CN102631203B - 一种椎间盘压力检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种椎间盘压力检测装置，包括粘贴在椎间盘表面检测位置的用于检测信号的复数个电阻应变片(1)，还包括与所述电阻应变片电连接的应力检测发送器(2)；该应力检测发送器包括依次电连接的内部电桥单元、运算放大单元，模数转换单元和无线发送模块；所述内部电桥单元与对应所述电阻应变片构成电桥，所述电阻应变片、内部电桥单元、运算放大单元和模数转换单元的数量相同并一一对应；进一步还包括与所述应力检测发送器无线通信的上位机。这种装置，能实现椎间盘压力的无创伤直接无损检测或测量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗电子仪器，具体涉及一种直接无损测量的椎间盘压力检测装置。
背景技术
颈椎在人体中占极其重要的地位，颈椎椎间盘退变或突出能引起一系列的临床病症，而与颈椎椎间盘退变或突出相关的是髓核内压力的变化和椎间盘上下截面的压力变化。在医学上这两个数据是维持颈椎稳定性的重要指标，也是临床上一个重要的数据。因此，对颈椎椎间盘髓核内压力的测定，是具有极其重要的意义。但在临床中直接测量颈椎椎间盘髓核内压力是非常困难的，更主要的是对人体的不安全，到目前为止，测量颈椎椎间盘髓核内压力仍是医学上的一个难题，且采用的都是有损伤测试，如：选用外径为Φ1.2mm，内径为Φ0.8mm的医用硅胶管套在测压针管前端的测压口，让硅胶管套深入髓核中心，再采用EI-P929程控测压仪记录，从而测得髓核中心在加载情况下的压力值。
另一方面，电阻应变片是导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时其电阻值发生相应变化的传感元件，目前主要应用在检测金属等固体物质形变上，在生物体上没有应用，这是因为都存在具体技术问题。而对于直接无损测量的椎间盘压力检测，尤其是采用电阻应变片的直接无损测量的椎间盘压力检测，还必须克服这种情况下直接压力或间接压力传感信号过小或微小的技术难题，包括：①微小信号的精确放大，包含检测和放大的两大部分；②电磁干扰问题，由于是微小信号，很容易由于内外电磁干扰使信号失真。另外还面临着需要适合狭小紧凑的手术环境的特定行业问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种椎间盘压力检测装置，能直接无创伤地准确检测或测量使用者或患者的椎间盘压力。
本发明的上述技术问题这样解决：构建一种椎间盘压力检测装置，包括贴在人体表面检测位置的用于检测信号的复数个电阻应变片，还包括与所述电阻应变片电连接的应力检测发送器；该应力检测发送器包括依次电连接的内部电桥单元、运算放大单元，模数转换单元和无线发送模块；所述内部电桥单元与对应所述电阻应变片构成电桥，所述电阻应变片、内部电桥单元、运算放大单元和模数转换单元的数量相同并一一对应。这样能直接无创伤地准确检测使用者或患者的椎间盘压力。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，还包括与所述应力检测发送器无线通信的用于计算、处理和显示所述检测信号或数据的上位机。这样能进一步直接无创伤地实时地准确测量使用者或患者的椎间盘压力。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，所述上位机是内置或外置无线接收模块的计算机。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，无线发送模块包括CPU及与其电连接的一个无线发送单元。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，所述无线发送单元是蓝牙或无线局域网(WIFI)发送单元。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，所述应力检测发送器还包括内部电源模块；所述内部电源模块包括充电电池及其充放电电路。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，所述运算放大单元包括两级运放，所述模数转换单元是高速模数转换器。
按照本发明提供的椎间盘压力检测装置，所述电阻应变片是2-10个，优选6个。
本发明提供的椎间盘压力检测装置，与现有技术相比具有以下优点：
1.首次采用应变片方式测量椎间盘表面应变测量，实现无创伤直接无损测量；
2.检测部分(应力检测发送器)自带电源，适合狭小紧凑的手术环境；
3.无线通讯灵活高效、最大限度隔离检测部分和测量部分(上位机)，加上数据传输，解决电磁兼容和内部电磁干扰问题；
4.微小信号的精确放大和模数AD转换；具体可以是两级精密运放和高速AD转换，实现了对微小信号的准确采集，采样精度达16位。
附图说明
下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。
图1是本发明的椎间盘压力检测测量装置连接结构示意图；
图2是图1所示装置的电原理框图；
图3是图1中电阻应变片电连接示意图；
图4是图1中应力检测发送器的电源模块的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明具体实施例的椎间盘压力检测测量装置，包括6个电阻应变片1、与电阻应变片电缆连接的应力检测发送器2和与应力检测发送器蓝牙通信的上位机4；该上位机是个人计算机PC4，通过USB接口和连接线连接外部蓝牙通信盒3。
本发明具体实施例的椎间盘压力检测测量装置，整体电路或内部功能模块结构如图2所示，(一)上位机包括依次连接外部蓝牙通信盒3内的蓝牙接收单元、外部蓝牙通信盒3内的接收CPU、USB通信单元和上位机测量软件。(二)应力检测发送器2包括依次电连接的内部电桥单元、运算放大单元，模数转换单元和无线通信/发送模块；(三)外部所述电阻应变片1作为测试臂与对应所述内部电桥单元中其他三个臂一起构成图2中的电桥单元，所述电阻应变片1、内部电桥单元、运算放大单元和模数转换单元的数量都是6个并一一对应；该应力检测发送器2还包括自带电源(电源模块)。如图3所示，应力检测发送器中内部电桥单元与对应所述电阻应变片1通过电连接器J1、J2和电缆连接，图3中的电阻SgR1～6是6个电阻应变片1。
如图4所示，应力检测发送器2中的电源模块包括二节3.7V的充电电池BT1和BT2及其充放电电路。
最后，在本领域普通技术人员理解范围内，在本发明权利要求范围内，各种变化都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种椎间盘压力检测装置，其特征在于，包括贴在椎间盘表面检测位置的用于检测信号的复数个电阻应变片(1)，还包括与所述电阻应变片电连接的应力检测发送器(2)；该应力检测发送器包括依次电连接的内部电桥单元、运算放大单元，模数转换单元和无线发送模块；所述内部电桥单元与对应所述电阻应变片构成电桥，所述电阻应变片、内部电桥单元、运算放大单元和模数转换单元的数量相同并一一对应。
2.根据权利要求1所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，还包括与所述应力检测发送器无线通信的用于计算、处理和显示所述检测信号或数据的上位机。
3.根据权利要求1所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，所述上位机是内置无线接收模块或外置无线接收模块(3)的计算机(4)。
4.根据权利要求1或2所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，无线发送模块包括CPU及与其电连接的一个无线发送单元。
5.根据权利要求4所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，所述无线发送单元是蓝牙或WIFI发送单元。
6.根据权利要求1或2所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，所述应力检测发送器(2)还包括内部电源模块；所述内部电源模块包括充电电池(BT1、BT2)及其充电电路。
7.根据权利要求1或2所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，所述运算放大单元包括两级运放。
8.根据权利要求1或2所述椎间盘压力检测装置，其特征在于，所述电阻应变片(1)是2-10个。
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