CN110575170A - 一种髌骨围度自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种髌骨围度自动测量装置，涉及医疗器械领域，包括：滑轨；底板，滑轨设置于底板上；定位平台，其设置有滑块，滑块可滑动地安装于滑轨上；动力装置，其用于驱动定位平台沿滑轨的长度方向滑动；第一支座；第二支座，其与第二支座对称设置于滑轨的两侧；中间连接板，其设置于第一支座和第二支座之间并与第一支座、第二支座以及定位平台均固定连接；张力测量装置，其设置于第一支座上，测量绳第一端绕过张力测量装置固定于第二支座上；长度测量装置，其设置于第一支座上，测量绳第二端缠绕于长度测量装置上；控制系统，动力装置、张力测量装置以及长度测量装置均与控制系统通信连接。该装置能够快速、精准、自动地完成髌骨围度测量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种髌骨围度自动测量装置。
背景技术
肿胀是膝骨关节炎、膝关节置换术后与关节镜术后的常见表现。预防和治疗肿胀在避免术后并发症、改善膝关节功能、促进患者康复等方面必不可少，因此对膝关节肿胀程度的评估十分重要。
目前，对膝关节肿胀程度评估的最常用方法是膝关节的围度测量，通过在距离膝关节线5cm、10cm、15cm处的大腿围度的测量，能够反映膝关节腔隙不同平面的肿胀程度，膝关节线指的是胫骨平台与股骨间的关节线，该方法已成为目前对膝关节肿胀程度评估的通用手段。但该测量手段还有如下问题：1.目前测量多用皮尺，不同测量人员施力大小难以一致，若施力过大可导致围度偏小，相反施力过小导致皮尺松弛造成围度过大，影响评价精准性；2.膝关节旁的测量位置定位不准确，相对于同一病人，时隔数周难以确定在同一测量位置测量髌骨围度，这影响了对患者治疗疗效与康复程度的评价；3.操作不便，如测量一位患者，需双膝共测量6个位置处髌骨的围度，并且每一位置要求重复测量3次，对一位患者、同一时间点共需测量18次以保证数据的可靠性，使医护人员操作繁琐。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种髌骨围度自动测量装置，该髌骨围度自动测量装置能够快速、精准、自动地完成髌骨围度测量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种髌骨围度自动测量装置，包括：滑轨；底板，所述滑轨设置于所述底板上；定位平台，其设置有滑块，所述滑块可滑动地安装于所述滑轨上；动力装置，其与所述定位平台连接以驱动所述定位平台沿所述滑轨的长度方向滑动；第一支座；第二支座，其与所述第二支座对称设置于所述滑轨的两侧；中间连接板，其设置于所述第一支座和所述第二支座之间并与所述第一支座、所述第二支座以及所述定位平台均固定连接；测量绳；张力测量装置，其设置于所述第一支座上，所述测量绳的第一端绕过所述张力测量装置以实现所述测量绳的张力测量，且所述测量绳的第一端固定于所述第二支座上；长度测量装置，其设置于所述第一支座上，所述测量绳的第二端缠绕于所述长度测量装置上以实现所述测量绳的长度测量；用于支撑患者腿部的腿部支撑装置，其支撑于所述底板上；控制系统，所述动力装置、所述张力测量装置以及所述长度测量装置均与所述控制系统通信连接。
进一步，所述动力装置包括第一电机、螺母、丝杠、第三支座和第四支座，所述第一电机的输出轴与所述丝杠固定连接以驱动所述丝杠同步转动，所述丝杠的两端分别可转动地支承于所述第三支座和所述第四支座上，所述螺母与所述定位平台固定连接，所述丝杠与所述螺母螺纹连接。
进一步，所述张力测量装置为单轮张力传感器，所述测量绳的第一端绕过所述单轮张力传感器的测量轮以实现所述测量绳的张力测量。
进一步，所述长度测量装置包括第二电机，且所述第二电机为双输出轴电机，所述双输出轴电机的两个输出轴，一者设置有角度传感器、另一者套设有圆柱套筒，所述圆柱套筒的周侧壁上设置有螺旋凹槽，所述测量绳的第二端缠绕于所述螺旋凹槽内。
进一步，所述腿部支撑装置包括用于支撑所述患者腿部的支撑带和两个支撑架，两个所述支撑架对称设置于所述滑轨的两侧，所述支撑带的两端与两个所述支撑架一一对应并固定连接。
进一步，所述支撑架为倒U型结构。
进一步，所述支撑带的数量为两个，一者用于支撑所述患者大腿部、另一者用于支撑所述患者小腿部。
进一步，所述支撑带包括弧形支撑部，所述弧形支撑部的两侧均设置有用于与所述支撑架固定连接的连接部，所述弧形支撑部用于支撑所述患者的腿部。
进一步，所述弧形支撑部为魔术粘带。
进一步，所述第二支座上设置有固定杆，所述固定杆上设置有供所述测量绳的第一端穿过的通孔。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的髌骨围度自动测量装置，在测量操作前，预留出大于髌骨围度的长度，并使测量绳呈环形布置。测量髌骨围度时，使患者的腿部支撑于腿部支撑装置上，患者的髌骨穿过测量绳形成的环形，调整测量绳的长度，实现改变测量绳在第一支座和第二支座之间的长度，使围绕在髌骨外的测量绳张紧，此时由长度测量装置可以测量出髌骨的围度，测量完成后，重新调整测量绳的长度，使围绕在髌骨外的测量绳松开，通过动力装置改变定位平台位置，定位平台位置改变的同时带动测量绳的位置发生变化，测量绳到达指定位置后，重新张紧测量绳，由长度测量装置测量该位置髌骨的围度，即可完成髌骨不同位置围度的测量，且通过张力测量装置可以保证测量绳处于同样的张紧状态下对髌骨围度测量。该髌骨围度自动测量装置实现了自动、准确、快速地测量髌骨的围度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的髌骨围度自动测量装置的结构示意图；
图2为本发明提供的髌骨围度自动测量装置的张力测量装置以及长度测量装置设置方式示意图；
图3为本发明提供的髌骨围度自动测量装置的角度传感器设置方式示意图。
附图标记说明：1-第一电机，2-电机支座，3-联轴器，4-滑轨平台，5-滑轨，6-连接部，7-支撑架，8-第一支座，9-控制系统，10-第三支座，11-底板，12-定位平台，13-滑块，14-测量绳，15-丝杠，16-第二电机，17-圆柱套筒，18-测量轮，19-第二支座，20-中间连接板，21-单轮张力传感器，22-角度传感器，23-固定杆，24-弧形支撑部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够快速、精准、自动地完成髌骨围度测量的髌骨围度自动测量装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本实施例提供一种髌骨围度自动测量装置，包括：滑轨5；底板11，滑轨5设置于底板11上；定位平台12，其设置有滑块13，滑块13可滑动地安装于滑轨5上；动力装置，其与定位平台12连接以驱动定位平台12沿滑轨5的长度方向滑动；第一支座8；第二支座19，其与第二支座19对称设置于滑轨5的两侧；中间连接板20，其设置于第一支座8和第二支座19之间并与第一支座8、第二支座19以及定位平台12均固定连接；测量绳14；张力测量装置，其设置于第一支座8上，测量绳14的第一端绕过张力测量装置以实现测量绳14的张力测量，且测量绳14的第一端固定于第二支座19上；长度测量装置，其设置于第一支座8上，测量绳14的第二端缠绕于长度测量装置上以实现测量绳14的长度测量；用于支撑患者腿部的腿部支撑装置，其支撑于底板11上；控制系统9，动力装置、张力测量装置以及长度测量装置均与控制系统9通信连接。
具体地，滑轨5的数量为两个，滑块13的数量为4个，一个滑轨5对应两个滑块13，滑轨5通过滑轨平台4固定于底板11上，且优选地，两条滑轨5之间的滑轨平台4设置有用于安装动力装置的凹槽，以节省空间，缩小装置体积；测量绳14为钢丝材质；控制系统9包括控制器，且可选地，控制器为DSP为核心设计的控制器。
在测量操作前，预留出大于髌骨围度的长度，并使测量绳14呈环形布置。测量髌骨围度时，使患者的腿部支撑于腿部支撑装置上，患者的髌骨穿过测量绳14形成的环形，调整测量绳14的长度，实现改变测量绳14在第一支座8和第二支座19之间的长度，使围绕在髌骨外的测量绳14张紧，此时由长度测量装置可以测量出髌骨的围度，测量完成后，重新调整测量绳14的长度，使围绕在髌骨外的测量绳14松开，通过动力装置改变定位平台12位置，定位平台12位置改变的同时带动测量绳14的位置发生变化，测量绳14到达指定位置后，重新张紧测量绳14，由长度测量装置测量该位置髌骨的围度，即可完成髌骨不同位置围度的测量，且通过张力测量装置可以保证测量绳14处于同样的张紧状态下对髌骨围度测量。该髌骨围度自动测量装置实现了自动、准确、快速地测量髌骨的围度。
于本发明另一实施例中，动力装置包括第一电机1、螺母、丝杠15、第三支座10和第四支座，第一电机1的输出轴与丝杠15固定连接以驱动丝杠15同步转动，第一电机1通过电机支座2固定于底板11上，丝杠15的两端分别可转动地支承于第三支座10和第四支座上，螺母与定位平台12固定连接，丝杠15与螺母螺纹连接。具体地，丝杠15的两端分别通过第一轴承和第二轴承可转动地支承于第三支座10和第四支座上，第一电机1的输出轴通过联轴器3与丝杠15连接。在具体使用过程中，控制器控制第一电机1正反转，第一电机1的输出轴带动丝杠15同步转动，丝杠15转动驱动螺母沿丝杠15的长度方向移动。
于本发明另一实施例中，张力测量装置为单轮张力传感器21，测量绳14的第一端绕过单轮张力传感器21的测量轮18以实现测量绳14的张力测量。优选地，测量绳14的第一端绕单轮张力传感器21一周以上，以提高单轮张力传感器21的张力测量效果。在具体使用过程中，通过测量轮18可以测量测量绳14的张力大小。
于本发明另一实施例中，如图2-图3所示，长度测量装置包括第二电机16，且第二电机16为双输出轴电机，双输出轴电机的两个输出轴，一者设置有角度传感器22、另一者套设有圆柱套筒17，圆柱套筒17的周侧壁上设置有螺旋凹槽，测量绳14的第二端缠绕于螺旋凹槽内。在具体使用过程中，控制器控制第二电机16正反转，第二电机16的输出轴带动圆柱套筒17同步正反转，第一支座8与第二支座19之间的测量绳14长度发生变化。
角度传感器22可以采用光电编码器、磁编码器或者旋转变压器，角度传感器22测量电机输出轴的转动角度，转动角度传输至控制器通过计算可以得到收紧的长度。
于本发明另一实施例中，腿部支撑装置包括用于支撑患者腿部的支撑带和两个支撑架7，两个支撑架7对称设置于滑轨5的两侧，支撑带的两端与两个支撑架7一一对应并固定连接。
进一步地，支撑架7为倒U型结构。如此设置，支撑架7还可以充当拉手，方便了患者腿部的移动和固定。
进一步地，支撑带的数量为两个，一者用于支撑患者大腿部、另一者用于支撑患者小腿部。患者腿部受力均匀，支撑稳定性好。
进一步地，支撑带包括弧形支撑部24，弧形支撑部24的两侧均设置有用于与支撑架7固定连接的连接部6，弧形支撑部24用于支撑患者的腿部。在具体使用过程中，弧形支撑部24包裹于患者腿部外侧，与患者腿部相贴合，腿部支撑装置支撑舒适性好。
进一步地，弧形支撑部24为魔术粘带。魔术粘带的一面为毛面，另一面为勾面，通过使魔术粘带一端的毛面与另一端的勾面连接，从而能够固定住患者腿部。如此设置，患者腿部固定更加稳固。
于本发明另一实施例中，第二支座19上设置有固定杆23，固定杆23上设置有供测量绳14的第一端穿过的通孔。在具体使用过程中，测量绳14的第一端穿过通孔后再绑紧固定于固定杆23上，测量绳14固定牢固，不容易脱离固定杆23。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种髌骨围度自动测量装置，其特征在于，包括：
滑轨；
底板，所述滑轨设置于所述底板上；
定位平台，其设置有滑块，所述滑块可滑动地安装于所述滑轨上；
动力装置，其与所述定位平台连接以驱动所述定位平台沿所述滑轨的长度方向滑动；
第一支座；
第二支座，其与所述第二支座对称设置于所述滑轨的两侧；
中间连接板，其设置于所述第一支座和所述第二支座之间并与所述第一支座、所述第二支座以及所述定位平台均固定连接；
测量绳；
张力测量装置，其设置于所述第一支座上，所述测量绳的第一端绕过所述张力测量装置以实现所述测量绳的张力测量，且所述测量绳的第一端固定于所述第二支座上；
长度测量装置，其设置于所述第一支座上，所述测量绳的第二端缠绕于所述长度测量装置上以实现所述测量绳的长度测量；
用于支撑患者腿部的腿部支撑装置，其支撑于所述底板上；
控制系统，所述动力装置、所述张力测量装置以及所述长度测量装置均与所述控制系统通信连接。
2.根据权利要求1所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述动力装置包括第一电机、螺母、丝杠、第三支座和第四支座，所述第一电机的输出轴与所述丝杠固定连接以驱动所述丝杠同步转动，所述丝杠的两端分别可转动地支承于所述第三支座和所述第四支座上，所述螺母与所述定位平台固定连接，所述丝杠与所述螺母螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述张力测量装置为单轮张力传感器，所述测量绳的第一端绕过所述单轮张力传感器的测量轮以实现所述测量绳的张力测量。
4.根据权利要求1所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述长度测量装置包括第二电机，且所述第二电机为双输出轴电机，所述双输出轴电机的两个输出轴，一者设置有角度传感器、另一者套设有圆柱套筒，所述圆柱套筒的周侧壁上设置有螺旋凹槽，所述测量绳的第二端缠绕于所述螺旋凹槽内。
5.根据权利要求1所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述腿部支撑装置包括用于支撑所述患者腿部的支撑带和两个支撑架，两个所述支撑架对称设置于所述滑轨的两侧，所述支撑带的两端与两个所述支撑架一一对应并固定连接。
6.根据权利要求5所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述支撑架为倒U型结构。
7.根据权利要求5所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述支撑带的数量为两个，一者用于支撑所述患者大腿部、另一者用于支撑所述患者小腿部。
8.根据权利要求5所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述支撑带包括弧形支撑部，所述弧形支撑部的两侧均设置有用于与所述支撑架固定连接的连接部，所述弧形支撑部用于支撑所述患者的腿部。
9.根据权利要求8所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述弧形支撑部为魔术粘带。
10.根据权利要求1所述的髌骨围度自动测量装置，其特征在于，所述第二支座上设置有固定杆，所述固定杆上设置有供所述测量绳的第一端穿过的通孔。
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