智能腰椎治疗仪计算机控制系统的开发

　　0　引言

　　为了满足人们不断追求健康优质生活目标的需要,用于人们日常生活的各种仪器和机电设备正在日新月异的蓬勃发展,作为卫生水平标志的医疗设备也正朝着光机电一体化的方向发展。目前,患腰椎颈椎病的人群日益的庞大,开发治疗此类疾病的治疗设备已成为十分紧迫和必要的事情。椎间盘突(膨)出是椎间盘发生退变后,由于外力或积累性劳损的作用,纤维环破裂,髓核突出,刺激或压迫邻近的神经而出现它所支配的部位和肢体出现一系列症状。突出髓核的水肿、纤维环及后纵韧带的损伤引起的渗出、粘连等无菌性炎症使神经根受到机械性的压迫和化学性的刺激,而出现腰腿痛、酸、沉、胀、麻、凉、无力甚至肌肉萎缩等症状,所以,解除突出组织对神经根的机械性压迫和无菌性炎症的化学性刺激是根治此症的关键,开发出功能完备的机械式治疗仪器采用物理方法对这类疾病进行有效的治疗是十分必要的。过去治疗这类疾病的仪器,一般都是进行一下简单的拉伸治疗使病变部位减轻机械压迫,但是由于技术原因牵拉的距离不能精确的控制,影响了治疗效果,需要技术改进。

　　现代数控技术的不断发展,数控系统的开放性越来越好,人们开始把数控系统作为控制系统用到除了数控机床外的更多领域。数控系统具有很好的稳定性,可以保证治疗仪的安全稳定;数控系统具有很高的精度,也能保证进行治疗时治疗参数的精确量化;数控系统的插补功能可以满足治疗时所需的运动(牵拉、屈曲、扭转或三轴联动)。基于此,在传统中医物理治疗的基础上,针对原有机械牵引治疗床存在的问题,设计出了工业计算机结合数控系统组成的计算机控制系统,提出了数控系统扩展范围应用的问题,并讨论了实现的关键技术。

　　1　计算机控制系统的控制原理

　　智能治疗仪在进行治疗时需要对腰椎颈椎病患者进行腰部或颈部的牵拉、屈曲、扭转或者三者的任意组合运动,以达到治疗目的。治疗仪的结构示意,如图1所示,前后平台可以进行相对拉伸运动(左平台)、相对屈曲(右平台翘起或下弯)及相对扭转(右平台绕床身两个方向转动)。医生是通过输入具体的参数来控制治疗时牵拉、屈曲、扭转的距离或角度以及完成这些参数运动的时间,采用数控系统实现以上提到的各种运动功能是利用数控系统可以精确控制运动距离和运动速度的特点。同时,由于治疗仪要用于医院这样特殊的环境而且操作医生对数控编程等工业技术并不了解,所以使用计算机作为上位机实现人机对话,通过计算机高级语言编程和接口技术控制数控系统和其它的硬件。操作的医务人员通过显示器、键盘和鼠标与控制系统进行人机对话,输入具体治疗参数,完成简单的操作就能实现特定的治疗功能。