专利名称：用于治疗性处理损坏的组织、骨折、骨质减少或骨质疏松症的装置和方法
技术领域：
本发明通常涉及刺激组织生长和康复的领域，并且尤其涉及用于治疗损坏的组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症或其它组织状态的装置和方法。
背景技术：
当人体内的组织譬如结缔组织、韧带、骨头等损坏时，都需要时间康复。一些组织，譬如人体骨折，需要相对长的时间康复。典型地，断裂的骨头必需固定，然后，骨头在模子(cast)、夹板或相似类型的设备内固定。这种类型的治疗容许开始自然的康复过程。然而，对于人体骨折的康复过程也许要几周的时间并且根据骨折的位置、病人的年龄、病人总的综合健康和由病人决定的其他因素而改变。根据断裂的位置，骨折的区域或者甚至病人也许必须固定不动以促进骨折的完全康复。病人和/或断裂的骨头固定不动可能减小了病人能够进行的身体活动的次数，这可能具有其它不利健康的后果。
骨质减少，是骨头质量的减少，能由肌肉活动的减少而引起，其可以出现骨折、卧床休息、骨折固定、关节再造、关节炎等等的结果。然而，这个结果可通过重现某些使用骨头上的肌肉的效果减慢、停止并且甚至颠倒。这典型地涉及了机械应力对骨头的影响的一些应用或模拟。
促进骨骼生长在治疗骨折和在医学假肢的成功植入中也是重要的，例如，那些公知的“人造的”臀部、膝盖、脊椎盘、和类似物，这里，为了稳定和固定它，需要促进骨骼向着假肢的表面生长。
多种不同的技术已经被开发，来减少骨质的丢失。例如，已经建议通过应用电压或电流信号来治疗骨折(例如，美国专利号4,105,017；4,266,532；4,266,533或4,315,503)。也已经有人建议，运用磁场来刺激骨折的康复(例如，美国专利号3,890,935)。应用超声波促进组织生长也已经被公开(例如，关国专利号4,530,360)。
而在骨头上施加或模拟机械负载以促进骨头生长的许多建议的技术涉及使用低频、高幅度的负载到骨骼，已经发现这是不必要的，并且，也可能对骨头的保养有害。例如，有时被建议获取一个需要的高峰值应变的高冲击负载，能够导致骨折，使得治疗的目的失败。
在现有技术中，这也是已知的低能级、高频率应力能够被应用到骨头的治疗，并且，这将有利于促进骨头的生长。用于获得这种类型应力的一种技术已经被揭示，例如在美国专利号5,103,806；5,191,880；5,273,028；5,376,065；5,997,490；和5,234,975，其每一个专利的全部内容在这里被一起引用。在这种技术中，病人由能够垂直振动的平台支撑，以致于平台的振动与由病人的体重引起的加速度一起，提供在足够防止或减少骨质丢失并增强新骨形成的频率范围内的应力水平。平台振动的正负峰间值的垂直移动可以小到2mm。
然而，这些系统和相关的方法经常依赖于支撑平台的多个弹簧的安置，把病人精确定位在平台上变得非常重要的。然而，即使自然站立的恰当定位的病人，也将会在平台上的一些部分施加比另外一些部分大的力，结果病人的真正垂直运动变得很困难或者不可能。
这里，现有技术仍然需要高稳定并且，对在平台上的病人的定位相对不敏感，同时提供足够促进损坏组织、骨组织的康复和/或生长，减少或防止骨质减少或骨质疏松症，或者其它组织病症的小的移动、高频率机械负载到骨组织的振动平台装置。
此外，这里仍然需要用于治疗损坏组织、骨折、骨质疏松症，或者其它组织的病症的装置和方法。
发明内容
这里描述的本发明满足上述的需求。尤其是，按照本发明的不同的实施例的装置和方法是用于治疗性处理损坏组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症的。因此，按照本发明的不同的实施例的装置和方法能够是一种振动平台装置，这种装置是高稳定的，并且，对在平台上的病人的定位相对不敏感，而提供小的移动、高频率机械负载到骨头、肌肉，组织等等，足够促进骨组织的康复和/或生长，或者减少、倒转、或防止骨质减少或骨质疏松症、或其它组织的病症。注意按照本发明的平台能够被称为“振动平台”或者“机械应力平台”按照本发明的不同实施例的装置和方法的一个方面，集中在用于治疗性处理骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症的平台上。平台支撑一个身体。平台包括一个上板；一个下板；一个由下板支撑的驱动杆；一个与驱动杆接触的弹簧；和一个与上板接触的分配杆臂。按照第一预定频率，驱动杆被推动。又，按照第二预定频率，减震部件在驱动杆上建立一个振动力。振动力的一部分传输到分配杆臂。然后，来自分配杆臂的振动力的一部分传输到平台，使得在平台上的身体接受振动。
用于治疗性处理具有质量的身体中的组织的特定方法包括用平台支撑身体。该方法包括按照第一频率推动平台并且然后振动平台，建立一个振动力，振动力具有与身体的质量的谐振频率结合的第二频率。最后，该方法包括分配振动力到在平台上的身体的质量。
用于治疗性处理身体中的组织的另一个特定的方法包括支撑具有质量的身体在平台上。平台包括一个上板；一个下板；一个由下板支撑的驱动杆；一个与驱动杆接触的减震部件；和一个与上板接触的分配杆臂。该方法也包括按照第一预定频率，推动驱动杆；振动减震部件，建立一个具有第二预定频率的振动力；从减震部件传输振动力的一部分到分配杆臂；并且，分配来自分配杆臂的振动力的一部分到平台，使得在平台上的身体接受振动。
提供一种用于治疗性处理身体中的组织的装置；该装置包括一个配置成支撑身体的平台，平台包括一个上板；和一个下板；一个由下板支撑的驱动杆；一个推动器，推动器配置成按照第一预定频率推动与上板和下板相关的驱动杆；
一个减震部件，减震部件配置成按照第二预定频率建立一个振动力；和一个分配杆臂，分配杆臂配置成接受来自弹簧的振动力，并且传输振动力的一部分到上板。
按照本发明的不同实施例的不同装置和方法的目的、特征和优点包括1.能够治疗在身体中的损坏组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症；2.能够治疗在身体中的损坏组织，减少或防止骨质减少或骨质疏松症；3.能够以一个频率治疗在身体中的损坏组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症，有效地促进组织或骨头的康复、生长、和/或再生；和；4.提供一种适合于治疗在身体中的损坏组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症的装置。
按照本发明的装置和方法的不同的方面和实施例的其它的目的、特征和优点，由本文献的其它部分，将会变得更加清楚。
图1是通过上板看到的并表示平台的内部机构的按照本发明的不同的实施例中的振动平台的俯视图。
图2是沿着在图1中的线1-1的侧面的截面图，并且，为表示振动推动器到驱动杆的连接的零部件而切去一部分。
图3是在图1中所示的振动平台的分解视图，并且，为表示平台的内部机构而切去一部分。
图4是通过上板看到的并表示平台的内部机构的按照本发明的不同的实施例的另一个振动平台的俯视图。
图5是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示向上位置的振动平台。
图6是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示中间位置的振动平台。
图7是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示向下位置的振动平台。
图8是沿着在图4中的B-B线的侧截面图。
图9是沿着在图4中的A-A线的侧截面图。
图10是沿着在图4中的C-C线的后截面图，表示该振动平台。
图11是按照本发明的不同的实施例的另一个振动平台的侧截面视图，表示平台的内部机构。
图12是按照本发明的不同的实施例的又一个振动平台的侧截面视图，表示平台的内部机构。
具体实施例方式
按照本发明的不同的实施例的装置和方法是用于治疗损坏组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症，或者其它组织的病症的。因此，按照本发明的不同的实施例的装置和方法提供一种振动平台装置，这种装置是高稳定的，并且，对在平台上的病人的定位相对敏感，而提供小的移动、高频率机械负载到骨头组织，足够促进损坏组织、骨组织的康复和/或生长，或者减少、倒转、或防止骨质减少和骨质疏松症、和其它组织的病症。
图1到3说明按照本发明的不同的实施例的一种振动平台。图1表示平台100的俯视图，平台100被放置在外壳102里。平台100也能够被称为振动平台或机械应力平台。外壳102包括上板104(最好参见图2和3)、下板106、和侧壁108。注意上板104通常为矩形或正方形，否则，能够是用于支撑一个身体在上板104的顶上的垂直位置中的或者相对于平台100的其它位置中的几何配置。其它配置或结构也能够被用于支撑一个身体在上述的或者相对于平台的其它的垂直位置中。图1表示透过上板104的平台100，使得内部机构能够被说明。振动推动器110通过振动器安装板112安装到下板106，并且，通过一个或多个连接器116连接到驱动杆114。
振动推动器110使得驱动杆114绕着在驱动杆安装块120上的驱动杆枢轴点118转动一个固定的距离。振动推动器110按照第一预定频率推动驱动杆。绕着在驱动杆枢轴点118的驱动杆114的运动被减震部件例如弹簧122减震，最好参见图2和3。减震部件或弹簧122按照第二预定频率建立一个振动力。弹簧122的一端被连接到通过安装块126支撑的弹簧安装柱124，而弹簧122的另一端被连接到分配杆支撑平台128。通过连接板130，分配杆支撑平台128被连接到驱动杆114。分配杆支撑平台128支撑主分配杆132，其围绕主分配杆枢轴点134转动，其可以通过靠在从下板106伸出的支撑138中的凹口136的端部上的主分配杆132的表面形成。副分配杆140通过连接(linkage)142被连接到主分配杆132，其可以是简单的相互啮合的狭槽。副分配杆132以类似于上述的用于主分配杆132的方式绕着枢轴点144转动。
用多个接触点146支撑上板104，其能够可调整地被固定到上板104的下边，并且，其接触主分配杆132、副分配杆140、或为此的一些结合的上表面。
在操作时，病人(图中未示出)位于或站立于上板104上，进而，其由主分配杆132和副分配杆140支撑。当该装置操作时，振动推动器110以往复运动上下移动，使得驱动杆114按照第一预定频率围绕它的枢轴点118振动。在驱动杆114和分配杆支撑平台128之间的刚性连接，使得这一振动被弹簧132建立或施加的力减震，其能够按需要以第二预定频率被驱动，在一些实施例中，第二预定频率为它的谐振频率和/或谐振频率的谐波或分谐波。振动的移动从分配杆支撑平台128被传输到主分配杆132，并因此传输到副分配杆140。一个或多个主分配杆132和/或副分配杆140，靠接触点146，分配通过振动给予的运动到自由浮动的上板104。然后，振动运动被传输到由上板支撑的病人，因此，给予高频、小的移动的机械负载到病人的组织，例如，通过平台100支撑的骨结构。
在这一特定的实施例中，振动推动器110能够是配置成产生振动的压电或电磁变换器。其他常规类型的变换器可以适合于在本发明中使用。例如，如果想要小的移动范围，例如近似于0.002英寸(0.05mm)或者更小，那么，压电变换器、具有凸轮的马达、或者水力驱动的气缸能够被应用。另外，如果想要相对较大的移动范围，那么，电磁变换器能够被应用。合适的电磁变换器，例如，可以从BEI MotionSystemsCompany，Kimchee Magnetic Division of San Marcos，California获得合适的电磁变换器，例如，圆柱形配置的移动线圈高性能线性推动器。这样的电磁变换器可以传送一个线性力，没有磁滞现象，以10-100Hz的范围线圈励磁，并以与0.8英寸(2mm)那样小或更小范围，实现短行程动作。
因此，弹簧122能够是配置成以预定频率或者谐振频率谐振的常规类型的弹簧。弹簧的谐振频率能够由下面的等式确定谐振频率(Hz)＝[弹簧常数(k)/质量(lbs)]1/2。例如，如果振动平台被设计成对人进行治疗，那么，弹簧122能够被制成以近似于30-36Hz的频率谐振。如果振动平台被设计成对动物进行治疗，那么，弹簧122能够被制成以高于120Hz的频率谐振。在所述的实施例中，配置成以近似于30-36Hz的频率振动的振动平台，使用具有每英寸近似于9磅(lbs.)的弹簧常数(k)的压缩弹簧。在振动平台的其它配置中，通过一个或多个弹簧，或者通过设计成建立或另外的减震一个振动力到所需要的范围或频率的其他设备或机构，能够生成类似范围和频率的振动。
图2是沿着在图1中的线1-1的侧面的截面图，并且，为表示振动推动器110到驱动杆114的连接的零部件而切去一部分。驱动杆114包括一个用于接受连接器116的长狭槽148(如在图1和3中所示)。长狭槽148允许振动推动器110沿着驱动杆114的长度部分选择性地定位。连接器116能够用手调整到相对于驱动杆114的振动推动器的位置，并且，然后，当沿着长狭槽148的长度选择振动推动器110的所需位置时，再次进行调整。通过调整振动推动器110的位置，驱动杆114的垂直移动或移动能够被调整。例如，如果振动推动器110被定位于朝着驱动杆枢轴点118，那么，在接近弹簧122的相对一端处的驱动杆114的垂直移动或移动，将相对地大于在振动推动器110被定位于朝着弹簧时。相反，当振动推动器110被定位于朝着弹簧122时，那么，在接近弹簧122的相对一端处的驱动杆114的垂直移动或移动，将相对地小于在振动推动器110被定位于朝着驱动杆枢轴点118时。
图3是在图1中所示的振动平台100的分解视图，并且，为表示平台100的内部机构而切去一部分。在这一实施例以及其它实施例中，本发明被容纳在外壳102中。外壳102能够由为了这里描述的目的而具有足够强度的任何材料制成，例如，能够承受在上板上的病人重量的任何材料。例如，合适的材料能够是金属，例如钢、铝、铁等；塑料，例如，聚碳酸酯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、聚烯烃等；或者合成物；或者任何这些材料的组合。
又，在这一实施例中所示的是一系列的机械加工通过平台100的上板104的孔150。孔150被安排成平行于主分配杆132和副分配杆140中的每一个。这些孔150(也如在图1中所示)提供用于接触点146的连接或附接的不同的点，因此，改变这些接触点接触分配杆132、140时的点，并因此的驱动杆臂的安装。以及为了振动而在驱动上板104中使用的机械利益。
图4-10说明按照本发明的不同的实施例的另一个振动平台。图4是平台400的俯视图，平台400被放置在外壳402中。平台400也能够被称为“振动平台”或“机械应力平台”。外壳402包括上板404(最好参见图5-9)、下板406、和侧壁408。注意上板404通常为矩形或正方形，否则，能够是用于支撑一个身体在上板404的顶上的垂直位置中的或者相对于平台的其它位置中的几何配置。其它配置或结构也能够被用于支撑一个身体在上述的或者相对于平台的其它的垂直位置中。图4表示透过上板404的平台400，使得内部机构能够被说明。振动推动器410安装到下板406。振动推动器410是电磁型推动器，其由固定线圈412和电枢414组成。振动推动器410被配置，使得当固定线圈412被施加电压时，相对于固定线圈412，电枢414能够被推动。当通过一个或多个连接器418，电枢414连接到驱动杆416时，固定线圈412安装到下板406。
振动推动器410使得驱动杆416绕着在驱动杆安装块422上的驱动杆枢轴点420转动一个固定的距离。振动推动器按照第一预定频率推动驱动杆416。驱动杆安装块安装到下板406。绕着在驱动杆枢轴点420的驱动杆416的运动被减震部件例如弹簧424减震，最好参见图5-8。减震部件或弹簧424，按照第二预定频率例如它的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波，建立一个振动力。弹簧424绕着减震部件安装柱例如弹簧安装柱426安装，弹簧安装柱426在减震部件安装块例如弹簧安装块428和上板404之间延伸。弹簧安装柱426安装到下板406。
接近驱动杆416的一端的孔430，允许弹簧安装柱426从弹簧安装块428，通过驱动杆416，朝上延伸到上板404的底边。弹簧424的一端被连接到弹簧安装块428，而弹簧424的另一端被连接到杆轴承面432，杆轴承面432安装到驱动杆416的底边并围绕通过驱动杆416的孔430。通过安装在孔430里的螺纹连接器434，杆轴承面430被连接到驱动杆416。因此，弹簧424在驱动杆416的底边和弹簧安装块428之间延伸。
交叉杆436用连接器438安装到驱动杆416的底边，并且，在实际上垂直于驱动杆416的长度的方向延伸。在交叉杆436的每一个端部，用连接器442，在每一个侧分配杆440的一端，侧分配杆440安装到交叉杆436。然后，每一个侧分配杆440实际上与交叉杆436的长度的垂直方向延伸，并且实际上平行于平台400的侧壁408。每一个侧分配杆440绕着位于接近侧分配杆440的对着的端部的侧分配杆枢轴点444转动。与侧分配杆枢轴点444邻接并且实际上与侧分配杆臂440垂直延伸的顶杆446，承载从上板404延伸的支撑450中的凹口448的端部。
上板404被多个接触点452支撑，接触点452由在顶杆446的上表面和在支撑450中的凹口448的一部分之间的轴承接触产生。
印刷电路板(PCB)454，通过连接器456安装到下板406。PCB454提供用于操作振动推动器410的控制电路和结合的可执行命令或指令。
在上板404中的进入(access)面板458提供进入平台400的内部机构的维护。
在操作时，病人(图中未示出)位于或站立于上板404上，进而，又顶杆446支撑。当该装置操作时，振动推动器410以往复运动上下移动，使得驱动杆416按照第一预定频率围绕它的枢轴点420振动。在驱动杆416和驱动杆安装块422之间的刚性连接，使得这一振动被弹簧424施加的力减震，其能够按第二预定频率被驱动，在一些实施例中，第二预定频率为它的谐振频率、或者谐振频率的谐波或分谐波。减震振动的移动，从驱动杆416到交叉杆436，被传输到侧分配杆臂440。一个或多个侧分配杆臂440，依靠顶杆446和接触点452，分配通过振动给予的运动到自由浮动的上板404。然后，振动的移动被传输到由上板404支撑的病人，因此，给予高频、小的移动的机械负载到病人的组织，例如，通过平台400支撑的病人的骨结构。
高频的、小的移动的机械负载被施加到通过平台支撑的病人的骨结构是必需的。为了获得这一负载，在一些实施例中，在减震部件或弹簧424与驱动杆枢轴点420之间的水平中心线距离是近似于12英寸(304.8mm)；并且，在振动推动器410与驱动杆枢轴点420之间的水平中心线距离是近似于3英寸(76.2mm)。从减震部件或弹簧424到驱动杆枢轴点420，以及从振动推动器410到驱动杆枢轴点420的距离的比率可以是约4比1，并且也被称为驱动比率。因此，在这一实施例中，在接近驱动杆枢轴点420的侧分配杆枢轴点444和接近减震部件或弹簧424的侧分配杆枢轴点444之间的水平中心线距离应该是大约12英寸(304.8mm)；并且，在每一个侧分配杆枢轴点444和各个顶杆之间的水平中心线距离可以是近似于3/4英寸(19mm)。在一些实施例中，从接近驱动杆枢轴点420的侧分配杆枢轴点444到接近弹簧424的侧分配杆枢轴点444，以及从每一个侧分配杆枢轴点444到各个顶杆的距离的比率可以是约16比1，并且也被称为升高比率。在说明和描述的配置中，振动平台400提供特定驱动的比率和升高比率。以按照本发明的不同的实施例的变化结果，其它结合的驱动比率和升高比率可以被使用。
此外，在这一特定实施例中，振动推动器410是配置成推动或生成振动的电磁型推动器，例如，组合线圈和电枢或者螺线管。其它类型的推动器可以适用于本发明。在说明和描述的配置中，振动推动器可以被配置成按照近似于30-36Hz推动。
因此，减震部件或弹簧424能够是配置成以预定频率的范围谐振的常规类型的弹簧。例如，如果振动平台被设计成对人进行治疗，那么，减震部件或弹簧能够被制成以近似于30和36Hz之间的频率谐振。如果振动平台被设计成对椎骨动物进行治疗，那么，减震部件或弹簧能够被制成以近似于30Hz和120Hz之间的频率范围谐振。在所述的配置中，减震部件或弹簧是具有每英寸近似于9磅(lbs.)的弹簧常数的压缩弹簧。在振动平台的其它配置中，通过一个或多个减震部件或弹簧，或者通过设计成建立或另外的减震一个振动力到所需要的范围或频率的其他设备或机构，能够生成类似范围和频率的振动。
图5-7说明在操作中的图4的平台400。图5是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示向上位置的振动平台400。图6是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示中间位置的振动平台400。图7是沿着在图4中的A-A线的侧截面图，表示向下位置的振动平台400。在图5-7中，对于放置在上板404上的负载(图中未示出)，在操作时，平台400的内部机构被表示。这些视图说明当不同的负载被放置在上板404时的驱动杆416、侧分配杆臂440、和弹簧424的相对位置。
如在图5-7中所示，当特定的负载被放置在上板404上时，侧分配杆臂440回应在上板404上的各个负载。在所有的例子中，在上板404上，负载建立一个向下的力，其从支撑450被传输到各个顶杆446，并进一步传输到侧分配杆臂440、交叉杆436、并然后到驱动杆416和弹簧424。例如，在图5中，当重量近似于50磅(22.5千克)的负载被放置在上板404时，最接近并邻接于驱动杆枢轴点420的侧分配杆臂440，被向着交叉杆436方向朝下移动，而最接近并邻接于弹簧424的侧分配杆臂440，从交叉杆436朝下移动。从在相对延伸的位置中的具有弹簧424的驱动杆枢轴点420，驱动杆416通常向上移动。
在图6中，当重量近似于140磅(63千克)的负载被放置在上板404上时，最接近并邻接于驱动杆枢轴点420的侧分配杆臂440，被移动到与最接近并邻接于弹簧424的前侧分配杆臂440实际上平行的方向。与图5比较，从在相对压缩位置中的具有弹簧424的驱动杆枢轴点420，驱动杆416通常被水平放置。
最后，在图7中，当近似于300磅(135千克)的相对大的负载被放置在上板404上时，最接近并邻接于驱动杆枢轴点420的侧分配杆臂440，被向着交叉杆436方向朝下移动，而最接近并邻接于弹簧424的侧分配杆臂440，从交叉杆436朝下移动。与图5和6比较，从在相对压缩位置中的具有弹簧424的驱动杆枢轴点420，驱动杆416通常被向下移动。
图8是沿着在图4中的B-B线的平台400的侧截面图。这一视图说明在没有负载时的平台400的位置，以及在没有负载时的上板404、侧分配杆臂440、和交叉杆404的相对位置的详细情况。
图9是沿着在图4中的A-A线的平台400侧截面图。这一视图进一步说明在没有负载时的平台400的位置，以及在没有负载时的驱动杆416、交叉杆436、弹簧424、和振动推动器410的相对位置的详细情况。
图10是沿着在图4中的C-C线的平台400后截面图，表示在没有负载时的平台400的位置，以及驱动杆416、振动推动器410、交叉杆436、侧分配杆臂440、和上板404的相对位置的详细情况。
图11是按照本发明的不同的实施例的另一个振动平台1100。在图11中，振动平台1100的内部机构的横节目视图被表示。这一实施例被表示具有一个外壳1102，外壳1102包括上板1104、下板1106、和侧壁1108。注意上板1104通常为矩形或正方形，否则，能够是用于支撑一个身体在上板1104的顶上的垂直位置中的或者相对于平台的其它位置中的几何配置。其它配置或结构也能够被用于支撑一个身体在上述的或者相对于平台的其它的垂直位置中。振动推动器1110通过振动器安装板1112安装到下板1106，并且，通过一个或多个连接器(图中未示出)连接到驱动杆1114。
振动推动器1110使得驱动杆1114绕着在驱动杆安装块1118上的驱动杆枢轴点1116按照第一预定频率转动一个固定的距离。绕着驱动杆枢轴点1116的驱动杆1114的运动被减震部件例如弹簧1120减震。然后，悬臂弹簧1120按照第二预定频率例如它的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波建立一个振动力。悬臂弹簧的一端安装到弹簧安装块1122，而悬臂弹簧1120的另一端与驱动杆1114或弹簧接触点1124接触。弹簧接触点1124可以是安装到驱动杆1114的下边的延长件，并且，为与悬臂弹簧1120接触而配置。
一个或多个顶杆1126从驱动杆1114的侧面伸出。顶杆1126与安装到上板1104的下边的一个或多个对应的支撑1130中的各个凹口1128啮合。自由浮动的上板1104被一个或多个接触点1132支撑在顶杆1126和支撑1130之间。
悬臂弹簧1120的第二预定频率例如谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波，能够被节点1134调整。节点1134由双组的滚子1136、滚子安装块1138、连接器1140和外突起(knob)1142组成。悬臂弹簧1120安装在双组的滚子1136之间，使得滚子1136能够沿着悬臂弹簧1120的长度定位。双组的滚子1136通过连接器1140安装到滚子安装块1138。通过沿着与悬臂弹簧1120的长度平行的轨道(track)1144滑动的外突起1142，沿着悬臂弹簧1120的长度，能够调整滚子安装块1138的位置。
节点1134的位置能够被手动或自动调整，或者相反，沿着悬臂弹簧1120的长度预先设置。当节点1134沿着悬臂弹簧1120被调整到特定位置时，节点1120起到用于悬臂弹簧1120的固定点或支点(fulcrum)的作用，使得悬臂弹簧1120的谐振长度能够被设置成一个特定的量。注意悬臂弹簧1120的谐振长度依赖于放置在上板1104上的负载的质量和联合驱动杆1114和悬臂弹簧1120的质量。那么，当振动推动器1110被推动时，与驱动杆1114或弹簧接触点1124接触的悬臂弹簧1120的端部能够被谐振。例如，由于放置在上板1104上的固定的质量，当节点1134被位于向着驱动杆1114或弹簧接触点1124时，悬臂弹簧1120的谐振长度变得相对较小。另外，当节点1134被位于向着弹簧安装块1122时，悬臂弹簧1120的谐振长度变得相对较大。
图12是按照本发明的不同的实施例的另一个振动平台1200的侧截面视图，表示平台的内部机构。这一实施例的视图，详细说明具有滑动节点的悬臂弹簧的振动平台1200的内部机构的另一配置。其它配置或结构也能够被用于执行揭示的振动平台的功能。
通常，外壳(图中未示出)覆盖内部机构。外壳包括下板1202或者基座。用于支撑身体或质量的上板(图中未示出)对着下板1202。振动推动器(图中未示出)，例如在前面的实施例中揭示的那些，安装到下板1202，并且，以类似于在图11中所示的方式，接触驱动杆1204。通常，驱动杆1204被位于邻接上板，从驱动杆传输振动移动到上板，并且然后，传输到通过上板支撑或与上板接触的身体。
节点安装块1206和伺服步进马达1208安装到下板1202。节点安装块1206和伺服步进马达1208通过连接器1210相互连接。当调整时，通过在下板1202上机械加工的狭槽1212，节点安装块1206能够相对于下板1202移动。节点安装块1206包括第一滚子1214，第一滚子1214安装到节点安装块1206的上部并且从节点安装块1206的上部延伸。
减震部件例如悬臂弹簧1216安装到具有固定的安装件(mounting)1218的下板1202。悬臂弹簧1216从固定的安装件1218朝着节点安装块1206的附近延伸。安装到节点安装块1206的第一滚子1214接触延伸的悬臂弹簧1216的下面部分。当节点安装块1206在狭槽1212中被移动时，第一滚子1214相对于悬臂弹簧1216移动。类似于在图11中所示的配置，这种类型的配置被称为“滑动节点”。当节点安装块1206改变它的相对于减震部件例如悬臂弹簧1216的位置时，滑动节点类型配置使得减震部件例如悬臂弹簧1216改变它的频率回应。
如上所述，驱动杆1204安装到或接触上板的下面部分。滚子安装1220从驱动杆1204的下面部分朝着悬臂弹簧1216延伸。第二滚子1222安装到滚子安装1220，并且，接触延伸的悬臂弹簧1216的上面部分。
在这一配置中，振动推动器(图中未示出)使得驱动杆1204按照第一预定频率绕着驱动杆枢轴点(图中未示出)转动一个固定的距离。绕着驱动杆枢轴点的驱动杆1204的运动被减震部件例如悬臂弹簧1216减震。然后，按照第二预定频率例如它的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波，悬臂弹簧1216建立一个振动力。
当节点安装块1206的位置相对于悬臂弹簧被改变时，即为滑动节点配置时，能够调整悬臂弹簧1216的第二预定频率，例如谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波。节点安装块1206的位置能够被手动或自动调整，或者相反，沿着减震部件或悬臂弹簧1216的长度预先设置。注意减震部件例如悬臂弹簧1216的谐振长度依赖于放置在上板上的负载的质量和联合驱动杆1204和悬臂弹簧1216的质量。然后，与驱动杆1204或者弹簧接触点接触的悬臂弹簧1216的端部，能够在振动推动器被推动时谐振。
在图11和12中所示的振动平台的实施例中，和在按照本发明的不同的实施例中的其它结构中，平台(也称为“振动平台”或者“机械应力平台”)可以被配置成允许不同的用户有选择地调整平台，补偿每一个用户的不同的质量。例如，在物理康复环境中，具有不同质量的病人或用户可以使用相同的振动平台。每一个病人或用户能够设置适合于在上板上的康复用户重量的振动平台，使得当他或她位于或站立于上板时，振动平台能够施加一个需要的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波的振动力到用户。一个外突起可以被配备在振动平台上，允许用户按照用户的重量有选择地调整振动平台。
在一些实施例例如在图11和12中所示的实施例中，外突起控制滑动节点的位置，有效地改变减震部件例如悬臂弹簧的谐振长度。在另外的实施例中，外突起能够控制振动推动器相对于驱动杆的位置。这种类型的配置将允许用户调整驱动杆的“有效长度”，并且，按照需要增加或减少驱动杆的垂直移动。驱动杆的“有效长度”是从振动推动器的中心线到最接近减震部件或弹簧的驱动杆的端部的距离。例如，通过调整振动推动器到驱动杆枢轴点的位置，用户可以增加驱动杆的“有效长度”，使得驱动杆的对应的垂直移动能够被增加。相反地，通过调整振动推动器到减震部件或弹簧的位置，用户可以减少驱动杆的“有效长度”，使得驱动杆的对应的垂直移动能够被减少。
因此，通过按照用户的重量调整振动推动器到预定位置的位置，或者通过按照用户的重量调整滑动节点的位置，振动平台能够提供在特定的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波范围里的康复振动，对具有不同的重量范围的不同用户促进组织或骨头生长，这一范围是最理想的。
在本发明的其它的实施例中，振动推动器可以被配置成一个单一的位置。例如，在家庭环境中，仅有一个病人可以使用振动平台。为了减少设置和操作振动平台需要的时间，按照特定病人的重量，振动推动器可以预先设置位置。然后，病人能够使用振动平台，而不需要调整振动推动器的位置。
最后，上面揭示的实施例，也能够适应“自动调谐(self-tuning)”特征。例如，当用户走上具有自动调谐特征的振动平台时，可以首先确定用户的质量。按照用户的质量，振动平台自动地调整振动平台的各个不同的部件，使得当他或她位于或站立于振动平台或者由振动平台以其它方式支撑时，振动平台能够施加一个需要的谐振频率或者谐振频率的谐波或分谐波的振动力到用户。在这一方式中，按照本发明的不同的实施例，振动平台能够提供康复治疗，不需要按照用户的质量手动调整振动平台，并且，减少在调整或手动调整振动平台需要的治疗频率中用户可能发生的错误。
上述的说明包括许多细节，这些细节不应该作为对本发明范围的限制，而仅仅作为公开实施例的范例。本领域熟练技术人员将会想象到其它各种可能的变化，而其它各种可能的变化落入由权利要求定义的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于治疗性处理身体中的组织的装置；该装置包括a.一个配置成支撑身体的平台，平台包括i.一个上板；和ii.一个下板；b.一个由下板支撑的驱动杆；c.一个推动器，推动器配置成按照第一预定频率相对于上板和下板推动驱动杆；d.一个减震部件，减震部件配置成按照第二预定频率产生振动力；和e.一个分配杆臂，分配杆臂配置成接受来自弹簧的振动力，并且传输振动力的一部分到上板。
2.按照权利要求1的装置，其中，推动器包括a.一个安装到下板的并配置成被施加电压的线圈；和b.一个安装到驱动杆并配置成被施加电压的线圈推动的电枢。
3.按照权利要求1的装置，其中，推动器包括一个安装在下板和驱动杆之间的变换器，这里，变换器被配置成推动驱动杆。
4.按照权利要求1的装置，还包括a.一个安装到下板并且配置成支撑驱动杆的一端的驱动杆安装块；和b.一个驱动杆枢轴点，其中，驱动杆被配置成相对于驱动杆安装块绕着轴线转动。
5.按照权利要求4的装置，还包括a.一个安装到下板的减震部件安装箱；b.一个安装到减震弹簧安装箱的减震部件柱，并且，配置成同心地容纳弹簧；和c.一个安装到驱动杆的一端的减震部件平台，其中，减震部件的一端安装到减震部件柱，并且，减震部件的另一端安装到减震部件平台，使得当驱动杆推动时，减震部件减震驱动杆的动作。
6.按照权利要求5的装置，其中，分配杆臂包括a.一个与上板接触的主分配杆臂，并且，安装到下板同时延伸到减震弹簧平台，其中，主分配杆臂能够接收从弹簧传输到减震弹簧平台的振动力的一部分；并且，其中，主分配杆臂与上板实质接触，使得振动力的一部分从主分配杆臂传输到上板。
7.按照权利要求6的装置，还包括a.一个与上板接触的副分配杆臂，并且，安装到下板，同时延伸到主分配杆臂的一部分，其中，副分配杆臂能够接收从主分配杆臂传输来的振动；并且，其中，副分配杆臂与主分配杆臂接触，使得振动力进一步被传输到上板。
8.按照权利要求1的装置，其中，配置成传输来自减震部件的振动力的一部分到上板的分配杆臂，还包括a.一个安装到上板的支撑；b.一个安装到驱动杆的交叉杆，并且配置成传输振动力的一部分到分配杆臂；c.其中，分配杆臂接收从交叉杆传输来的振动力的一部分，并且，分配杆臂传输振动力的一部分到支撑。
9.按照权利要求8的装置，其中分配杆臂是侧分配杆臂。
10.按照权利要求9的装置，还包括a.多个安装到上板的支撑；和b.多个对应的侧分配杆臂，侧分配杆臂接收从交叉杆传输来的振动力的一部分，其中，各个侧分配杆臂传输振动力的一部分到各个支撑。
11.按照权利要求1的装置，其中，对于支撑在上板上的人的身体，第二预定频率是在30和36Hz之间。
12.按照权利要求1的装置，其中，对于支撑在上板上的动物体，第二预定频率是在30-120Hz之间。
13.按照权利要求1的装置，其中，减震部件具有每英寸9磅的弹簧常数。
14.按照权利要求1的装置，其中，推动器和减震部件进一步配置成具有4比1的驱动比率，并且，分配杆臂被配置成具有16比1的升高比率。
15.一种用于治疗性处理具有质量的身体中的组织的方法，包括a.用一个平台支撑身体；b.按照第一预定频率，推动平台；c.振动平台，产生具有与身体的质量的谐振频率有关的第二预定频率的振动力；和d.分配振动力到在平台上的身体的质量。
16.按照权利要求15的方法，其中，第二频率是在30和36Hz之间，并且所述身体是人的身体。
17.按照权利要求15的方法，其中，第二频率是在30和120Hz之间，并且所述身体是活的脊椎动物体。
18.一种用于治疗性处理身体中的组织的方法，包括a.支撑具有质量的身体在平台上，平台包括i.一个上板；ii.一个下板；iii.一个由下板支撑的驱动杆；iv.一个与驱动杆接触的减震部件；和v.一个与上板接触的分配杆臂。b.按照第一预定频率，推动驱动杆；c.振动减震部件，以产生一个具有第二预定频率的振动力；d.从减震部件传输振动力的一部分到分配杆臂；和e.分配来自分配杆臂的振动力的一部分到平台，使得在平台上的身体的质量接受振动。
19.按照权利要求18的方法，其中，按照第一预定频率推动驱动杆包括激励振动推动器以产生驱动杆的垂直移动。
20.按照权利要求19的方法，其中，振动推动器包括至少下列之一一个电磁变换器、一个压电变换器、或一个电磁线圈和电枢。
21.按照权利要求18的方法，其中，减震部件是螺旋弹簧。
22.按照权利要求18的方法，其中，减震部件是至少一端安装到下板的悬臂弹簧。
23.按照权利要求18的方法，其中，身体是人体，并且第二预定频率是在30和36Hz之间。
24.按照权利要求18的方法，其中，身体是活的脊椎动物体，并且第二预定频率是在30和120Hz之间。
25.按照权利要求18的方法，还包括a.偏置驱动杆以补偿身体的重量。
26.按照权利要求21的方法，其中，为补偿身体的重量偏置驱动杆，包括a.当相对重的重量被放置在上板上时，缩短驱动杆的有效长度；和b.当相对轻的重量被放置在上板上时，增加驱动杆的有效长度。
27.按照权利要求18的方法，还包括a.偏置减震部件的谐振长度。
全文摘要
用于治疗损坏的组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症的系统和方法。按照本发明的不同的实施例的系统和方法包括用于治疗人体中的损坏的组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症或其它组织状态的振动平台。振动平台支撑人体。振动平台包括一个上板；一个下板；一个由下板支撑的驱动杆；一个与驱动杆接触的减震部件；和一个与上板接触的分配杆臂。驱动杆按照第一预定频率推动。又，减震部件减弱驱动杆的动作，产生按照第二预定频率的振动力。振动力的一部分从减震部件传输到分配杆臂。然后，振动力的一部分从分配杆臂传输到平台，使得在平台上的人体受到按照对治疗损坏的组织、骨折、骨质减少、骨质疏松症或其它组织状态有效的频率进行的振动。
文档编号A61H23/02GK1711064SQ200380102816
公开日2005年12月21日 申请日期2003年10月30日 优先权日2002年11月8日
发明者唐纳德·E·克龙保西克 申请人:尤温特公司