下肢应力记录装置制造方法
【专利摘要】一种下肢应力记录仪。包含：一个下肢支具单元、一个下肢应力感测单元、一个下肢应力数据记录存储单元。该下肢应力感测单元包括：机械主体，具有应力传感器；数字显示组件；应力传感器感受并向模数转换器输出一个模拟电压信号，模数转换器将模拟电压信号放大后转化成数字信号输出给中央处理器，中央处理器将数字信号转化为力值数据输出给数字显示器显示。由下肢应力感测单元得到的力值数据被记录存储在所述中央处理器内，通过同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，可将测试数据导入EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行医学统计和科学研究分析。
【专利说明】下肢应力记录装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子医疗装置，尤其是应用于骨伤患者的下肢应力记录装置。
【背景技术】
[0002]医学临床工作中，下肢骨折病人手术前早期应用下肢牵引，可以缓解疼痛，减轻组织水肿，有效预防下肢肌肉组织、血管神经被骨折端刺伤。然而，牵引力量的大小决定下肢牵引的有效性，牵引力量过小不起作用，过度牵引可造成肢体损害。以往临床医生行下肢牵引时，主要依靠自己的经验，牵引重量得不到精确的测量记录和控制，难以保证牵引治疗效果O
[0003]科学研究发现，在下肢骨折患者，手术后早期给予骨折端适当的微动及应力刺激能显著促进骨痂的生长、加速骨折的愈合。微动使骨折端存在纵向压应力，增加骨细胞、成骨细胞等的代谢活性，促使前列腺素E2释放量增加、促进毛细血管生长，微动应力可引起骨痂的反复损伤，导致反复性骨折早期反应，释放许多生化递质，丝裂原、骨生成因子等，从而诱导局部间叶细胞增殖，分化为成骨细胞或成软骨细胞，促进骨折愈合。因此，新的骨折治疗理论认为，下肢骨折病人术后早期适当的下床有限负重活动是有利于骨折治疗的。
[0004]然而，不同的微动应力参数对骨折愈合有不同的影响，应力过大会造成骨折延迟愈合、骨折不愈合甚至内固定物断裂，应力过小不起作用，因而骨折端微动应力刺激治疗需要准确控制骨折端所承受的应力。由于目前没有相应的医疗设备用于骨折端微动应力刺激治疗的实时感测、记录，病人无法准确控制伤肢的负重力，导致目前大多数下肢骨折的治疗，还是要求病人在最初2-3个月的治疗过程中，绝对卧床，不允许下床负重活动。长期卧床，不利于骨折愈合，病人不仅身体及精神上难以忍受，而且容易造成褥疮、静脉血栓、肌肉萎缩、骨质疏松、骨折不愈合、肺部感染等并发症。
[0005]相关参考文献:
[0006]《循环应力促进骨折愈合的生物力学实验》.《中国矫形外科杂志》1999.6 (6):442
[0007]《低频可控性微动影响长骨骨折愈合的实验研究》.《中华创伤骨科杂志》2005，7(8):744
[0008]《骨折段低频可控微动影响骨痂矿化与力学特性的实验研究》[J].上海交通大学学报:医学版，2008，28 (12):1491-1495.[0009]《应力对骨折愈合的影响及作用机制》.《中华生物医学工程杂志》2011，17(1):86实用新型内容
[0010]本实用新型目的，在于解决目前骨折肢体行手术前牵引治疗与术后负重锻炼时施加应力量无法实时监测记录的问题，提供一种能够实时感测、记录存储骨折肢体所受应力，辅助进行骨折牵引及微动应力刺激治疗的下肢应力记录装置。
[0011]为达到上述目的，本实用新型的下肢应力记录装置，包含:一个下肢支具单元；一个下肢应力感测单元，安装于下肢支具上；一个下肢应力数据记录存储单元；
[0012]该下肢支具单元是一种置于伤肢体外部的外固定装置，根据骨折部位不同可分别选用足踝支具、足踝胫腓支具、胫腓支具，足踝胫腓股骨支具。
[0013]该下肢应力感测单元，包括:机械主体，具有推拉杆、应力传感器；数字显示组件，包括与所述应力传感器连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的中央处理器及与所述中央处理器连接的数字显示器；所述应力传感器被下肢牵引重物拉动或被脚踩踏推动时发生变形并向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，所述模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将所述数字信号转化为力值数据输出给所述数字显示器显示。
[0014]该下肢应力数据记录存储单元:由所述下肢应力感测单元得到的力值数据被记录存储在所述中央处理器内，并可通过一套同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，本软件具有强大记忆存储功能，可将测试数据导入WORD，EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行统计和科学研究分析。
[0015]所述数字显示器为液晶显示器。
[0016]所述应力传感器可为内置式或外置式；所述内置式应力传感器包括固定部分和变形部分，并通过所述固定部分固定在机械主体上，与所述推拉杆连接，所述推拉杆被所述下肢牵引重物拉动或被脚踩踏时推动；所述外置式应力传感器安装于所述下肢支具单元的足底部。
[0017]所述中央处理器与计算机连接。
[0018]所述中央处理器与指示器件连接，所述指示器件用于指示所述下肢应力感测记录单元的工作状态。
[0019]所述中央处理器与控制信号输出端连接，所述控制信号输出端用于在所测的力值到达医生预设力值时向控制电路输出控制信号，发出提示音，提示达到正确力值。
[0020]本实用新型的有益效果在于:针对目前骨折肢体行手术前牵引治疗与术后负重功能锻炼时，施加应力值无法实时监测、记录存储的问题，本实用新型的下肢应力记录装置能实时准确数字化控制、显示并记录骨折肢体牵引或负重应力，可使病人能够准确控制伤肢的牵引应力或负重应力大小，有利于骨折端微动应力刺激治疗，加速骨痂生长，促进骨折愈合，有效避免患者长期卧床导致的静脉血栓、肌肉萎缩、骨质疏松、骨折不愈合等并发症的发生。治疗过程中存储的力值数据可通过一套同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，本软件具有强大记忆存储功能，可将测试数据导入WORD，EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行医学统计和医学科学研究分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例的下肢应力记录装置的立体示意图。
[0022]图2是本实用新型下肢应力记录装置的下肢应力感测单元机械主体结构示意图。
[0023]图3是本实用新型下肢应力记录装置的下肢应力数据记录存储单元的电路框图。
[0024]图中附图标记表示为:
[0025]1-下肢支具单元；2_下肢应力感测单元；3_下肢应力感测单元机械主体；4_推拉杆；5_应力传感器；6-固定孔。【具体实施方式】
[0026]为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，兹借由以下具体实施例，并配合所附图示，对本实用新型作一详细说明。
[0027]如图1所示，本实施例提供一种下肢应力记录装置，包括下肢支具单元1，固定于下肢支具单元I上的下肢应力感测单元2，所述下肢应力感测单元2含有机械主体3，所述机械主体3具有推拉杆4，与所述推拉杆4连接的应力传感器5，所述应力传感器5包括固定部分和变形部分，并通过所述固定部分固定在所述机械主体3上；数字显示组件，用于在所述推拉杆4被所述下肢牵引重物拉动或被脚踩踏推动时显示力值；所述数字显示组件(其电路框图见图3)包括与所述应力传感器5连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的中央处理器及与所述中央处理器连接的数字显示器；所述应力传感器变形部分在所述推拉杆4被推动或拉动时发生变形并向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，所述模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将所述数字信号转化为力值数据输出给所述数字显示器显示。通过该下肢应力数据记录存储单元，由所述下肢应力感测单元得到的力值数据被记录存储在所述中央处理器内，并可通过一套同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，本软件具有强大记忆存储功能，可将测试数据导入WORD，EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行统计和科学研究分析。
[0028]在本实旅例中，所述数字显示器为液晶显示器。
[0029]在本实施例中，所述应力传感器5的所述固定部分具有两个固定孔6，所述固定孔内插入螺栓，所述应力传感器5通过所述固定孔6与所述螺栓之间的螺纹连接固定在所述机械主体3上。
[0030]在本实施例中，所述中央处理器与计算机连接。
[0031]在本实施例中，所述中央处理器与指示器件连接，所述指示器件用于指示所述下肢应力记录装置的工作状态。
[0032]在本实施例中，所述中央处理器与控制信号输出端连接，所述控制信号输出端用于在所测的力值到达医生预设力值时向控制电路输出控制信号，发出提示音，提示达到正确力值。
[0033]在本实施例中，为了对所述中央处理器的开关进行控制，所述中央处理器与开关器件连按，在此，所述开关器件为键盘。
[0034]在本实施例中，为了保证所述中央处理器具有充足的供电量，所述中央处理器连接一个供电电路，当所述中央处理器电量不足时，会所述供电电路一个充电信号，所述供电电路收到所述充电信号后向所述中央处理器充电。
[0035]利用本实施例提供的下肢应力记录装置进行力值测量、记录存储的过程为:
[0036]下肢骨折患者早期行持续下肢牵引时，佩戴本实施例所述的下肢应力记录装置，主治医生会根据骨折的具体类型，个性化地设定所述下肢应力感测单元的安全牵引力值，在伤肢牵引过程中，所述推拉杆3被下肢牵引重物拉动，所述推拉杆4将所述作用力作用在所述应力传感器5，所述应力传感器5的变形部分发生变形，并向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，所述模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将所述数字信号转化为力值数据输出给所述数字显示器显示该力值。当实际牵引力值达到医生预设的安全牵引力值时，所述中央处理器向控制信号输出端输出控制信号，发出提示音，提示达到正确牵引力值，保持此力值进行下肢牵引。
[0037]下肢骨折患者手术后，早期下床行有限负重、骨折端微动应力刺激治疗时，佩戴本实施例所述的下肢应力记录装置，医生会根据骨折的具体类型及手术的具体内固定方式，个性化地在所述下肢应力记录装置上设定该患者的安全负重力值，在伤者下床扶拐进行伤肢有限负重治疗过程中，所述推拉杆4与地面接触、被踩踏推动，所述推拉杆4将所述作用力作用在所述应力传感器5，所述应力传感器5的变形部分发生变形，并向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，所述模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将所述数字信号转化为力值数据输出给所述数字显示器显示该力值。当伤肢实际负重力值达到医生预设的安全负重力值时，所述中央处理器向控制信号输出端输出控制信号，发出提示音，提示达到正确负重力值，提示患者继续进行负重练习，每次踩踏负重都要听到提示音为止。
[0038]在以上治疗过程中，由所述下肢应力感测单元得到的力值数据被记录存储在所述中央处理器内，所述存储数据可通过一套同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，本软件具有强大记忆存储功能，可将测试数据导入WORD，EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行医学统计和医学科学研究分析。
[0039]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.下肢应力记录装置，用于感测、记录存储骨折肢体承载的牵引和负重应力，该下肢应力记录装置包含: 下肢支具单元，是置于伤肢体外部的外固定装置； 下肢应力感测单元，设置于下肢支具单元上，用于感测、显示下肢应力数据； 下肢应力数据记录存储单元； 其特征在于: 所述下肢应力感测单元含有机械主体、数字显示组件； 所述机械主体具有推拉杆、应力传感器； 所述数字显示组件，包括与所述应力传感器连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的中央处理器及与所述中央处理器连接的数字显示器； 所述应力传感器被下肢牵引重物拉动或被脚踩踏推动时发生变形并向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，所述模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将所述数字信号转化为力值数据输出给所述数字显示器显示， 所述下肢应力数据记录存储单元，由所述下肢应力感测单元得到的力值数据被记录存储在所述中央处理器内，并可通过一套同步测试分析软件连接电脑，同步显示测试力曲线图及测试过程，本软件具有强大记忆存储功能，可将测试数据导入WORD，EXCEL等各种办公软件或将测试曲线图另存为各种格式进行医学统计和科学研究分析。
2.根据权利要求1所述的下肢应力记录装置，其特征在于: 所述中央处理器与指示器件连接，所述指示器件用于指示所述下肢应力记录装置的工作状态。
3.根据权利要求2所述的下肢应力记录装置，其特征在于: 所述中央处理器与控制信号输出端连接，所述控制信号输出端用于在所测的力值到达医生预设力值时向控制电路输出控制信号，发出提示音，提示达到正确力值。
4.根据权利要求3所述的下肢应力记录装置，其特征在于: 所述中央处理器与计算机连接。
【文档编号】A61B17/66GK203468624SQ201320467332
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】刘毅, 马磊 申请人:刘毅, 马磊