状态下，当患者受到的按压力过大导致疼痛接受不了时可以摁动紧急按钮模块5，该紧急按钮模块5将信号传送至牵引力测控及床面控制模块1，牵引力测控及床面控制模块I接收到该报警信号后立刻停止工作，并且将报警信号传送至指压力测量及控制模块3，使指压力测量及控制模块3也停止工作。
[0044]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种脊柱关节按摩测控系统，其特征在于包括:指压力测量及控制模块、患者状态实时监控模块、牵引力测控及床面控制模块和上位机模块，所述指压力测量及控制模块与牵引力测控及床面控制模块、牵引力测控及床面控制模块与上位机模块、上位机模块与患者状态实时监控模块采用无线通信方式进行数据通信； 所述指压力测量及控制模块包括两路相同的压力检测单元、控制芯片I和电机驱动电路，所述压力检测单元将检测到的数据信息传送至控制芯片I，所述控制芯片I与输出电路和控制电机工作的电机驱动电路相连接； 所述牵引力测控及床面控制模块包括三路相同的牵引力检测单元和控制器，所述牵引力检测单元与控制器相连接，所述控制器与输出电路I和控制电机工作的电机驱动电路I相连接； 所述患者状态实时监控模块包括心率检测单元、输出电路II和控制芯片II，所述心率检测单元与控制芯片II相连接，所述控制芯片II与输出电路II相连接。2.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:所述牵引力测控及床面控制模块还包括用于检测牵引力大小的拉力传感器和牵引连接装置，所述牵引连接装置包括安装在所述拉力传感器一端的封闭式圆环、安装在拉力传感器另一端具有开口的圆环I和固定安装在牵引支架上具有开口的圆环II;当对患者进行牵引治疗时，将所述拉力传感器一端的封闭式圆环套入牵引支架上的圆环II中，将牵引绳穿入所述拉力传感器另一端的圆环I中进行牵引力的测量。3.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:所述指压力测量及控制模块还包括设置在指形压头机构内的电热丝和检测指形压头机构工作温度的薄膜热电阻，指形压头机构为中空结构，所述薄膜热电阻安装在指形压头机构空心部分的底端，所述薄膜热电阻与调理电路II相连接，所述调理电路II与AD转换电路II相连接，所述AD转换电路II与控制芯片I相连接，所述控制芯片I与继电器相连接，所述继电器与电热丝相连接。4.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:所述压力检测单元包括压力传感器、调理电路I和AD转换电路I，所述压力传感器与调理电路I相连接，所述调理电路I与AD转换电路I相连接，所述AD转换电路I与控制芯片I相连接。5.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:所述牵引力检测单元包括拉力传感器I和调理电路III，所述拉力传感器I与调理电路III相连接，所述调理电路III与控制器相连接。6.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:所述调理电路1、调理电路II和调理电路III包括电桥放大电路和滤波电路。7.根据权利要求1所述的脊柱关节按摩测控系统，其特征在于:该系统还包括紧急按钮模块，所述紧急按钮模块与牵引力测控及床面控制模块采用无线通信方式进行数据通信。
【文档编号】A61H1-00GK204274934SQ201420701163
【发明者】黄彬, 苑宇, 姚世选, 李萍, 张军, 杜杰 [申请人]大连交通大学