一种多功能脊柱减压治疗机的制作方法

专利名称：一种多功能脊柱减压治疗机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及疾病治疗设备领域，尤其是一种多功能脊柱减压治疗机。
背景技术：
本实用新型是根据本人已经申请的专利——《无创脊柱减压治疗系统和疗法》的 基础上，设计出的专门用于实现无创脊柱减压治疗的设备。设备实现的是它将拉力做用到 患者脊柱上，用以治疗脊柱疾病，它可以根据患者对于治疗的反应反馈的各种指标，对治疗 进行监控和调整。脊柱减压疗法可以治疗不同类型的脊柱疾病，包括椎间盘突出，退行性椎间盘疾 病，坐骨神经痛，小关节紊乱，和术后疼痛。无创脊柱减压疗法是以传统物理治疗为基础治 疗方法，依靠此疗法，可通过外力做用(比如通过手动治疗或自动治疗过程)，使脊柱处于 拉伸状态。脊柱在以牵引力为基础的治疗过程中，将被约束在一种典型的持续拉力状态。减 压疗法与普通物理治疗，例如牵引疗法不同的地方就是，牵引力是通过一个特定明确的角 度做用到患者脊柱上，而在减压治疗过程中，各种各样的拉力将在整个治疗周期中根据非 线性，曲线，正弦，对数，指数数学函数的表现形式做用到患者或是使其在患者脊柱上进行 循环，这种情况下，椎旁肌将得到放松并处于疲乏状态，可以打开椎间盘间的间隔。不管是 对于传统物理治疗还是减压治疗来讲，这些功能可以真正在不同级别拉力间创造一种平滑 的过渡。典型的脊柱拉力可以维持的时间一般在30分钟以上。当脊柱处于拉伸状态时，脊椎将分离从而使椎间盘在适合的位置从新排列。这使 得突出的椎间盘能够有一定时间在无载荷状态下进行恢复。另外，含有丰富营养成分的脊 髓液体(髓核)将由于脊椎分离产生的压力下降，被吸引到拉力的位置。但是，椎旁肌会在 不知不觉中对脊柱的拉伸产生抵抗力，为了应对压力，患者同样也会在牵引过程中会主动 和(或)潜意识地收缩腰椎肌肉对拉力做出反应，上述任何情况的发生都会降低脊柱疗法 的的疗效。普通的物理治疗设备，例如牵引床，均采用恒定的力或横定力线性改变的方法改 变施加到患者整根脊柱的拉力(不能实现无创脊柱减压治疗的需要定点施加拉力)，由于 是恒定的力施加到病人身上，设备上也没有无反馈机电驱动器(或者任何类型的气压，液 压，磁性或者化学驱动器)，通过患者接口设备连接到患者身上，例如拉力安全带。由于普通物理治疗，例如牵引，无需要对力进行改变，也无需要或不可能实现力的 平滑改变，因此，普通物理治疗设备，例如牵引床上，也没有提升或降低驱动器操作中的速 度或变化率，可以在安全带固定于患者身体的位置上改变相应的拉力。同样由于普通物理治疗，例如牵引床无需要感知病人身体的变化(肌肉抵抗所产 生的对拉力的对抗力)，普通的物理治疗器械同样不包括拉力衡量设备(也就是测力传感 器)，它连接产生拉力的驱动器和患者并将拉力指标传输到产生拉力的驱动器控制设备中 (例如，电脑)。因此，普通治疗设备不能够借助于按计划做用在患者身上拉力方案和可被 电脑修正的实际做用力作为控制反馈的循环运行。[0008]同样，不能够将所有的牵引力及拉力产生驱动器的不同速度级别和变化率级别来 增加或减少做用到患者身上的拉力，并通过拉力测量设备衡量拉力值大小。换言之，目前市场上的牵引器及其他所有的物理治疗设备不能够实现无创脊柱减 压设备需要实现的功能。普通的物理治疗方法可以得出有关一些脊柱疾病成功的治疗方 法，但是它同样存在一些缺点，主要的缺点就是普通的物理治疗系统一牵引系统并不能 测量出脊柱对于拉力的抵抗青黄，或者椎旁肌对于拉力的抵抗情况，换言之，典型的脊柱减 压治疗系统并不能为医生解释到底拉力治疗中有多少抵抗力是因为脊柱抵抗产生的，多少 是由椎旁肌抵抗产生的。因此，医生在治疗过程中并不能调整拉力的大小使其适应来自脊 柱或者椎旁肌的抵抗力。同样，典型的脊柱减压治疗系统不能让医生监控椎旁肌因为拉力 或者相应拉力大小变化而产生的心理上的收缩。因此，目前在市场上，没有任何现有设备可以实现无创脊柱减压治疗，因此有必要 研制出一种能够克服常见的物理治疗系统缺陷与不足，同时能够实现无创脊柱减压治疗的 设备，以用于患者的治疗。

实用新型内容本实用新型的目的是，提供多功能脊柱减压治疗机，有效地解决了肌肉紧张造成 了治疗无法按照目的实现、拉力定位到关键病变位置等问题，创造了全新的治疗理论及在 理论基础上设计了相应实现治疗的设备，同时由于设备不用对病人进行手术等有创口的治 疗，从而实现了全面的安全，真正实现了安全、有效、舒适地对椎间盘疾病进行治疗。为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下一种多功能脊柱减压治疗机，包括控制系统、机床、反馈系统、驱动器和驱动控制 装置，所述机床一侧设有机塔，机塔底部设有驱动器，驱动器一侧设置驱动控制装置，驱动 器上侧设有反馈系统，所述机塔上部靠近机床的一侧设有接口定位装置，所述驱动器、反馈 系统和接口定位装置通过缠绕其上的接口装置连接，所述接口装置一端卡固在驱动器上， 接口装置另一端固定皮带；所述机塔上还设置控制系统，所述控制系统分别连接反馈系统、 驱动器和驱动控制装置，控制系统可接受反馈系统测量的信息，同时将测量信息进行处理 后向驱动控制装置和驱动器发出调节指令。所述机床由基架、基座、床垫基底、上床垫和下床垫组成，所述基架上固定基座，基 座上端设有床垫基底，床垫基底上侧相对设有上床垫和下床垫，上床垫与下床垫结合处与 患者腰椎部位相对。所述反馈系统的主要包括测力传感器、外壳、测力滑轴、入口滚轴和出口滚轴，所 述外壳一端相对设有入口滚轴和出口滚轴，外壳另一端设置测力传感器，所述测力传感器 上连接测力滑轴，测力滑轴与入口滚轴和出口滚轴相对设置。所述驱动器主要由电机、电机轴、挂槽、传感器、编码器、端口和端口，电机上分别 设有编码器和两个端口，所述两个端口和端口分别连接到驱动控制系统和、或驱动控制装 置，所述电机的电机轴上设有传感器，电机轴末端设有挂槽，挂槽上固定接口装置。所述电机的能量通过端口传递到控制系统和、或驱动控制装置，电机及编码器通 过端口向电机轴传输运转信息。所述的编码器为带有集成结构；所述电机轴可以成直线地延伸或收回。[0019]所述测力传感器可以将拉力测量数据传递到控制系统和、或驱动控制装置中。通过将拉力作用到患者脊柱和控制系统，由此产生各种数据，所述控制系统计算 脊柱延伸，作为拉力应用到脊柱的结果，和监测与该治疗方案相关的预计延伸程序。所述控制系统通过驱动器计算应用的拉力，监测应用的拉力相对于上述治疗方案 的预设拉力极限值的关系。控制系统在显示器上展示了上述治疗方案，显示了通过上述驱动器和拉力极限作 用的拉力的图表，当绘制的应用拉力超过绘制的拉力极限时，该控制系统调整由上述驱动 器作用到患者脊柱的拉力，直到绘制的应用拉力不在超出拉力极限为止。本实用新型所述的多功能脊柱减压治疗机的有益效果是在目前世界较通用的物 理治疗椎间盘疾病的基础上，进行改进及修正，有效地解决了肌肉紧张造成了治疗无法按 照目的实现、拉力定位到关键病变位置等问题，创造了全新的治疗理论及在理论基础上设 计了相应实现治疗的设备，同时由于设备不用对病人进行手术等有创口的治疗，从而实现 了全面的安全。因此本实用新型真正实现了安全、有效、舒适地对椎间盘疾病进行治疗。

图1是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的示意图；图2是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的原理图；图3是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的机床的示意图；图4是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的反馈系统的示意图；图5是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的驱动器的示意图；图6是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的驱动控制装置示意图；图7是本实用新型第一实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗方案示意图；图8是本实用新型第二实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗方案示意图；图9是本实用新型第三实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗方案示意图；图10是本实用新型第四实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗方案示意 图；图11是本实用新型第五实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗方案示意 图；图12是本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机的治疗流程示意图。图中1、控制系统；2、机床；201、基架；202、基座；203、床垫基底；204、上床垫；205、下 床垫；3、反馈系统；301、测力传感器；302、外壳；303、测力滑轴；304、入口滚轴；305、出口 滚轴；4、驱动器；401、电机；402、电机轴；403、挂槽；404、传感器；405、编码器；406、端口 ； 407、端口 ；5、驱动控制装置；501、伺服控制器；502、通讯连接口 ；503、通讯端口 ；504、电源 输出口 ；6、接口定位装置；7、接口装置 ’8、皮带；9、机塔。
具体实施方式
如图1和2所示，本实用新型实施例所述的多功能脊柱减压治疗机，包括控制系统 1、机床2、反馈系统3、驱动器4和驱动控制装置5，所述机床2 —侧设有机塔9，机塔9底部设有驱动器4，驱动器4 一侧设置驱动控制装置5，驱动器4上侧设有反馈系统3，所述机塔 9上部靠近机床2的一侧设有接口定位装置6，接口定位装置6可通过驱动设备移动到适合 的位置，所述驱动器4、反馈系统3和接口定位装置6通过缠绕其上的接口装置7连接，所述 接口装置7 —端卡固在驱动器4上，接口装置7另一端固定皮带8，所述皮带8可套固置于 机床2上的患者；所述机塔9上还设置控制系统1，所述控制系统1分别连接反馈系统3、驱 动器4和驱动控制装置5，通过控制系统1可接受反馈系统测量的信息，同时将测量信息进 行处理后向驱动控制装置5和驱动器4发出调节指令，实现了大队驱动器4的监测和修正， 以完善治疗过程，同时，控制系统1可以作为用户接口系统，用于接收用户治疗的各项参数 指令。在使用时，将患者置于机床2上，其中，患者的头放在机床2的顶端，患者的脚放在 机床2的底端，患者的脊椎套在皮带8内，将皮带8与接口装置7连接，接口装置7通过反 馈系统3和接口定位装置6连接到拉力产生驱动器4上，通过控制系统1控制接口定位装 置6的位置实现顺着患者脊柱皮带8传送和调整驱动器4所产生的拉力；具体实施时，操作 人员可以选择针对患者的拉力治疗方案和指示计算装置运行选定的治疗方案，控制系统1 激活驱动控制装置5和(或)驱动器4开始旋转，并带动接口装置7束缚在驱动器4，通过 接口定位装置6后将拉力作用到患者脊柱上；控制系统1调整拉力输出值从而使其遵循用 户输入的治疗方案中定义的拉力周期，治疗方案可以包含低级和高级拉力停滞时期。如图3所示，所述机床2由基架201、基座202、床垫基底203、上床垫204和下床垫 205组成，所述基架201上固定基座202，基座202上端设有床垫基底203，床垫基底203上 侧相对设有上床垫204和下床垫205，上床垫204与下床垫205结合处与患者腰椎部位相 对。如图4所示，所述反馈系统3的主要结构为测力传感器或者测力计，其嵌入到驱 动器4中，可向控制系统1提供电子反馈信息，所述反馈系统3包括测力传感器301、外壳 302、测力滑轴303、入口滚轴304和出口滚轴305，所述外壳302 —端相对设有入口滚轴304 和出口滚轴305，外壳302另一端设置测力传感器301，测力传感器301能从驱动器4和患 者之间收集拉力数据，所述测力传感器301上连接测力滑轴303，测力滑轴303与入口滚轴 304和出口滚轴305相对设置，使用时接口装置7从入口滚轴304穿入、绕过测力滑轴303 后从出口滚轴305穿出，使用时，驱动器4带动接口装置7向皮带8施加拉力，患者通过皮 带8并在驱动器4与患者之间产生拉力抵抗接口装置7收缩，使得接口装置7反向拉动测 力滑轴303，连接到测力滑轴303的测力传感器301对皮带8承担的拉力做出精准的测量； 测力传感器301可以将拉力测量数据传递到控制系统1和(或)驱动控制装置5中，通过 测力传感器301的反馈数据可以用来监测和计算治疗设定值。如图5所示，所述驱动器4主要由电机401、电机轴402、挂槽403、传感器404、编 码器405、端口 406和端口 407，电机401上分别设有编码器405、端口 406和端口 407，所述 端口 406和端口 407分别连接到驱动控制系统1和(或)驱动控制装置5，电机401的能量 通过端口 406传递到控制系统1和(或)驱动控制装置5，电机401及编码器405通过端口 407向电机轴402传输运转信息；所述电机401的电机轴402上设有传感器404，通过传感 器404能够监测电机轴402的运转，电机轴402末端设有挂槽403，通过挂槽403可固定接 口装置7 ；在使用时，将接口装置7 —端绕在电机轴402并锁在挂槽403上，控制系统1和(或)驱动控制装置5通过端口 407向电机401发出转动命令，电机轴402开始旋转，接口 装置7上的拉力值根据其在电机轴402的旋转方向二增加或减少，并将这种变化通过皮带8 传递到患者身上；所述电机轴402旋转的数据由编码器405控制，编码器405将电机轴402 的旋转数据传输到控制系统1和(或)驱动控制装置5并进行控制，这些数据指标可做操 控以距离为基础的脊柱减压方法。所述的驱动器4的另一优选实施方式为带有集成编码器405的直线型结构，集成 编码器405设置在电机401上，直线型驱动器4的电机轴402可以成直线地延伸或收回，直 线型驱动器4的电机轴402末端设置挂槽403，挂槽403上连接接口装置7，在使用时，电机 401驱动电机轴402延伸和回退，产生的拉力值沿着接口装载7通过皮带8传递到患者身 上，对患者进行治疗，同时，通过集成编码器405将电机轴402的线性数据传输到控制系统 1和(或)驱动控制装置5，并通过控制系统1和(或)驱动控制装置5对电机轴402的线 性数据进行调控。如图6所示，所述驱动控制装置5的主要结构包括伺服控制器501，所述伺服控制 器501上分别设有通讯连接口 502、通讯端口 503和电源输出口 504，所述伺服控制器501通 过电源输出口 504连接到驱动器4，通过电源输出口 504可将驱动明了传递到驱动器4中， 伺服控制器501通过通讯连接口 502连接到驱动器4的编码器405，通过通讯连接口 502 可以获取驱动器4的位置、耗电量等数据(或通过集成或分离的编码器获取)，所述伺服控 制器501通过通讯端口 503连接到控制系统1中，通过通讯端口 503可将驱动信息和驱动 方案信息传输到控制系统1中；在使用时，驱动控制装置5可以将驱动指标传输到控制系 统1，同时将驱动方案数据和能量传输到驱动器4中，驱动器4中微小的调整会使接口设备 7延伸和退回产生精密的变化，在以各类指标为基础的方案实施中，这种控制系统形成了合 适的减压系统。所述的多功能脊柱减压治疗机的使用方法为通过驱动器4的编码器5测量连接 到患者的接口装置7移动一定的距离而需要力矩或能量的大小，从而可以计算椎旁肌收缩 所产生的抵抗力和脊柱自身对于延伸所产生的抵抗力。通过估算延长脊柱所需要做的功，说明或粗略估计非椎旁肌抵抗力的大小，一旦 计算出非椎旁肌抵抗力的近似值，就可利用驱动器4的功或者应用的拉力，进而计算椎旁 肌收缩所产生的抵抗力和脊柱自身对于延伸所产生的抵抗力。通过此过程，治疗中患者的 抵抗力可以迅速调整，脊柱可按照预计的脊柱拉伸方案，在最大程度上得到拉伸。这样，肌 肉收缩经过严格监测并且不受破坏，当达到极限时，椎旁肌将增加疲劳，此外，心理上的椎 旁肌收缩将因疗法实时密切追踪脊柱的自然反应而减少或消除。在治疗期间，用到人体脊柱部位的脊柱减压力将会是那个部位得到延伸，在排除 椎旁肌活动的情况下，脊柱的抵抗力可以弹性常数的模式表达Fs = Ks*Ss其中Fs =排除了椎旁肌活动的脊柱抵抗力；Ks =线性或非线性弹性常数；Ss = 距离。此外，脊柱可以通过椎旁肌收缩产生抵抗力，椎旁肌收缩可以模型化为一个抵抗力 FP。这样，脊柱产生的总的抵抗力为Fs+Fp在操作中，驱动器4通过编码器405将应用的电压或者能量传输到驱动控制装置5和(或)控制系统1中。驱动控制装置可以监测上述变量并可以将其传输到控制系统1。 编码器405可以将任意数量的驱动器4变量传输到驱动控制装置5和(或)控制系统1，这 些变量包括但不限于位置、能量、速度或者变化率、加速度、方向。编码器405和驱动控制 装置5担任部分十进制反馈系统，可以跟踪和传递诸如能量、距离。通过驱动控制装置5控制伺服电机401，伺服电机401得到指示后驱动电机轴402 旋转一定的距离，同时将接口装置7拉紧同样的距离sin(0)*2*pi*r其中sin =弧长，0 =驱动器4的偏移角，2*pi*r =驱动器4和编码器405经过的 周长，此运动可以模式化为sin = Ss其中驱动器4的弧长一般等于脊柱延长。驱动器4的功可以模式化为Wm = Fm*t其中Wm =驱动器4的功，Fm =驱动器4的力矩，t =应用拉力的时间。驱动器4的拉力可以模式化为直接有关的电流电位或应用于驱动器4的能量。这 样:Vm = Fm其中Vm =应用于驱动器4的电压或能量，驱动器4应用的拉力等同于脊柱模型所 产生的力Vm = Fm = Fs+Fp需要注意如果编码器功能不支持由驱动器4运用的动力，那么此信息可以粗略估 算为反馈系统，它可以将信息直接或间接传送到控制系统1。下述信息可以从进程模型中扩展出来Wm = Fm*tWm = Vm*tWm = [Fs+Fp] *tWm = [ (Ks*Ss) +Fp] *tWm = [ (Ks*Sm) +Fp] *t
Wm=[(Ks*(sin(0)*2*pi*r))+Fp]*t采用这样的疗法，从而使椎旁肌活动直接和驱动器4所做的功有关，脊柱延伸的 抵抗力近似值并不是由于椎旁肌活动从而进一步影响驱动器4对于椎旁肌活动的功而产 生的结果，本设备可以简单决定总抵抗力值，而不用将抵抗力分解成椎旁肌或非椎旁肌类 别，通过接收来自驱动器4、编码器405或者驱动控制装置5指标的控制系统1，可以利用这 些指标计算基于上述计算结果的椎旁肌抵抗力或总的脊柱抵抗力，也可以将计算结果展示 给系统用户。具体实施例1 (脊柱减压治疗的简单拉力方案)如图7所示，方案分别包括第一、第二和第三张图纸902、903和904，902中展示了 已决定的拉力方案，专为传统脊柱减压系统设计，其中的拉力值在X轴和Y轴上以公斤表 示，根据方案中的参数将拉力做用到患者脊柱上，已决定的拉力方案可根据患者身体重量， 患者病史，患者对于治疗的接受程度或者其他因素进行计算。基本的脊柱减压疗法系统采 用无反馈驱动器执行。测力传感器301的反馈用作调整无反馈驱动器4的速度和变化率， 它将增加或减少作用到患者身上的拉力数值。在903中，来自测力传感器301的拉力反馈900将绘制在内，用以证明预期的拉力方案依附于该系统。在903中，预期的拉力方案也将 与测力传感器301拉力反馈严格对应。在904中，已绘制出拉力修正或者调节920。拉力 修正或者调整曲线图920，在中心零点处绘制Y轴，并具有正负拉力极限930.在本例中，拉 力修正或调整曲线图920的拉力修正极限930为正或负2. 25公斤。因为902中预期的拉 力方案900将与第二幅图903中的测力传感器反馈910严格对应，拉力修正或调整曲线图 920在整个治疗过程中停留在零公斤处。系统将坚持这些拉力极限930，从而拉力修正不会含有超过这些极限930的修正， 当测量的测力传感器301反馈910少于或多于预期的拉力方案900，超过拉力修正极限930 时，将不会满足预期的拉力方案900。因此，监测和控制治疗过程的系统控制设备将会停止 治疗。具体实施例2 (脊柱治疗的脊柱延伸方案)如图8所示，方案AOl分别包括第一、第二和第三，三张图纸A02、A03和A04，方案 AOl采用了以距离为基础的脊柱减压方法，方案AOl设定成采用牵引治疗系统。在图A02 中，预计的脊柱延伸方案A20将显示在控制系统1的监测器中，并展示了患者接口设备7在 疗程后预计延伸或收缩的距离，在这种情况下预计脊柱拉伸方案A20以厘米表示并绘制在 左边Y轴AlO上，同时时间绘制在X轴上。仅以举例的方式而言，预计脊柱延伸方案A20从 零点处延伸至10厘米处，它被绘制成连续的平滑函数并不带有脊柱上的突然变化。同样在 图A02中，在脊柱延伸方案A20上，拉力极限AOO在右边Y轴A30上被绘制成以公斤显示。 在本治疗方案中，拉力极限AOO绘制成连续60公斤极限，但是，在疗程后极限AOO可以设定 为改变，并且可以与预计脊柱延伸方案A20的形状有点相匹配。通过本设备，以控制系统1 的方式可以进行和监测第一幅图A02的方案来治疗患者。在经过疗程后，按照实际延伸A60绘制预计延伸A20的图像，在第二幅图A03中， 如上所述，实际延伸A60可以通过编码器405进行测量，它将被传输到控制系统1并标绘， 且与预计的脊柱延伸方案A20相一致。第二幅图A03中右侧Y轴A80表示了实际脊柱延伸， 以厘米表示。在同一幅图像中，可以监测或绘制A70驱动器的功或者拉力，驱动器4的功或 者拉力可以用作调整接口装置7延长或收缩数量的计量标准。在本例中，通过测力传感器 301测量拉力大小，并监测作用到患者脊柱上的拉力不超出拉力极限A40。在本例中，第一 和第二幅图的拉力极限AOO和A40分别位于同一幅平面图中，在第二幅图A03中，拉力极限 A40绘制在左侧Y轴A50上。测量的拉力A70同样绘制在左侧Y轴A50上。在本例中，第二 幅图A03中测量的脊柱延伸A60与预计的脊柱延伸方案A20相一致，它位于第一幅图A02 中，而且测量的拉力A70在治疗过程中的任意一点时都不会超过拉力极限A40。在方案AOl中的第三幅图中，通过整个治疗，将在左边Y轴A90中0厘米处绘出脊 柱延伸修正A95的图像，因为第一幅图A02中预计的脊柱延伸方案A20和第二幅图A03中 测量的脊柱延伸方案A60相一致，测量的拉力A70不会超出拉力极限A40，第三幅图A04包 括脊柱延伸修正极限A90，它位于左边Y轴正负5厘米处。例如通过延长接口装置7，可以将治疗方案程序化，从而修正脊柱延伸，并且在实 际延伸A60超出预计延伸A20处，减少作用到患者上的合成力。例如，治疗方案将设为确保 脊柱按照预计脊柱延伸方案A20得以延伸。又例如，当测量的拉力A70比拉力极限AOO和 A40低一定的百分比时，在这种情况下，治疗方案将预期超过脊柱延伸方案A20。在本方案中，患者可以得到特殊的放松，并且在特殊的治疗时期中相应脊柱减压治疗。治疗方案之后 可以收缩减压牵引施加带220从而进一步延伸脊柱208并且增加有益于患者的减压治疗。 在那种情况下，测量的脊柱延伸A60可以在治疗方案的某一时期内超过预计的脊柱延伸方 案A20。作为选择，如果实际拉力A70超过拉力极限AOO和A40时，可以放松拉力减压牵引 施加带220。因此，临床医生可以实时跟踪患者椎旁肌的相互作用，整个设备使患者按照减 压疗法设计的方案运行。在治疗结束后，此数据可以在患者下一次治疗中保存或绘制和回 顾。医疗机构可以根据以前的治疗记录选择增加预计的脊柱延伸方案A20上限。当治疗方案预计将超出预计脊柱延伸方案A20时，如果患者在一个特殊治疗时期 内，对于脊柱延伸的响应特别明显，目前实用新型中可以为患者提供特殊脊柱减压方法。另 外，患者可以在屏幕上或者在治疗过程中监测和观看绘制在第二幅图A03上的实际延伸对 于拉力极限A40和预计延伸方案A20的图像。当患者发现预计延伸方案A20未实现时，可 以自觉地放松脊柱，达到促进进一步延伸和减压的目的。因此，患者可以与方案互动，从而 提供生物反馈，这样的治疗过程将更加贴合患者。具体实施例3 (展示了调节预定的延伸所在的位置的脊柱延伸方案)如图9所示，方案BOl分别包括第一幅图B02、第二幅图B03和第三幅图B04，方案 BOl采用了以距离为基础的脊柱延伸方法，治疗方案BOl可以设定为采用牵引治疗方案，在 本例中，预计的脊柱延伸方案B20和拉力极限B40绘制在了第一幅图B02上，拉力极限B40 设置成50公斤。在第二幅图B03中，测量的拉力B70增加并开始超过预设的拉力极限B60。 此数据可以解释为患者椎旁肌因为以下包含的原因(但不仅限于下述原因)正在对脊柱延 伸进行抵抗，心理上的原因(幽闭恐怖症，恐慌等)，反射性的原因(迅速的改变，不属实或 者不正确的患者定位)，或者生理上的原因(由于治疗中的过多用力造成的肌肉紧张)。在 之前会话中运用同种精确的预计脊柱延伸方案很有可能不会造成超出拉力极限B60的结 果，因为患者的情况处于一种连续不稳定的状况下。以距离为基础的脊柱延伸方法和不同 类型的拉力产生驱动器反馈和控制可以使特定的患者治疗成为可能。在本例中，因为测量的拉力B70超过了预先设定的拉力极限B60，控制系统2指示 驱动器4使接口装置7延伸特定或者非特定的距离。当接口装置7延伸时，测量的拉力B70 将与预先设定的拉力极限B60相对比，直到测量的拉力B70位于拉力极限B60以下时，循环 将继续进行。在第三幅图B04中，在第二幅图B03中测量的拉力B70超过预设的拉力极限 B60时，图B04展示了脊柱延伸修正B20，或者接口装置7的延伸，它大概在0. 5到1厘米。 同时，第二幅图B03中测量的脊柱延伸B10，由编码器405提供，表示出稍微下降。一旦预先 决定的拉力极限B60将测量的拉力控制在范围内，治疗方案就会计算出安全，更慢速率的 脊柱延伸B20，它可以使患者脊柱延伸更符合第一幅图B02中预计脊柱延伸。通过此方法， 患者脊柱保持椎旁肌连续处于或围绕在它们的反射性收缩点周围。因为记录在椎旁肌反射 性肌肉收缩上的信号较少，患者在心理上也会较少感觉到脊柱拉伸。通过治疗，脊柱被延伸 到了它的最大值，所以椎旁肌收缩和相应的心理椎旁肌收缩都会减少，这种方法在脊柱减 压疗效和患者安全性上都有改进。具体实施例4 (针对脊柱治疗的拉力方案《驱动器功的形式》)如图10所示，脊柱拉力方案DOl分别包括第一幅图D02、第二幅图D03和第三幅 图D04，方案DOl采用了一个以拉力为基础的脊柱减压方法，方案DOl设定成采用牵引力治疗系统。在第一幅图D02中，针对脊柱减压的预计脊柱拉力方案D20将显示在控制系统1 的显示器中，并展示了在一个疗程过后，患者接口装置7预计将作用到患者身上的拉力。例 如，预计的脊柱拉力方案D20以公斤显示且绘制在左侧Y轴DlO上，时间绘制在X轴上，预 计脊柱拉力方案D20从零点处延伸大约120公斤，并且绘制成不伴有拉力突然改变的连续 平滑函数，在同一个顶部图像D02中，在脊柱拉力方案D20之上，在右侧Y轴上绘制了采用 相对尺寸的驱动器的功或者能量极限D00。例如，驱动器4是一个做功的电动机，在治疗方 案DOl中，电动机的功或者能量极限DOO被绘制为一个连续的极限，但是，在疗程结束以后， 极限DOO可以设定成改变，而且可以与预计脊柱拉力方案D20的形状有一些匹配。可以在 患者身上以控制系统1的方式通过本设备监测和实施第一幅图吧D02的方案。在疗程结束以后，如第二幅图D03中所示，预期的拉力D20可以按照实际拉力D60 绘图，在第二幅图像D03中，在右侧Y轴D80上测量电动机的能量或者功的极限D40，在左 边Y轴D50上测量拉力值，实际应用的拉力D60绘制在第二幅图D03中，实际的拉力值D60 将被传输并绘制到控制系统1，它与第一幅图D02中预计脊柱拉力方案D20非常接近。如 上所述可通过测力传感器301测量实际拉力值，发动机的能量或者功的极限D40绘制在了 第二幅图D03上，它与第一幅图D02中的发动机的能量或者功的极限DOO—致。如上所述， 实际应用的发动机能量或者功D70可以通过编码器405和(或)驱动控制装置5测量、计 算，并绘制在第二幅图D03中。举例说明，在第二幅图D03中，应用的发动机的功D70在治 疗过程中的任意点都不会超出发动机功的极限D40，为确保实际应用的发动机的能量或功 D70不超过发动机能量或功的极限D40，将对实际发动机的能量或功进行监测。因此，第二 幅图D03可以作为根据实际驱动器的能量或功D70是否超过功的极限D40来调整安全带延 伸或者收缩数量的附加标准。在治疗方案DOl的第三幅图D04中，由于第一幅图D02中预计的脊柱拉力方案D20 和第二幅图D03中测量的脊柱拉力D60非常接近，而且测量的发动机的能量或者功D70未 超过发动机能量或功的极限D40，因此在整个治疗过程中，脊柱拉力修正D90的图像绘制在 了左边Y轴D95中的零公斤处。第三幅图D04包括脊柱拉力修正极限D90，它在左部Y轴的 正负2-3公斤处。治疗程序可以被编辑成通过延伸接口装置7修正脊柱拉力，从而在实际脊柱拉力 D60超过预计脊柱拉力D20的位置，减少传送到患者上的合力。在上例中，治疗程序需要确 保作用的拉力与预计的脊柱拉力方案D20相一致。又如，当测量的发动机的能量或功D70 比发动机的能量或功的极限D40和DOO低一定的百分比时，治疗程序可以超过脊柱拉力方 案D20，在本方案中，患者可以特别放松并在特殊的治疗时期中响应脊柱减压治疗，治疗程 序之后可以收缩接口装置7，进一步延长脊柱208且使患者更多地受益于减压治疗，测量的 脊柱拉力D60可以在治疗方案的某个时期内超过预计的脊柱拉力方案D20。作为选择，如果 超过了发动机的能量或者功的极限DOO和D40，就可以释放220。因此，治疗医生可以实时 跟踪患者椎旁肌相互作用，本设备可以作为患者特定的减压系统。在治疗过后，可以保存或 者绘制此数据的图像，并在下次治疗时期中回顾数据。医疗机构可以根据过去治疗记录选 择增加预计脊柱压力方案D20的上限。如果治疗程序准备要超过预计脊柱拉力方案D20，在患者对于脊柱拉力具有特殊 反应的特殊治疗时期里，目前的实用新型将提供患者特定的脊柱减压治疗。另外，在治疗过程中患者可以在控制系统1的屏幕或者显示器上查看治疗方案DOl中的图D02，D03和D04， 而且观看实际拉力D60按照驱动器的功或能量极限D40和预计拉力方案D20绘图。如果患 者观察到预计的拉力方案1220没有实现时，患者可以自觉放松脊柱肌肉从而进一步促进 拉力和减压。因此，患者可以与方案相互作用提供生物反馈，这样治疗就会变得更加个性 化。具体实施例4 (脊柱治疗的拉力方案)如图11所示，脊柱治疗的拉力方案额EOl包括第一幅图E02和第二幅图E03。方 案EOl为脊柱减压采用以拉力为基础方法并提供治疗会话分析。在第一幅图E02中，预计 的脊柱拉力方案E20展示在了控制系统1的显示器上，并在疗程过后展示患者接口装置7 预计作用到患者身上的拉力E20.例如，预计的脊柱拉力方案E20以公斤表示并绘制在左边Y轴ElO上，与此同时时 间绘制在了 X轴上，预计的脊柱拉力方案E20从零点处延伸大约120公斤处，并且它被绘制 成不含有拉力突然改变的连续平滑函数，可以通过设备以控制系统1的方式，在患者身上 实施和监测第一幅图E02中的方案。在第二幅图E03中，可以按照治疗过程中作用的实际拉力E70绘制预计的拉力E60 的图像。第二幅图E03中预计的拉力E60 —般与第一幅图E20中预计拉力E20相同。举例， 方案EOl采用的标题为E90的治疗会话为“治疗5号”，在第二幅图E03中，可通过测量传 感器301测量实际拉力E70，它将传输，绘制到控制系统1中，并且与预计脊柱拉力方案E60 相一致，第二幅图E03中左边Y轴E50测量实际拉力E70的大小，如上所述，第二幅图E03 的图像基于用来测量拉力产生驱动器的功或能量的算法，正如伺服发动机，驱动控制装置5 和测量的实际拉力的情况，分别在第二幅图中第一和第二拉力顶点E65和E75上，实际拉力 E70要少于预计拉力E60，所以治疗中在这些点上，预计拉力E60并未达到。因此，在治疗过 程中，发动机的功或者能量接近于或者超过发动机的功或者能量的极限，而且发动机并不 旨在产生拉力，而产生拉力需要发动机的功或者能量超过发动机的功或者能量限制。在第 三个拉力顶点E80中，实际拉力E70超过了预计拉力E60，表明发动机的功或者能量完全低 于预设的发动机的功或者能量限制，并根据预计拉力方案E60，允许计算机通过算法增长拉 力级别和增加减压力。治疗中的数据经编辑显示在方案图EOl的底部的数据显示E90、E94和E96中，为 方便患者和医生查看，它将展示在控制系统1的屏幕上，例如，治疗会话的标题，治疗会话 的数据，患者的名字，医生的名字，和治疗中作用到脊柱的部位，比如颈椎部位。患者数据显 示E96指明了百分比，例如80%，它来自绘制在第二幅图E03的数据。此数据被当作是预计 拉力E60图像下的标准化区域除以实际或测量拉力方案E70下的区域，在本例中，除得的数 字为0. 80或者80%。患者数据显示E94展示了根据治疗会话数字1到4计算出的相似的 百分比。因此，通过每次成功的治疗，将显示出患者逐渐完成实际拉力绘图E70，与预计拉力 绘图E60更加一致。如方案EOl中所示，在治疗#5中，患者达到治疗合格率为80%。医生可以将数据展示E94和E96中的百分比加以解释，也就是说患者可以在心理 上或者身体上适应治疗，因此增加治疗疗效。当患者特别能接受疗法时，将很有可能达到超 出100%比率的疗效。以算法为手段的方法可以用来监测和控制拉力，如本实用新型中所述同样可以用来监测附加的测量指标，例如发动机的能量，如前所述。因此，操作人员可以利用设备判断 在特殊时间内的特殊治疗过程中最适合患者的拉力级别，从而增加治疗的安全性，是患者 受益。在治疗中的一天中，患者可以跟随医生的指示，增加适应性和治愈的可能，并且可以 从预计拉力方案中获得减压治疗的疗效。相反，在另外的一天中，不同于接受预计拉力方 案，患者可能已经举起一个特殊重量的物体。不管怎样，在治疗过程中通过多个变量监测 的方法，可以包括但并不限于发动机的能量或功，拉力和脊柱延伸，允许实时监测特殊的治 疗，不另外在程序初始时间内供医生使用。后分析数据的方法使医生可以为个别患者更加 精确的编辑减压设备的程序。在本例中，在数据显示E94和E96中的逐渐增长的百分比表 明医生应该在下一个治疗过程中增加预计拉力方案E20，简单的百分比同样可以用做叙述 患者相关的成功，鼓励患者朝着复原目标前进。另外，有很多涉及驱动器4的功对于椎旁肌反应的有利条件。椎旁肌的反应是一 个保证脊柱不因为不自然的运动(例如过分或者过快的拉力)造成损伤的保障，目前实用 新型中的患者特殊减压治疗系统可以使治疗学者在治疗中或者贯穿整个患者治疗的历史 中，跟踪椎旁肌的反应。例如，当时机延伸或者拉力不分别与预计延伸或者拉力相一致时， 系统可以允许治疗学者在治疗中绘制椎旁肌反射性收缩的图形。医生之后可以将脊柱延伸 或者拉力稍微后退，这样就可以减少收缩，使医生可以继续进行减压治疗。就像目前实用新 型中的具体化形式所能够提供的方法那样，通过连续跟踪椎旁肌的活动，就可以减少反射 性的和心理上的椎旁肌收缩。同样，通过追踪椎旁肌活动和脊柱延伸，测量功的大小，或者 运用的拉力，都可以有助于进行成功的治疗。另外，不管是以牵引力为基础的疗法还是脊柱减压系统都可以通过测量作用到患 者身上的拉力方案所需要的实际的功(或者其他相关参数)来实现超过传统的限制的进 步，通过这种方法，符合治疗的患者可以在不同治疗会话之间相比较(为完成同一个拉力 方案所需要的功越多则表明患者更适合特殊治疗)，如果在治疗中可以为患者实时提供此 测量指标，那么患者就可以在压力状态下观察到指标并自觉放松。另外，可以提供并记录脊 柱延伸数据并作为额外的分析使用。将预计脊柱延伸和(或)拉力方案衡量指标分别与实 际延伸和(或)拉力方案指标相比对，就可以在多次疗程结束后显示出用实际患者符合治 疗相当于预计患者适合治疗的百分比。如图12所示，本实用新型所述的治疗机的治疗流程为采用以距离为基础的脊柱拉伸方法，实施患者特殊脊柱减压疗法的算法，在本方 案中，用户为当前患者COO输入治疗方案数据，此数据包括患者体重、治疗时间、拉力上限、 拉力产生驱动器的功、脊柱延伸修正极限、其他因素等。用户可以根据之前的治疗记录决定治疗数值，在此情况下，用户从之前治疗中选 用一些数据，这些数据证明了对于脊柱拉伸ClO的非椎旁肌抵抗力，此数据可以减少或免 去用户花上几分钟来粗略估算对于脊柱拉伸的非椎旁肌抵抗力。控制系统1计算预先决定的脊柱延伸方案C20并将本信息传输到驱动控制装置5 和(或)驱动器4中，控制系统1可以计算总治疗时间C30，此治疗时间可供医疗机构和患
者使用。一旦计算出预先决定的脊柱延伸方案并且所有的变量已经设定好时，治疗就可以 开始了 C35.通过预先决定的脊柱延伸方案C40中对于第一个“点”的特殊距离，驱动器4会得到指示使患者接口装置7延伸或收缩。一旦移去接口装置7，程序测量限制性的变量或者多个变量，在这种情况下，拉力 通过拉力传感器301配置C50测量。此度量标准在治疗时期C60内与预设的拉力极限想比 对，如果测量的拉力极限没有超出，程序决定治疗是否完成或者疗法是否继续C95。如果治 疗未完成，程序继续将接口装置7延伸或收缩一段特殊的距离至下一个位于预先决定的脊 柱延伸方案C40中“点”，如果测量的拉力极限C50在治疗时期C60中超出了预设的拉力极 限，那么程序继续通过平滑的方式C70将拉力安全带延伸一段特殊的距离。在延伸增加之 后，再次测量拉力C80。如果再次测量的拉力仍然在预设的拉力极限C85之上，那么需要重 复接口装置7延伸平滑增长C70。但是如果测量的拉力少于预设的拉力极限C85，程序继续计算有关脊柱延伸的平 滑和稳定增长，这将会使病人回到预计的脊柱延伸方案C90。之后程序将注意力集中到判 断治疗时期C95是否完成。如果治疗时期未完成，程序将腰带延伸或收缩一段特殊的距离 C40至下一个预定的脊柱延伸方案中的“点”，如果程序判断治疗时期已经结束，程序将终止 C98。相比传统根本不监测或检查驱动器4的速度和变化率而言(例如牵引)，脊柱延伸 是一个更适合用来判断减压治疗进展的度量标准。可以记录和调出目前实用新型不同表现 形式的脊柱延伸方案，并且可以精确展示患者在之前治疗会话中，完成了哪些种类的脊柱 延伸。采用来自传统拉力监视系统的记录，治疗医生只能判断作用到患者身体上的拉力数 量。通过目前实用新型的延伸记录，治疗医生可以判断减压治疗疗程过程中患者的进展情 况。例如，来自第一个治疗过程中的记录可以展示由于椎旁肌抵抗患者脊柱不能够达到预 计延伸的次数，在随后治疗过程中的记录可以显示患者脊柱椎旁肌抵抗的减少和最终患者 脊柱达到或超过预计延伸的情况。另外，患者的进展可以采用预计延伸百分比的方式加以记录。例如，测量的实际延 伸对于预计延伸的百分比在成功治疗的基础上可以用百分比的方式增长。第一次治疗可能 造成一个实际延伸的图像只占据预计延伸图像的85%，成功的治疗可以带来实际延伸相对 于预计延伸的百分比稳步增长，随后的治疗可以增加到90%，95%，200%或者成功的治疗 可以使实际延伸超出预计延伸，例如105%。通过以预计治疗一定百分比的方式追踪患者进 展，目前实用新型中患者特定的减压治疗系统可以为治疗医生提供一个判断减压治疗成功 与否的衡量标准。例如，在运用到脊柱上的拉力可以测量并可以作为另一个函数标准(例 如延伸或功)记录的地方，脊柱延伸和其他度量标准并不限于使用减压治疗，还可以用来 测量传统牵引治疗的进展或者任何数量的其他方法。在本文所描述的设备中，不管是以牵引为基础还是以减压为基础模式，记录的参 数都会以这样一种方式为患者展示出来，从而提供生物反馈和增加患者的疗效。通过记 录的参数，技术人员可以更加精确地追踪患者进展并使脊柱治疗更加适合于患者的特殊需 求。在治疗过程中系统可以适应患者同样患者也更容易接受治疗，于是就可以达到个性化 治疗的目的。通过使用这些度量标准(例如，脊柱延伸标记，距离，电压，能量)以及它们的 衍生标准，就可以创建一个特殊的数值或者一组数值，这些数值可以作为判断患者通过预 计治疗方案能否取得治疗成功的标准。当根据某些具体化的表现形式对实用新型进行描述时，众所周知，在不远离本实用新型的范围的基础上，可通过那些技术熟练的人对系统做出各种各样的修改以及对系统 进行等效替代，此外，在不远离本实用新型范围的基础上，可以对系统进行修改使特殊的情 况或者物质适应本实用新型的教学案例。因此，我们的意图是本实用新型并不限于揭露的 特定的表现形式，本实用新型将包含所有落入到附件要求范围内的具体表现形式。
权利要求一种多功能脊柱减压治疗机，包括控制系统、机床、反馈系统、驱动器和驱动控制装置，所述机床一侧的机塔底部设有驱动器，驱动器一侧设置驱动控制装置，所述机塔上部靠近机床的一侧设有接口定位装置，所述驱动器、反馈系统和接口定位装置通过缠绕其上的接口装置连接，所述接口装置一端卡固在驱动器上，所述机塔上还设置控制系统，其特征在于所述驱动器上侧设有反馈系统；所述控制系统分别连接反馈系统、驱动器和驱动控制装置，控制系统可接受反馈系统测量的信息，同时将测量信息进行处理后向驱动控制装置和驱动器发出调节指令。
2.根据权利要求1所述的多功能脊柱减压治疗机，其特征在于所述机床由基架、基 座、床垫基底、上床垫和下床垫组成，所述基架上固定基座，基座上端设有床垫基底，床垫基 底上侧相对设有上床垫和下床垫，上床垫与下床垫结合处与患者腰椎部位相对。
3.根据权利要求1所述的多功能脊柱减压治疗机，其特征在于所述反馈系统的主要 包括测力传感器、外壳、测力滑轴、入口滚轴和出口滚轴，所述外壳一端相对设有入口滚轴 和出口滚轴，外壳另一端设置测力传感器，所述测力传感器上连接测力滑轴，测力滑轴与入 口滚轴和出口滚轴相对设置。
4.根据权利要求1所述的多功能脊柱减压治疗机，其特征在于所述驱动器主要由电 机、电机轴、挂槽、传感器、编码器、端口和端口构成，电机上分别设有编码器和两个端口，所 述两个端口分别连接到驱动控制系统和、或驱动控制装置，所述电机的电机轴上设有传感 器，电机轴末端设有挂槽，挂槽上固定接口装置。
5.根据权利要求4所述的多功能脊柱减压治疗机，其特征在于所述电机的能量通过 端口传递到控制系统和、或驱动控制装置，电机及编码器通过端口向电机轴传输运转信息。
6.根据权利要求4所述的多功能脊柱减压治疗机，其特征在于所述的编码器为带有 集成结构。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能脊柱减压治疗机，包括控制系统、机床、反馈系统、驱动器和驱动控制装置，所述机床一侧设有机塔，机塔底部设有驱动器，驱动器一侧设置驱动控制装置，驱动器上侧设有反馈系统，所述机塔上部靠近机床的一侧设有接口定位装置，所述驱动器、反馈系统和接口定位装置通过缠绕其上的接口装置连接，所述接口装置一端卡固在驱动器上，接口装置另一端固定皮带；所述机塔上还设置控制系统，所述控制系统分别连接反馈系统、驱动器和驱动控制装置，控制系统可接受反馈系统测量的信息，同时将测量信息进行处理后向驱动控制装置和驱动器发出调节指令。
文档编号A61H1/02GK201719424SQ20102016818
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者任嵩 申请人:任嵩