CN105139738B - 人体前臂骨折仿真正骨训练装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种人体前臂骨折仿真正骨训练装置，包括由若干部件组装成的人体前臂模型，所述人体前臂模型上设置有用于采集在对人体前臂模型进行正骨训练时各部件运动参数的传感器，所述传感器连接有用于将运动参数进行分析处理并还原成虚拟图像的控制器，所述控制器连接有用于将虚拟图像显示出来的显示屏。本发明的有益效果是：本发明的装置可以用于骨折手法复位的医学教学，而且也可以让学生练习正骨手法，能够即刻看到骨折复位效果，对提升正骨疗效和传承正骨手法具有重要的作用。

Description

人体前臂骨折仿真正骨训练装置
技术领域
本发明涉及一种人体前臂骨折仿真正骨训练装置。
背景技术
目前，骨折是较为常见的外科疾病，尤其是人体前臂更容易发生骨折，当骨折发生以后，医生需要对骨折部位进行正骨，然后在进行包扎和固定，正骨的好坏影响到骨折部位的恢复，是治疗骨折的最关键的环节，如果正骨操作不熟练，不但会影响到治疗，还会对骨折部位造成二次伤害。因此对于刚参加工作的医生来说需要在实际操作前进行学习和训练，但目前市场上还没有能够进行正骨教学和训练的装。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种容易操作，教学和训练效果好的人体前臂骨折仿真正骨训练装置。
本发明是通过以下措施实现的：
本发明的一种人体前臂骨折仿真正骨训练装置，包括由若干部件组
装成的人体前臂模型，所述人体前臂模型上设置有用于采集在对人体前臂模型进行正骨训练时各部件运动参数的传感器，所述传感器连接有用于将运动参数进行分析处理并还原成虚拟图像的控制器，所述控制器连接有用于将虚拟图像显示出来的显示屏。
上述人体前臂模型包括手掌模型和桡骨模型，所述桡骨模型左侧或右侧并排连接有可前后纵向和左右横向移动且呈断裂状的尺骨模型，所述手掌模型通过翻转铰链连接在桡骨模型前端，桡骨模型前部嵌入有沿桡骨模型长度方向延伸的轨道，所述轨道内匹配有滑块，桡骨模型后部嵌入有位移传感器，所述位移传感器的移动端与滑块相连接，桡骨模型上设置有九轴陀螺仪传感器，尺骨模型上设置有六轴陀螺仪传感器，所述六轴陀螺仪传感器、九轴陀螺仪传感器和位移传感器与控制器相连接。
上述桡骨模型两端固定连接有直角固定件，所述尺骨模型两端通过可前后纵向和左右横向移动的锁节连接在两个直角固定件之间。
上述翻转铰链包括相对的两个C形连接件，前端的C形连接件端面与手掌模型连接，后端的C形连接件端面与直角固定件连接，并且两个C形连接件对接后的重叠部分穿有转轴。
上述桡骨模型采用铝型材，桡骨模型前部上方开有长条槽，所述轨道嵌入到长条槽内，桡骨模型中部内开有通槽，所述位移传感器嵌入到通槽内。
上述尺骨模型为根据CT扫描参数采用3D打印出来的部件。
上述滑块采用超精密微型滚珠滑块。
本发明的有益效果是：本发明的装置可以用于骨折手法复位的医学教学，而且也可以让学生练习正骨手法，能够即刻看到骨折复位效果，对提升正骨疗效和传承正骨手法具有重要的作用。
附图说明
图1 为本发明人体前臂模型组装后的结构示意图。
图2为本发明人体前臂模型分解后结构示意图。
图3为本发明使用状态时的示意图。
其中：1手掌模型，2桡骨模型，3尺骨模型，4翻转铰链，5锁节，6六轴陀螺仪传感器，7轨道，8滑块，9直角固定件，10九轴陀螺仪传感器，11位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：
本发明的一种人体前臂骨折仿真正骨训练装置，适用于中医正骨教学适用于中医正骨教学和训练。包括由若干部件组装成的人体前臂模型，人体前臂模型上设置有用于采集在对人体前臂模型进行正骨训练时各部件运动参数的传感器，传感器连接有用于将运动参数进行分析处理并还原成虚拟图像的控制器，控制器连接有用于将虚拟图像显示出来的显示屏。操作者对人体前臂模型进行正骨操作，在操作过程中，传感器采集骨折断端在正骨复位过程中的位移和角度变化信息，从而描绘出正骨过程的轨迹，提高正骨训练的效果。
如图1、2、3所示，人体前臂模型包括手掌模型1和桡骨模型2，桡骨模型2左侧或右侧并排连接有可前后纵向和左右横向移动且呈断裂状的尺骨模型3，手掌模型1通过翻转铰链4连接在桡骨模型2前端。人体前臂模型是1:1仿真人体前臂尺骨骨折。其中没有骨折的桡骨模型为整个模型的支撑部件，其采用欧标2020工业铝型材制作。作为正骨对象的尺骨模型3根据CT扫描参数采用3D打印出来的部件。
骨折分骨折近端和骨折远端，均包含2个自由度，骨折两端之间存在位移关系，因此在桡骨模型2上安装了位移传感器11。具体的安装方式是，在桡骨模型2前部嵌入沿桡骨模型2长度方向延伸的轨道7，轨道7内匹配有滑块8，桡骨模型2后部嵌入位移传感器11，位移传感器11的移动端与滑块8相连接，位移传感器11能够采集到骨折两端之间的位移关系。
桡骨模型2上设置有九轴陀螺仪传感器10，尺骨模型3上设置有六轴陀螺仪传感器6，六轴陀螺仪传感器6、九轴陀螺仪传感器10和位移传感器11与控制器相连接。使用九轴陀螺仪感知桡骨模型的转动角度和加速度的变化信息，该九轴陀螺仪安装在桡骨模型的铝型材上。使用六轴陀螺仪感知尺骨骨折转动角度的变化信息，该六轴陀螺仪安装在3D打印的尺骨模型3骨折近端之上。位移测距传感器测量正骨过程中断骨的位移变化。通过这个人体前臂骨折模型，我们可以通过传感器获取以下信息：1、手臂的姿态；2、骨折断端的移位情况；3、骨折断端对位过程的整个运动轨迹。
桡骨模型2两端固定连接有直角固定件9，尺骨模型3两端通过可前后纵向和左右横向移动的锁节5连接在两个直角固定件9之间。根据骨骼的运动特点，该双自由度的锁节5自转轴被锁死，因此不能够自由旋转角度，但可以横向纵向灵活移动。连接手掌模型1和桡骨模型2的翻转铰链4包括相对的两个C形连接件，前端的C形连接件端面与手掌模型1连接，后端的C形连接件端面与直角固定件9连接，并且两个C形连接件对接后的重叠部分穿有转轴。桡骨模型2采用铝型材，桡骨模型2前部上方开有长条槽，轨道7嵌入到长条槽内，桡骨模型2中部内开有通槽，位移传感器11嵌入到通槽内。
安装的步骤：第一步，首先使用线切割技术在桡骨上方切割出合适大小的空间以便于安装轨道7，要求超高精度，垂直误差小于0.1丝。然后在该轨道7上安装滑块8，该滑块8最终要与位移传感器11移动段相连，用于精确控制位移传感器11的移动。第二步，在桡骨下方切割出放置位移传感器11的空间，把位移传感器11放置于桡骨内部，移动端与尺骨骨折远端相连。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种人体前臂骨折仿真正骨训练装置，其特征在于：包括由若干部件组装成的人体前臂模型，所述人体前臂模型上设置有用于采集在对人体前臂模型进行正骨训练时各部件运动参数的传感器，所述传感器连接有用于将运动参数进行分析处理并还原成虚拟图像的控制器，所述控制器连接有用于将虚拟图像显示出来的显示器；所述人体前臂模型包括手掌模型和桡骨模型，所述桡骨模型左侧或右侧并排连接有可前后纵向和左右横向移动且呈断裂状的尺骨模型，所述手掌模型通过翻转铰链连接在桡骨模型前端，桡骨模型前部嵌入有沿桡骨模型长度方向延伸的轨道，所述轨道内匹配有滑块，桡骨模型后部嵌入有位移传感器，所述位移传感器的移动端与滑块相连接，桡骨模型上设置有九轴陀螺仪传感器，尺骨模型上设置有六轴陀螺仪传感器，所述六轴陀螺仪传感器、九轴陀螺仪传感器和位移传感器与控制器相连接；所述桡骨模型两端固定连接有直角固定件，所述尺骨模型两端通过可前后纵向和左右横向移动的锁节连接在两个直角固定件之间；所述翻转铰链包括相对的两个C 形连接件，前端的C 形连接件端面与手掌模型连接，后端的C 形连接件端面与直角固定件连接，并且两个C 形连接件对接后的重叠部分穿有转轴。
2.根据权利要求1 所述人体前臂骨折仿真正骨训练装置，其特征在于：所述桡骨模型采用铝型材，桡骨模型前部上方开有长条槽，所述轨道嵌入到长条槽内，桡骨模型中部内开有通槽，所述位移传感器嵌入到通槽内。
3.根据权利要求1 所述人体前臂骨折仿真正骨训练装置，其特征在于：所述尺骨模型为根据CT 扫描参数采用3D 打印出来的部件。
4.根据权利要求1 所述人体前臂骨折仿真正骨训练装置，其特征在于：所述滑块采用超精密微型滚珠滑块。
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