专利名称：一种低频电磁场骨质疏松治疗床的制作方法
技术领域：
本发明属于医用磁疗技术领域，涉及一种可实现磁感应强度、磁场频率及磁场类型等多参数控制的低频电磁场骨质疏松治疗床。
背景技术：
随着我国人口结构日趋老龄化，骨质疏松的发病率越来越高，已成为一种严重威胁中老年人健康的常见病和多发病。骨质疏松最常见的症状是骨痛，最严重的后果是骨折，这种骨折的愈合速度慢，并发症多，其中，髋部骨折可导致1/5的人在一年内死亡。目前骨质疏松症的防治以药物为主，但诸如双膦酸盐、降钙素、雌激素和氟化物等药物不仅价格高，且副作用大。近年来，骨质疏松的物理治疗研究方兴未艾，上世纪60年代初，我国出现了低频交变电磁场治疗机，后来又研制出了旋转磁疗机，80年代市场上又出现了脉冲电磁场治疗床。近20多年来以螺线管线圈包绕人体特定部位进行治疗的大型治疗设备得到长足发展，再一次大大拓宽了磁疗的范围。已有多种治疗床产品或专利，如机械振动骨质疏松治疗床(专利申请号200420002429. 6)、磁悬浮振动骨质疏松治疗床、脉冲电磁场骨质疏松治疗床、智能人工日光浴灯骨质疏松治疗床和磁悬浮震动骨量刺激仪(专利申请号 200910127518. 0)等。然而，根据我们的研究发现，只有特定参数条件下的磁场才可以发挥最佳的促进骨折愈合的作用，离开此参数条件则疗效明显下降或无明显疗效，人体组织对于磁场的治疗存着一种“窗效应”，即存在一个最佳治疗参数，离开此最佳参数越远，则疗效越不明显。 现有的电磁场骨质疏松治疗床多采用脉冲波，波形单一且不同厂家产品所采用的频率和磁感应强度参数也往往有很大差别，并且参数的设定缺少有效的实验依据。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种可实现磁感应强度、磁场频率及磁场类型等多参数控制的低频电磁场骨质疏松治疗床。为此，本发明采用如下技术方案
一种低频电磁场骨质疏松治疗床，包括床体，所述床体外周设置有磁场线圈，所述磁场线圈连接有磁场调试电路，该低频电磁场骨质疏松治疗床还包括控制单元及信号转换单元，所述控制单元的控制信号输出端连接信号转换单元的控制信号输入端，信号转换单元的控制信号输出端连接磁场调试电路的输入端，磁场调试电路的输出端连接磁场线圈。所述信号转换单元接受来自控制单元的数字信号并将其转换为模拟信号后传输给磁场产生电路。所述磁场调试电路包括主电路及控制电路，所述主电路包括电源模块及功率放大模块，所述电源模块与功率模块之间设有工况选择开关，所述控制电路包括用于驱动功率放大模块的驱动模块。所述磁场调试电路的主电路由两组串联的全H桥电路组成。采用H桥串联的主电路实现了在低电压输出时，H桥等效于并联工作，在高电压输出时，H桥等效于串联工作，有效地解决了宽输出电压下的电源输出特性，提高了功率放大模块的可靠性。所述磁场线圈由三组线圈串联而成，且中间一组线圈的匝数多于两侧的线圈。所述磁场线圈内设有磁感应强度传感器，磁场线圈连接有电流传感器及电压传感器，所述磁感应强度传感器、电流传感器及电压传感器分别与信号转换单元的反馈信号输入端相连接，所述信号转换单元的反馈信号输出端与控制单元的反馈信号输入端相连接。所述磁场线圈的底部设置有基座，该基座安装于设置在床体两侧的导轨上。所述床体底部设置有传动推杆，该传动推杆与基座相连接。所述控制单元包括一人机操作界面，该人机操作界面包括磁感应强度调节对话框、频率选择对话框、波形选择对话框、波形示意界面及时间设置对话框。所述控制单元设有存储患者病历记录的后台记录数据库。我们经过研究发现，低频范围内连续的正弦波、三角波、方波或锯齿波等磁场可以明显缓解甚至治愈骨痛，并可显著提高骨密度，防止骨质疏松性骨折，此外，找到每种组织或每种疾病的最佳(或敏感)磁场参数是提高磁疗疗效的关键。这里所说的磁场参数主要指磁感应强度、磁场频率、磁场波形、磁暴时间、磁暴方向等，以及脉冲磁场、交变磁场和静电磁场的比较和选择等。综上，本发明提供的低频电磁场骨质疏松治疗床的有益效果在于可根据患者的个体情况设定最佳磁场参数以进行磁场治疗，不预设固定的磁场参数，能够视患者实际情况实施个体化针对性治疗；治疗磁场的磁感应强度及磁场频率精确可调，且能够提供多种磁场类型和磁场波形；磁场线圈内磁感应强度均勻，确保了最佳治疗效果。本发明提供的低频电磁场骨质疏松治疗床可对人体容易发生骨质疏松的部位如脊椎、股骨和前臂等实施治疗，亦可对骨折手术后需长期卧床的患者实施预防性治疗，以避免发生废用性骨质疏松症。
图1为本发明低频电磁场骨质疏松治疗床的工作原理图； 图2为本发明低频电磁场骨质疏松治疗床的结构示意图3为本发明磁场调试电路的主电路原理图； 图4为本发明磁场调试电路的控制电路原理图5为实施例中磁场线圈内沿轴向-200mm 200mm的磁感应强度分布图； 图6为实施例中磁场线圈内沿轴向-200mm 200mm的磁场均勻度分布图。
具体实施例方式如图1 4所示，一种低频电磁场骨质疏松治疗床，包括床体1，床体1外周设置有磁场线圈2，磁场线圈2连接有磁场调试电路，该低频电磁场骨质疏松治疗床还包括控制单元及信号转换单元，其中，控制单元的控制信号输出端连接信号转换单元的控制信号输入端，信号转换单元的控制信号输出端连接磁场调试电路的输入端，磁场调试电路的输出端连接磁场线圈2。磁场调试电路包括主电路及控制电路，主电路由两组串联的全H桥电路组成，具体为第一 H桥电路及第二 H桥电路；第一 H桥电路包括一个由变压器Bl构成的电源模块及功率放大模块Til、T21、T31、T41，第二 H桥电路包括一个由变压器B2构成的电源模块及功率放大模块T12、T22、T32、T42 ；电源模块与功率放大模块之间设有工况选择开关 US1、US2，用于脉冲工作和连续波工作的切换；控制电路包括用于驱动功率放大模块的驱动模块，该驱动模块由多路PWM发生器及多路IGBT驱动器构成，PWM发生器可产生多路脉冲， IGBT驱动器对PWM发生器产生的脉冲进行放大，然后产生多路驱动信号分别去驱动各功率放大模块。磁场线圈2由三组线圈串联而成，且中间一组线圈的匝数多于两侧的线圈。磁场线圈2内设有磁感应强度传感器，磁场线圈2连接有电流传感器及电压传感器，磁感应强度传感器、电流传感器及电压传感器分别与信号转换单元的反馈信号输入端相连接，信号转换单元的反馈信号输出端与控制单元的反馈信号输入端相连接。磁场线圈2的底部设置有基座3，该基座3安装于设置在床体1两侧的导轨4上；床体1底部设置有传动推杆5，传动推杆5与基座3相连接，利用传动推杆5可方便地推动磁场线圈2沿床体1两侧的导轨 3滑动。控制单元还包括一人机操作界面，人机操作界面包括磁感应强度调节对话框、频率选择对话框、波形选择对话框、波形示意界面及时间设置对话框；控制单元还设有存储患者病历记录的后台记录数据库。磁场线圈2产生的磁场类型为交变磁场、脉冲磁场或静磁场，产生的磁场波形为正弦波、三角波、方波或锯齿波，产生的磁场的磁感应强度为(T9mT，磁场频率为5 100Hz。
本实施例中，磁场线圈2的纵向长度为78cm，内径为72cm，可方便地容纳人体平躺于磁场线圈2内，对人体的治疗范围包括髋部、腰部和前臂这三个最容易发生骨质疏松的部位。如图5 6所示(图中原点所在位置为磁场线圈中心点)，在磁场线圈2中心区 20cmX 20cmX 20cm的范围内治疗磁场是近乎均勻的，在此范围外磁感应强度的下降或升高也是缓慢的，且在轴向士20cm范围内的磁感应强度均勻度< 1%。工作时，通过人机操作界面设定所需的磁场参数，控制单元将此设定信息以数字信号传输给信号转换单元，由信号转换单元将此数字信号转换为模拟信号后传输给磁场调试电路，磁场调试电路将模拟信号放大并据此对磁场线圈施加一定电压，由磁场线圈产生特定的电磁场；磁场线圈2上的电流和电压信号及其产生的磁场的磁感应强度信号经过电流传感器、电压传感器及磁感应强度传感器采集之后，传输至信号转换单元，该信号被转换成数字信号后反馈给控制单元并由人机操作界面进行可视化显示。
权利要求
1.一种低频电磁场骨质疏松治疗床，包括床体(1 )，所述床体(1)外周设置有磁场线圈 (2)，所述磁场线圈(2)连接有磁场调试电路，其特征在于，还包括控制单元及信号转换单元，所述控制单元的控制信号输出端连接信号转换单元的控制信号输入端，信号转换单元的控制信号输出端连接磁场调试电路的输入端，磁场调试电路的输出端连接磁场线圈(2)。
2.根据权利要求1所述的一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述磁场调试电路包括主电路及控制电路，所述主电路包括电源模块及功率放大模块，所述电源模块与功率模块之间设有工况选择开关，所述控制电路包括用于驱动功率放大模块的驱动模块。
3.根据权利要求2所述的一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述磁场调试电路的主电路由两组串联的全H桥电路组成。
4.根据权利要求1所述的一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述磁场线圈(2)由三组线圈串联而成，且中间一组线圈的匝数多于两侧的线圈。
5.根据权利要求1所述的一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述磁场线圈(2 )内设有磁感应强度传感器，磁场线圈(2 )连接有电流传感器及电压传感器，所述磁感应强度传感器、电流传感器及电压传感器分别与信号转换单元的反馈信号输入端相连接， 所述信号转换单元的反馈信号输出端与控制单元的反馈信号输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述磁场线圈(2 )的底部设置有基座(3 )，该基座(3 )安装于设置在床体(1)两侧的导轨(4)上。
7.根据权利要求6所述的低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述床体(1)底部设置有传动推杆(5 )，该传动推杆(5 )与基座(3 )相连接。
8.根据权利要求1 7所述的任意一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述控制单元包括一人机操作界面，该人机操作界面包括磁感应强度调节对话框、频率选择对话框、波形选择对话框、波形示意界面及时间设置对话框。
9.根据权利要求1 7所述的任意一种低频电磁场骨质疏松治疗床，其特征在于，所述控制单元设有存储患者病历记录的后台记录数据库。
全文摘要
本发明涉及一种可实现磁感应强度、磁场频率及磁场类型等多参数控制的低频电磁场骨质疏松治疗床，包括床体，所述床体外周设置有磁场线圈，所述磁场线圈连接有磁场调试电路，该低频电磁场骨质疏松治疗床还包括控制单元及信号转换单元，所述控制单元的控制信号输出端连接信号转换单元的控制信号输入端，信号转换单元的控制信号输出端连接磁场调试电路的输入端，磁场调试电路的输出端连接磁场线圈。本发明涉及的低频电磁场骨质疏松治疗床可根据患者的个体情况选择最佳磁场治疗参数进行个体化针对性治疗，治疗磁场的磁感应强度及磁场频率精确可调，可对骨质疏松患者进行有效治疗或对骨折手术后需长期卧床的患者实施预防性治疗。
文档编号A61N2/04GK102488969SQ20111042303
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者周建, 李志锋, 葛宝丰, 郭旭红, 陈克明 申请人:陈克明