一种神经内科用膝跳测试装置

1.本发明涉及医疗诊断器材领域，具体的说是一种神经内科用膝跳测试装置。


背景技术：

2.膝跳反应也叫膝腱反射，属于腱反射的一种，指后肌肌腱所引起的相关肌肉收缩的反射。膝跳反应在人处于端坐位，拿小锤子叩击髌骨下方的股四头肌肌腱时，股四头肌发生一次收缩，出现小腿往前踢的动作。如果膝跳反应正常，两侧的膝跳反应是对称的。如果一侧突然高代表腱反射亢进，是因为上运动神经元损伤导致的，如脊髓空洞症、视神经脊髓炎、大脑性共济失调、糙皮病、破伤风、甲亢、低钙抽搐、精神过度紧张等。如果一侧腱反射低代表着下运动神经元的损伤，例如脊髓或周围神经病变，肌病，小脑和锥体外系疾病，如腰椎间盘突出症、脊髓灰质炎、末梢神经炎、神经根炎、周期性瘫痪、进行性肌营养不良、血卟啉病、格林巴利综合征、流行性肌痛症、小脑性共济失调、结节性动脉炎等。由此，在神经内科中测试患者的膝跳反应是一项重要的辅助诊断措施。
3.现有的膝跳反应测试仅通过叩诊锤锤击患者膝盖，仅能观察膝跳反应的有和无，无法检测膝跳反应的强和弱，无法精确反应患者的病患程度或无法根据患者不同治疗阶段的膝跳反应的强弱判断患者的恢复程度。为了解决该问题，cn201520790634.1公开了一种一体式神经内科检查装置。其具有带有刻度线的观察板，观察板设置于腿部一侧的位置，通过在膝跳反应后观察腿部抬起的高度并与刻度线相对比得出膝跳反应产生的抬腿高度。虽然其能够以刻度线在一定程度上反应抬腿的高度，但是由于膝跳反应过程较为迅速，幅度较小，单凭肉眼很难配合刻度线精确观察腿部抬起高度，测试结果的误差偏大。为了解决精度问题，cn201910728805.0公布的一种神经内科膝跳反应检测装置中，通过膝跳反应由脚踢动摆动棒摆动，摆动棒上端的分光镜同步摆动后将光线反射，通过光接收器能够接受到的数量换算确定膝跳反应的幅度。该技术方案一方面由于沿竖向分布的光接收器相互间隔分布，导致反射至相邻两个光接收器之间的光线无法被接收，故存在着较大的系统误差；另一方面，由于摆动棒的转动存在着摩擦，如摩擦力过大则导致摆动棒的最终摆动角度明显小于膝跳反应中腿部自身的摆动角度，如摩擦力过小则导致患者踢动摆动棒转动后摆动棒产生较大的惯性，导致其摆动角度大于膝跳反应中腿部自身的摆动角度，故其技术方案虽然能够得到精确的摆动幅度数值，但是该数值也并不能精确反应患者膝跳反应的摆腿幅度。同样的，cn202110028017.8公开的的一种神经科用带测量功能的叩诊锤及其使用方法等膝跳反应检测设备均存在上述不能精确反应膝跳反应幅度的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种神经内科用膝跳测试装置，直观精确的反应患者膝跳反应的幅度。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种神经内科用膝跳测试装置，包括平凳、叩诊锤以及用于测量膝跳反应幅度的检测系统，检测系统具有设置在平凳侧
部的检测指示板，检测指示板内设有供电电路常开的第一电磁铁，第一电磁铁呈弧形条状并与患者膝跳反应中脚踝位置的运动轨迹相对应；
6.检测系统还包括：
7.脚环，脚环上设有第二电磁铁，第二电磁铁的供电电路常闭并吸附有指示磁铁；
8.速度传感器，速度传感器用于检测患者经叩诊锤激发的膝跳反应中腿部的速度；
9.控制器，控制器与速度传感器、第一电磁铁的供电电路以及第二电磁铁的供电电路信号连接，控制器用于接收由速度传感器捕获的患者腿部在膝跳反应中产生的由零递增到峰值后再归零的速度信号，并在腿部速度由峰值归零后控制第一电磁铁供电电路闭路而控制第二电磁铁供电电路开路，以在患者腿部经膝跳反应达到最高位后使指示磁铁脱离第二电磁铁而吸附于第一电磁铁上。
10.优选的，速度传感器设置在脚环上并用于测量脚踝运动的线速度。
11.优选的，速度传感器和第二电磁铁均朝向检测指示板方向设置，检测指示板的板面形成速度传感器测速的基准面。
12.优选的，检测系统还包括可随患者腿部摆动的摆杆，摆杆转动配合安装在第一水平轴上，摆杆上设有将摆杆固定在患者腿部的绑带；速度传感器设置在摆杆和第一水平轴之间的转动副上，速度传感器用于测量摆杆摆动的角速度。
13.优选的，叩诊锤的锤柄与第二水平轴转动且滑动配合，在第二水平轴上同心固定有圆盘，圆盘的外缘间隔设有多根用于支撑锤柄的挡杆。
14.优选的，控制器还连接有压力传感器和计时器，压力传感器设置在叩诊锤的锤头，控制器在压力传感器检测到压力信号后启动计时器并在速度传感器检测到速度信号后停止计时器计时。
15.本发明在膝跳反应测试中，当腿部因刺激而抬起时指示磁铁吸附在患者脚环上的第二电磁铁上。在患者腿部抬升至刺激反应能够达到的最高高度后速度变为零，此时在控制器的作用下第二电磁铁开路磁性消失，而第一电磁铁闭路产生磁性，从而使指示磁铁吸附于对应位置的第一电磁铁上，即由指示磁铁位于第一电磁铁上的分布位置和指示磁铁的初始位置精确示出膝跳反应中腿部的摆动幅度。
16.在上述测试过程中，当腿部上抬时，因第一电磁铁的供电电路保持断路状态，故不产生对于指示磁铁的吸附力，不对腿部的抬升产生阻碍，从而正确反映膝跳反应中腿部抬升的自然高度。当腿部抬升至最高点后第一电磁铁和第二电磁铁的通电状态互换，使指示磁铁立刻脱离第二电磁铁并吸附于第一电磁铁，避免了指示磁铁随惯性被甩出而导致的膝跳反应幅度测试结果偏大的情况。当指示磁铁吸附于第一电磁铁上后，第二电磁铁的供电电路保持断路状态，在随腿部的下降过程中也不会拉动指示磁铁下降，使指示磁铁保持能够精确反应腿部抬升高度的结果。
17.本发明中第一电磁铁为弧形并沿脚踝位置的摆动轨迹分布，指示磁铁可无级吸附于第一电磁铁的任意位置，从而克服了系统误差，提高测试的精确程度。
附图说明
18.图1为本发明实施例1的主视结构示意图；
19.图2为图1中a部分的局部放大示意图；
20.图3为本发明实施例1的左视结构示意图；
21.图4为本发明实施例1的控制关系示意图；
22.图5为本发明实施例1中叩诊锤的锤头部分的剖视图；
23.图6为本发明实施例2的主视结构示意图；
24.图中标记：1、脚环，2、第一电磁铁，3、基准面，4、检测指示板，5、升降架，6、第二水平轴，7、圆盘，8、挡杆，9、挡盘，10、叩诊锤，1001、锤柄，1002、锤头，11、平凳，12、升降杆，13、底座，14、第二电磁铁，15、指示磁铁，16、速度传感器，17、第一水平轴，18、摆杆，19、绑带，20、压力传感器。
具体实施方式
25.以下通过两个实施例对本发明的技术方案进行详细说明：
26.实施例1
27.如图1及图3所示，本实施例的一种神经内科用膝跳测试装置设置在一块水平分布的底座13上，底座13上设有平凳11、检测指示板4以及升降架5。平凳11通过升降杆12与底座13相连，并可通过升降杆12调整平凳11上沿的高度，以使患者坐于平凳11后达到小腿自然下垂且脚离开底座13的待测试状态。
28.升降架5上端的可升降部固定设有第二水平轴6，在第二水平轴6上设有用于敲击患者的膝部的叩诊锤10。叩诊锤10由锤头1002和锤柄1001组成，锤柄1001的尾端开设有轴孔并转动配合在第二水平轴6上。此外该轴孔的孔径大于第二水平轴6的轴径，在保证锤柄1001相对于第二水平轴6灵活转动的基础上，也使得锤柄1001可在外力作用下沿第二水平轴6的轴向方向滑动。在第二水平轴6上位于叩诊锤10的右侧设有圆盘7，在圆盘7的左侧外缘位置间隔设有多个沿水平方向分布的挡杆8，可将叩诊锤10的锤柄1001支撑于不同的挡杆8上，然后沿第二水平轴6的轴向将锤柄1001推离支撑的挡杆8即使其锤头1002随重力作用击向患者膝盖。由于在圆盘7上设有多个挡杆8，还可通过将锤柄1001支撑在不同的挡杆8上实现不同锤击力度的调节。为避免锤柄1001由第二水平轴6的左端滑脱，本实施例中在第二水平轴6的左端还固定设有挡盘9。挡盘9还同时还对叩诊锤10起到限位的作用，即将锤柄1001沿第二水平轴6左移至接触挡盘9右侧后，自然落下的锤头1002正好敲击在患者的膝盖位置。
29.检测指示板4和脚环1构成检测系统的主体，检测系统的主要目的在于检测患者膝跳反应中腿部的抬升幅度，医师可根据抬升幅度的大小作为患者多种神经内科疾病的诊断依据，或供医师对比神经内科疾病患者经治疗后与治疗前的抬升幅度，从而正确反映疾病的治疗效果。检测系统的具体结构如下：
30.检测指示板4设置在平凳11的一侧并靠近待测腿的位置。检测指示板4为矩形，其与底座13固定，其内部设有第一电磁铁2。第一电磁铁2为条状的圆弧形，两端分别固定在检测指示板4的背侧，且第一电磁铁2的形状与患者膝跳反应过程中脚踝位置的运动轨迹相对应。本实施例中的第一电磁铁2的供电电路呈常开状态，使第一电磁铁2不产生磁吸附力。而检测指示板4采用非磁性的工程塑料材质，厚度小于1mm，使得第一电磁铁2一旦通电产生磁性，即可使磁吸附力穿过检测指示板4，将检测指示板4左侧的磁性材料吸附在检测指示板4上。
31.如图3所示，脚环1上朝向检测指示板4的右侧依次设有第二电磁铁14和速度传感器16。
32.第二电磁铁14的供电电路处于常闭状态，并通过产生的磁吸附力稳定吸附一块指示磁铁15。该指示磁铁15为扁平的圆形并靠近检测指示板4，以在第二电磁铁14断电且第一电磁铁2通电的情况下，可立刻由第二电磁铁14脱离并吸附于检测指示板4上。
33.速度传感器16为线速度激光检测传感器，其检测头同样朝向检测指示板4上，并以检测指示板4的左侧板面为基准面3进行测速。在膝跳反应中，当锤头1002锤击腿部自然下垂并静止的患者膝盖后，患者的腿部即产生抬升的摆动，摆动到最高点位后再自然下落。此过程中，速度传感器16能够检测到患者脚踝位置的速度由零逐渐增大，增大到峰值后逐渐减小，在减小至归零后的时刻即代表脚踝运动至最高点。
34.为了利用以上速度传感器16采集的速度信号与患者腿部抬升高度的关系，本实施例中的检测系统还包括重要的控制器。如图4所示，控制器与速度传感器16、第一电磁铁2的供电电路以及第二电磁铁14的供电电路信号连接，速度传感器16的速度信号传递至控制器，控制器产生控制第一电磁铁2和第二电磁铁14通断电的控制信号。控制器中内置有控制程序，控制程序可接收由速度传感器16捕获的患者腿部在膝跳反应中产生的由零递增到峰值后再归零的速度信号，并在腿部速度由峰值归零后控制第一电磁铁2供电电路闭路而控制第二电磁铁14供电电路开路。如此，即在患者腿部经膝跳反应达到最高位后使指示磁铁15脱离第二电磁铁14而吸附于第一电磁铁2上。
35.由于膝跳反应中，患者自身的反应时间(膝盖受到击打到腿部开始抬升动作的时间)也是医生判断患者神经内科疾病的重要诊断依据，故本实施例中还包括与控制器相连的压力传感器20和计时器。如故图5所示，压力传感器20埋设于锤头1002的前端，对于其测量压力的精度不做要求，仅对锤头1002撞击患者膝盖后由患者对其产生的反作用力导致的压力进行有无判断即可。控制器在压力传感器20检测到压力信号后启动计时器并在速度传感器16检测到速度信号后停止计时器计时，即得出患者膝跳反应的精确反应时间。
36.本实施例的实施过程如下：
37.首先调整升降杆12的高度，使坐于平凳11上的患者的小腿自然下垂，脚部离地，将患者膝盖位于检测指示板4上的水平投影记作点o。由医师将脚环1佩戴于患者脚踝位置，并使指示磁铁15和速度传感器16均指向检测指示板4。记录指示磁铁15在检测指示板4上的水平方向的投影位置，投影位置记作点a。
38.然后医师将叩诊锤10的锤柄1001支撑于对应合适力度的挡杆8上，在患者做好测试准备后平推锤柄1001，使叩诊锤10的锤头1002自由摆动下落击打于患者的膝盖位置。针对不同体型的患者，可通过调节升降架5的高度确保锤头1002自由摆动下落后击打患者的膝盖。
39.锤头1002触碰患者膝盖后，压力传感器20即产生压力信号，控制器即控制计时器开始计时。锤头1002锤击患者膝盖一定时间后，患者即产生膝跳反应，腿部即开始向上抬升。当速度传感器16检测到速度位移信号后，控制器即控制计时器停止计时，此时记录时间即为患者膝跳反应的反应速度。
40.进一步的，当速度传感器16检测到的速度位移信号增大到峰值再归零后，由控制器控制第一电磁铁2通电且同时第二电磁铁14断电，指示磁铁15即由磁力消失的第二电磁
铁14上脱离并吸附于第一电磁铁2的对应位置，该位置记作点b。由此，线段ab的长度即为患者膝跳反应的抬升幅度，线段oa和线段ob之间的角度即为患者膝跳反应的抬升角度。可通过多次相同条件下的锤击患者膝盖去极值并求平均值的方法精确得出能够反应患者膝跳反应各项数据的较为精确的数值，为医师的诊断提供更加准确的依据。
41.实施例2
42.本实施例与实施例1的原理相同，结构近似，均是通过速度控制器和速度传感器16的配合控制第一电磁铁2和第二电磁铁14供电电路的通断，进而实现膝跳反应的高精度测试。与实施例1不同的是，本实施例中的速度传感器16用于检测患者膝跳反应中小腿转动的角速度变化，从而可将速度传感器16由患者佩戴的脚环1上移除，减轻患者脚部的负重，降低脚部负重对于测试的影响。
43.如图6所示的，本实施例中的检测系统还包括可随患者腿部摆动的摆杆18，摆杆18转动配合安装在第一水平轴17上，第一水平轴17的右端固定连接在支撑架的上部。摆杆18上设有将摆杆18固定在患者腿部的绑带19，在摆杆18朝向患者小腿的左侧可设置柔性的海绵垫，以消除小腿与摆杆18之间的间隙，利于小腿摆动中摆杆18同步同幅度的摆动。摆杆18采用轻质空心塑料材料制作，且摆杆18和第一水平轴17之间配合安装有滚动轴承，保证二者灵活转动，降低因摆杆18自身对于腿部抬升的阻碍。所述速度传感器16设置插设在开设于摆杆18上的穿孔中，其探头正对第一水平轴17的外周面，从而测量摆杆18相对于第二水平轴6转动的角速度。
44.本实施例的实施过程与实施例1相同，不再进行赘述。
45.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。