智能腰椎治疗仪动态特性的测试分析

　　ZJY2C智能腰椎治疗仪(又称为正脊仪[2])是用于治疗椎间病的智能化高科技医疗产品,它具有由计算机控制的快速牵引、定角、旋转功能,它的快速牵引能使椎间隙瞬间增宽,椎间盘压力降低或形成负压,可使突出物与神经根相对位置发生变化;旋转可以调整神经容积,松动上、下关节,使神经根的张力和小关节的粘连获得松解[1].

　　治疗仪动作的快速性和准确性在很大程度上可以减轻病人的痛苦.因此,治疗仪动态特性的好坏直接影响治疗效果,本文以计算机及其辅助测试系统为手段,对该设备整机运行状态进行了在线综合测试与分析,为产品设计的各项功能提供更加科学、严谨的理论依据.

　　1　正脊仪的运动与动作特征

　　治疗仪的主要动作特征[3]分别为主牵、成角和转角,外加辅助人体定位的捆绑运动和床身整体高度调整,运动示意图见图1.

　　治疗仪的主牵运动是头胸板相对于主床体的水平往复运动,头胸板沿床面水平方向牵引范围为0~70mm.在同样牵引距离下,主牵运动得快速性对治疗效果起主导作用.成角方向运动是臀腿板绕成角转轴向上、向下转动,向上翘起角度0~15°,向下倾斜角度在0~25°.转角运动是臀腿板绕纵向转轴的左右转动,转动角度范围在5°~25°.临床证明,成角运动和转角运动的快速性对治疗效果有明显影响.

　　2　正脊仪的运动分析

　　对治疗仪的综合测试包括对其3个分解动作、抖动治疗和常规治疗等内容的测试,并对设置参数进行不同的设置组合.在各种组合条件下进行空载运行综合测试和在医生指导下的常规模拟治疗的(选择不同体征的受试人员,由医疗专家,根据其体征进行参数设置,模拟临床治疗)综合测试.图2为典型实测示波图(主牵空运行).

　　运动规律和运行状态是治疗仪特性的重要标志,尤其是主牵动作的运动状态.图3为主牵运动位移和速度实测波形图,整个动作的特征参数可以通过位移与动作时间、位移与运行速度、速度与动作时间和位移与加速度等相互之间的关系来描述.

　　测试结果表明,主牵动作的运动分为3个阶段,加速启动段、稳速段和制动定位段.随着牵引速度挡位设置的不同,3个阶段的特征参数明显变化,主要表现为:

　　(1)高速时明显的冲击运动特征.图4、图5和图6分别为主牵位移设置60mm时,速度随位移变化、速度随时间变化和加速度随位移变化曲线.

　　从图中可以看出,牵引速度大小与挡位设置有关,随着速度挡位增大,速度逐级变小,实际最大牵引速度与挡位基本呈线性关系.当设置在高速挡位时,特别是1~3挡时,具有明显的冲击脉冲运动特征.