CN110946737A - 颈椎牵引系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗设备领域技术领域，具体涉及一种颈椎牵引系统，其包括：服务器和颈椎牵引装置；所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引，实现了精确计算获得的理疗参数，可以使颈椎牵引装置的效果达到最好，避免了由人工设定造成主观性强，随意性大的缺点，同时降低了医院的人力成本。

Description

颈椎牵引系统
技术领域
本发明属于医疗设备领域技术领域，具体涉及一种颈椎牵引系统。
背景技术
颈椎牵引可以有效的对颈椎进行理疗，缓解颈椎的疼痛。颈椎牵引最重要的是对理疗参数的确定以及调整，传统的颈椎牵引的理疗参数是由医务人员根据经验确定并手动调整的，但这样往往会造成一定的误差降低颈椎牵引的效果，因此需要对颈椎牵引所需的理疗参数进行自动计算以及自动调整。
基于上述技术问题需要设计一种新的颈椎牵引系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种颈椎牵引系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种颈椎牵引系统，包括：
服务器和颈椎牵引装置；
所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引。
进一步，所述服务器适于计算颈椎牵引装置的理疗参数，即
所述服务器适于采集数据，并根据历史数据构建相应向量；以及
所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数。
进一步，所述服务器适于采集数据，即
所述服务器适于根据NDI量表获取相应数据。
进一步，所述服务器适于根据历史数据构建相应向量，即
所述服务器适于构建拉力牵引力回归系数向量和牵引角度回归系数向量；
以NDI量表内的回答结果作为特征，拉力牵引力作为目标变量，采用岭回归，获取拉力牵引力回归系数向量：
ωF＝(XTX+λI)-1XTY；
其中，ωF为拉力牵引力回归系数向量；X为NDI量表历史数据，为N×10矩阵，行是每个患者的回答数据，列为特征，N为训练数据数目；T为转置；λ为正则化系数；I为单位阵；Y为拉力牵引力目标变量历史数据，为N×1矩阵；
同理，获取牵引角度回归系数向量ωA。
进一步，所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数，即
所述服务器适于获取拉力牵引力；
拉力牵引力为：
Figure BDA0002304205080000021
其中，F为拉力牵引力；C为牵引力调节系数；Xc为当前患者NDI量表数据；BW为当前患者体重；
所述服务器适于获取牵引角度；
根据牵引角度历史数据预测角度的均值与标准差；
所述均值为：
Figure BDA0002304205080000022
其中，μ为均值；Xi为第i个训练数据，i∈[1,N]；
所述标准差为：
Figure BDA0002304205080000023
其中，δ为标准差；
则牵引角度为：
Figure BDA0002304205080000031
其中，θ为牵引角度。
进一步，所述颈椎牵引装置包括：控制模块，以及与该控制模块连接的牵引机构、拉力机构、拉力传感器、角度传感器和通信模块；
所述控制模块适于通过所述通信模块接收所述服务器发送的理疗参数；
所述拉力传感器适于检测拉力机构施加的拉力；
所述角度传感器适于检测牵引机构进行角度牵引时的牵引角度；
所述控制模块适于控制拉力机构施加与理疗参数内拉力牵引力大小相同的拉力；
所述控制模块适于控制牵引机构按理疗参数内牵引角度进行角度牵引。
进一步，所述牵引机构包括：前后牵引轴、左右牵引轴、前后方向电机和左右方向电机；
所述前后牵引轴与左右牵引轴相连，并且相互垂直；
所述前后牵引轴和左右牵引轴内均设有滚珠丝杠；
所述控制模块适于控制安装在前后牵引轴一端的前后方向电机和安装在左右牵引轴一端的左右方向电机旋转带动滚珠丝杠上的丝母产生直位移，以实现角度牵引。
进一步，所述拉力机构横向固定于前后牵引轴的后侧；
所述控制模块适于控制拉力机构施加拉力拖动前后牵引轴，实现拉力牵引。
本发明的有益效果是，本发明通过服务器和颈椎牵引装置；所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引，实现了精确计算获得的理疗参数，可以使颈椎牵引装置的效果达到最好，避免了由人工设定造成主观性强，随意性大的缺点，同时降低了医院的人力成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明所涉及的颈椎牵引系统的原理框图；
图2是本发明服务器的原理框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例1
图1是本发明所涉及的颈椎牵引系统的原理框图。
如图1所示，本实施例1提供一种颈椎牵引系统，包括：服务器和颈椎牵引装置(颈椎牵引设备)；所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引；在颈椎牵引装置内设置由服务器精确计算获得的理疗参数，可以使颈椎牵引装置的效果达到最好，避免了由人工设定造成主观性强，随意性大的缺点，同时降低了医院的人力成本。
图2是本发明服务器的原理框图。
如图2所示，在本实施例中，所述服务器包括存储器、处理器及通讯模块。所述存储器、处理器以及通讯模块各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
其中，存储器用于存储程序或者数据。所述存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器用于读/写存储器中存储的数据或程序，并执行相应地功能。
通讯模块用于通过所述网络建立所述服务器与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。
应当理解的是，图2所示的结构仅为服务器的结构示意图，所述服务器还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在本实施例中，所述服务器适于计算颈椎牵引装置的理疗参数，即所述服务器适于采集数据采集数据；所述服务器适于根据历史数据构建相应向量；以及所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数，实现了理疗参数的精确获取，避免了由人工设定造成主观性强，随意性大的缺点，同时降低了设置颈椎牵引设备参数的医务人员数量降低了医院的人力成本。
在本实施例中，所述服务器适于采集数据，即所述服务器适于根据NDI量表获取相应数据，即美国物理理疗学会骨科分会使用颈椎功能障碍指数量表(neck disabilityindex，NDI)，用于评价颈部疼痛患者ADL能力，该量表评价方法属循证医学中的一级证据，广泛用于测评颈痛患者的功能障碍，用于评价神经根型颈椎病具有良好的信度和效度；每个项目最低得分为0分，最高得分为5分，分数越高表示功能障碍程度越重；该量表是一个患者自评的问卷调查表，包含10个项目，简洁明了,容易填写；根据患者在NDI量表填写的数据，可以获得所需的数据。
在本实施例中，所述服务器适于根据历史数据(患者NDI量表历史数据和颈椎牵引设备理疗参数的历史数据等)构建相应向量，即所述服务器适于构建拉力牵引力回归系数向量和牵引角度回归系数向量；以NDI量表内10个项目的回答结果(可以作为采集的数据)作为特征，拉力牵引力作为目标变量，采用岭回归，获取拉力牵引力回归系数向量：
ωF＝(XTX+λI)-1XTY；
其中，ωF为拉力牵引力回归系数向量；X为患者NDI量表历史数据，为N×10矩阵，行是每个患者的回答数据，列为特征，N为训练数据数目；T为转置；λ为正则化系数；I为单位阵；Y为拉力牵引力目标变量历史数据，为N×1矩阵；同理，获取牵引角度回归系数向量ωA。
在本实施例中，有些患者进行问卷回答时(填写NDI量表)受主观情绪等因素影响，项目回答结果与真实疾病情况有差距，因此将对拉力牵引力、牵引角度大幅超过预测均值的数据进行修正；所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数，即获取拉力牵引力；拉力牵引力为：
Figure BDA0002304205080000071
其中，F为拉力牵引力(即患者使用的颈椎牵引设备最终施加的拉力牵引力)；C为牵引力调节系数(经调试，C在0.7-0.8左右性能为最佳)；Xc为当前患者NDI量表数据；BW为当前患者体重。
在本实施例中，所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数，即获取牵引角度；根据牵引角度历史数据预测角度的均值与标准差；所述均值为：
Figure BDA0002304205080000072
其中，μ为均值；Xi为第i个训练数据，i∈[1,N]；
所述标准差为：
Figure BDA0002304205080000073
其中，δ为标准差；
则牵引角度为：
Figure BDA0002304205080000074
其中，θ为牵引角度(即患者使用的颈椎牵引设备最终的牵引角度)。
在本实施例中，所述颈椎牵引装置包括：控制模块，以及与该控制模块连接的牵引机构、拉力机构、拉力传感器、角度传感器和通信模块；所述控制模块可以但不限于采用ARM，并在硬件平台上移植linux操作系统以及相应驱动；所述拉力传感器可以但不限于采用DJYZ-25圆柱式拉压力传感器；所述角度传感器可以但不限于采用LCT626S数字输出型双轴倾角传感器；所述通信模块可以但不限于采用WI-FI等；所述控制模块适于通过所述通信模块接收所述服务器发送的理疗参数；所述拉力传感器适于检测拉力机构施加的拉力；所述角度传感器适于检测牵引机构进行角度牵引时的牵引角度；所述控制模块适于控制拉力机构施加与理疗参数内拉力牵引力大小相同的拉力，实现了拉力牵引力的精确控制；所述控制模块适于控制牵引机构按理疗参数内牵引角度进行角度牵引，实现了牵引角度的精确控制。
在本实施例中，所述牵引机构包括：前后牵引轴、左右牵引轴、前后方向电机和左右方向电机；所述前后牵引轴与左右牵引轴相连，并且相互垂直；所述前后牵引轴和左右牵引轴内均设有滚珠丝杠；所述控制模块适于控制安装在前后牵引轴一端的前后方向电机和安装在左右牵引轴一端的左右方向电机旋转带动滚珠丝杠上的丝母产生直位移，以实现角度牵引。
在本实施例中，所述拉力机构横向固定于前后牵引轴的后侧；所述拉力机构可以但不限于采用电机；所述控制模块适于控制拉力机构施加拉力拖动前后牵引轴，实现拉力牵引。
综上所述，本发明通过服务器和颈椎牵引装置；所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引，实现了精确计算获得的理疗参数，可以使颈椎牵引装置的效果达到最好，避免了由人工设定造成主观性强，随意性大的缺点，同时降低了医院的人力成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种颈椎牵引系统，其特征在于，包括：
服务器和颈椎牵引装置；
所述颈椎牵引装置适于根据服务器发送的理疗参数实现颈椎牵引。
2.如权利要求1所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述服务器适于计算颈椎牵引装置的理疗参数，即
所述服务器适于采集数据，并根据历史数据构建相应向量；以及
所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数。
3.如权利要求2所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述服务器适于采集数据，即
所述服务器适于根据NDI量表获取相应数据。
4.如权利要求3所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述服务器适于根据历史数据构建相应向量，即
所述服务器适于构建拉力牵引力回归系数向量和牵引角度回归系数向量；
以NDI量表内的回答结果作为特征，拉力牵引力作为目标变量，采用岭回归，获取拉力牵引力回归系数向量：
ωF＝(XTX+λI)-1XTY；
其中，ωF为拉力牵引力回归系数向量；X为NDI量表历史数据，为N×10矩阵，行是每个患者的回答数据，列为特征，N为训练数据数目；T为转置；λ为正则化系数；I为单位阵；Y为拉力牵引力目标变量历史数据，为N×1矩阵；
同理，获取牵引角度回归系数向量ωA。
5.如权利要求4所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述服务器适于根据采集的数据和相应向量构建理疗参数设定模型，并获取理疗参数，即
所述服务器适于获取拉力牵引力；
拉力牵引力为：
Figure FDA0002304205070000021
其中，F为拉力牵引力；C为牵引力调节系数；Xc为当前患者NDI量表数据；BW为当前患者体重；
所述服务器适于获取牵引角度；
根据牵引角度历史数据预测角度的均值与标准差；
所述均值为：
Figure FDA0002304205070000022
其中，μ为均值；Xi为第i个训练数据，i∈[1,N]；
所述标准差为：
Figure FDA0002304205070000023
其中，δ为标准差；
则牵引角度为：
Figure FDA0002304205070000024
其中，θ为牵引角度。
6.如权利要求5所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述颈椎牵引装置包括：控制模块，以及与该控制模块连接的牵引机构、拉力机构、拉力传感器、角度传感器和通信模块；
所述控制模块适于通过所述通信模块接收所述服务器发送的理疗参数；
所述拉力传感器适于检测拉力机构施加的拉力；
所述角度传感器适于检测牵引机构进行角度牵引时的牵引角度；
所述控制模块适于控制拉力机构施加与理疗参数内拉力牵引力大小相同的拉力；
所述控制模块适于控制牵引机构按理疗参数内牵引角度进行角度牵引。
7.如权利要求6所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述牵引机构包括：前后牵引轴、左右牵引轴、前后方向电机和左右方向电机；
所述前后牵引轴与左右牵引轴相连，并且相互垂直；
所述前后牵引轴和左右牵引轴内均设有滚珠丝杠；
所述控制模块适于控制安装在前后牵引轴一端的前后方向电机和安装在左右牵引轴一端的左右方向电机旋转带动滚珠丝杠上的丝母产生直位移，以实现角度牵引。
8.如权利要求7所述的颈椎牵引系统，其特征在于，
所述拉力机构横向固定于前后牵引轴的后侧；
所述控制模块适于控制拉力机构施加拉力拖动前后牵引轴，实现拉力牵引。
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