CN111728620B - 一种颈椎评估康复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器械领域，具体公开了一种颈椎评估康复装置，可用于对患者进行颈椎健康状态评估检测和保健康复训练。本系统在机械结构上由检测装置、牵引装置和支撑装置三部分组成。检测装置用于检测颈椎的活动范围和肌肉力量；牵引装置用于对病人颈椎进行针对性康复性训练；支撑装置则用于支撑整个系统并确定旋转中心。本装置检测过程简单，检测精度高，能够用于对颈椎周围肌肉劳损状况予以客观、量化的评估，弥补了传统的影像学检查主要针对脊椎和脊髓的不足。本发明可以根据受试者生成针对性康复方案，既能针对大多数有颈肌劳损、颈部疼痛、颈椎病或者颈椎挥鞭样损伤后遗症的病人，也可对健康人群进行颈椎健康状态的评估检测和预防保健。

Description

一种颈椎评估康复装置
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种颈椎评估康复装置。
背景技术
随着我国人口老龄化程度的日益加深，以及智能手机、笔记本电脑等便携电子设备的广泛应用，颈椎病的发病率呈明显上升趋势。颈椎病在老年人中很常见，但是近年来，青少年的患病比例逐年增加，市面上急需能够覆盖所有年龄段的颈椎评估和康复设备。
现在，传统的临床影像学检查主要包括CT，X射线和MRI，可以检查患者的颈椎骨骼和颈椎间盘以及脊髓损伤。但是颈椎既包括骨骼也包括肌肉，影像学检查却很难做到肌肉组织检查。实际上，一些患有颈椎病的患者和许多亚健康人员没有上述病变，其病因主要是由于肌肉受伤，再导致地骨骼病变。因此，为了弥补传统影像学检查的不足，需要找到对颈部肌肉进行检查的方法，并根据颈部肌肉状况制定相应的训练和康复计划。
现有的颈部肌肉检查方案有以下三类：
MCU：MCU(Multi-Cervical Units)是由BTE技术开发的颈椎评估康复的系统。用于评估和康复患有颈部疼痛、鞭笞相关疾病(WAD)和一般颈椎疾病的患者。可以客观地评估、锻炼和康复患病的颈部和颈椎。MCU可以帮助医生执行标准或自定义测试，并通过自动生成报告提供客观评估。该方案检测成本较高，操作流程繁琐。
sEMG：sEMG(surface electromyography)是表面肌电信号法，其原理是检测肌肉神经系统的活动。在标准化控制的条件下，sEMG信号可以定量反映疲劳程度，肌肉力量水平，多个肌肉群的协调性和其他功能状况。该方案对传感器的配置位置有较高要求，很难适用多个检测个体，检测成本较高、检测周期较长。
超声波：与sEMG和MRI相比，超声具有操作简便，无创，成本低，可靠性和有效性的优点，可以较好地评估肌肉厚度。该方案对于超声医生水平要求奇高，不利于大范围推广应用。
以上方案均不能根据颈部肌肉检查提供针对性的康复方案。
因此，设计一种颈椎评估康复系统，不仅能够同时实现评估康复一体化，还能降低成本、简化检测步骤、定制康复训练方案，显然具有积极的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提出了一种适用于所有年龄段的颈椎评估康复装置，其能够降低成本和检查要求，提高对颈部肌肉的检查精度，给医师提供客观的评估依据。
为了实现上述发明目的，本发明具体采用的技术方案如下：
一种颈椎评估康复装置，其包括检测装置、牵引装置和支撑装置；其中牵引装置固定于支撑装置上，检测装置悬挂于支撑装置的前端上方；
所述的检测装置包括旋转中心轴、第一编码器、水平圆周分度机构、第二自由度框架、第一自由度框架、旋转调节机构、头架、第二编码器、竖直圆周分度机构、头环；
旋转中心轴固定在转接块上，并通过齿轮组与检测旋转中心轴转动角度的第一编码器相啮合；旋转中心轴和水平圆周分度机构相对固定；第二自由度框架和水平圆周分度机构相对固定，整体呈倒U型，能以旋转中心轴为中心相对支撑装置旋转；第一自由度框架呈倒U型且置于第二自由度框架内，第一自由度框架和第二自由度框架的两个底端分别通过轴承和转轴转动连接，并在转轴上安装有用于检测转轴转动角度的第二编码器；第一自由度框架以转轴为中心相对第二自由度框架旋转；第一自由度框架通过竖直圆周分度机构调整与第二自由度框架的初始相对角度；第一自由度框架的内侧空间中设有头环，并通过旋转调节机构调整头环与第二自由度框架的相对角度；头架固定在头环上，用于扣合测试者的头部；
所述的牵引装置包括导向轴支座、配重块组、第一转接板、插销定位柱、钢丝张紧机构、导向轴、第一钢丝引导约束机构、第二钢丝引导约束机构、钢丝、旋转牵引滑轮组、第二转接板、第三钢丝引导约束机构、牵引块；
第二自由度框架顶部具有一个中心开设安装通孔的圆盘固定件，第二转接板将旋转中心轴转接安装于圆盘固定件上；旋转牵引滑轮组呈圆弧形，其内侧固定在第二转接板上，弧圈沿所述的圆盘固定件的圆周固定，且弧圈与圆盘固定件之间固定有若干等角度分布且可自由转动的滑轮，且位于中间位置的两个滑轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝穿过的第一引导通道；第三钢丝引导约束机构固定在圆盘固定件的安装通孔中，其具有三个导向轮，第一导向轮和第二导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝穿过的第二引导通道，第三导向轮安装于第一导向轮上方；钢丝一端固定于牵引块上，另一端竖向穿过第三钢丝引导约束机构的第二引导通道后，在第三导向轮的导向下水平穿过旋转牵引滑轮组的第一引导通道，再经过第二钢丝引导约束机构和第一钢丝引导约束机构的引导约束，使得钢丝一端固定在钢丝张紧机构；钢丝张紧机构的下端通过插销定位柱可拆卸式连接第一转接板；配重块组挂接在第一转接板下方，能在钢丝的牵引下沿导向轴上下滑动；导向轴两端通过导向轴支座固定在支撑支架上；
所述第二自由度框架以旋转中心轴为中心相对支撑装置旋转、以及所述第一自由度框架以转轴为中心相对第二自由度框架旋转时，所述钢丝均能在牵引块的牵引下拉动钢丝张紧机构。
作为优选，所述的第一自由度框架中设有竖直调节机构，通过竖直调节机构调整其顶部相对于第二自由度框架的高度。
作为优选，所述的头架由多段分体式的弧形架体围成，且每块弧形架体均由径向调节机构控制沿径向单方向相对移动，以调整头架的围合半径。
作为优选，所述的第二钢丝引导约束机构由两个导向轮组成，两个导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝穿过的第三引导通道，且在第二自由度框架处于初始位置时，第一引导通道与第三引导通道的距离最近。
作为优选，所述的配重块组和导向轴支座之间安装有减震牛筋。
作为优选，所述的钢丝张紧机构包括调整螺钉、螺母、第三转接板、重锤、连接条、限位柱、扭簧；上下两块第三转接板和四个连接条通过铰链链接在一起，形成两块第三转接板间距可调的四边形连杆机构；调整螺钉和螺母通过螺纹固定在上部的第三转接板上方；调整螺钉的底端和重锤连接；钢丝穿过调整螺钉和重锤，终端固定在重锤上；连接条之间通过若干组限位柱连接；扭簧安装在下方的限位柱上，一端贴紧下部的第三转接板，一端贴紧中间限位柱，对中间限位柱施加向下的预压力。
作为优选，所述头架侧部设有近红外光谱传感器，用于监测测试者颈椎位置的疼痛状况。
作为优选，所述的头架上安装有暖风模块或者热疗模块，用于在进行康复训练前对测试者颈椎位置进行加热处理，以缓解疼痛。
作为优选，所述的头架上设有力传感器，用于实时监测反馈测试者对头架施加的力的大小。
作为优选，所述的配重块组由多块配重块可拆卸式组装而成，配重块组整体质量可调。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明的颈椎评估康复装置进行评估时过程动作简单，受试者只需要按提示做很少的动作，仅需半个小时就可对颈椎部分进行全方位的检测；
(2)本发明的装置将评估与康复集成为一体，在受试者做完动作得到评估报告后，之后的适宜的个体化康复计划实施也通过这一系统完成；
(3)本发明所能够记录的数据清晰直观且同时具有很好的广度和深度，不仅可以记录颈部活动范围，还可将数据变化绘制成曲线图，与大量数据进行分析比对后还可得到颈部浅层和深层各块肌肉的健康状况并可视化地精准呈现；
(4)本发明能够对颈椎周围肌肉劳损状况和疼痛情况予以客观、量化的评估，弥补了传统的影像学检查主要针对脊椎与脊髓的不足，完善了临床上对受试者颈椎功能情况的认识。
附图说明
图1为颈椎评估康复装置结构图；
图2为颈椎评估康复装置检测装置结构图；
图3为颈椎评估康复装置牵引装置与检测装置连接图；
图4为颈椎评估康复装置牵引装置的示意图；
图5为第三钢丝引导约束机构结构图；
图6为第二钢丝引导约束机构和旋转牵引滑轮组的钢丝牵引示意图；
图7为牵引装置钢丝张紧机构结构图；
图中，1是检测装置，2是牵引装置2，3是支撑装置3，101是旋转中心轴，102第一编码器，103是水平圆周分度机构，104是第二自由度框架，105是第一自由度框架，106是类棘轮竖直调节机构，107是类齿轮旋转调节机构，108是头架，109是第二编码器，110是竖直圆周分度机构，111是头环，112是力传感器，211是旋转牵引滑轮组，212是转接板，213是第三钢丝引导约束机构，214是屈伸牵引机构，201是导向轴支座，202是减震牛筋，203是配重块组，204是转接板，205是插销定位柱，206是钢丝张紧机构，207是导向轴，208是第一钢丝引导约束机构，209是第二钢丝引导约束机构，210是钢丝，2061是调整螺钉，2062是螺母，2063是转接板，2064是重锤，2065是连接条，2066是限位柱，2067是扭簧。
具体实施方式
如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种颈椎评估康复装置，该装置既能帮助医生对患者进行检查，检测评估患者颈椎健康状况，又能通过康复训练缓解颈椎病带来的疼痛。该颈椎评估康复装置具体包括检测装置1、牵引装置2和支撑装置3三部分。其中支撑装置3是整个装置的安装主题，呈倒L型，具有一个垂直架体和一个水平架体。检测装置1悬挂于支撑装置3的水平架体前端上方。而牵引装置2固定于支撑装置3上，其主体部分位于垂直架体上，通过一条钢丝210连接至检测装置1上。本系统在机械结构上由检测装置、牵引装置和支撑装置三部分组成，检测装置1用于检测颈椎的活动范围和肌肉力量；牵引装置2用于对病人颈椎进行针对性康复性训练；支撑装置3则用于支撑整个系统并确定旋转中心。
在本发明中，检测装置1能够套在患者的头部位置，在患者头部进行前后左右屈伸或摆动过程中，记录相关的检测数据。如图2所示，该检测装置1包括旋转中心轴101、第一编码器102、水平圆周分度机构103、第二自由度框架104、第一自由度框架105、旋转调节机构107、头架108、第二编码器109、竖直圆周分度机构110和头环111。其中，旋转中心轴101固定在转接块上，并通过齿轮组与第一编码器102相啮合，在旋转中心轴101转动过程中，第一编码器102可以检测出旋转中心轴101的转动角度。旋转中心轴101和水平圆周分度机构103相对固定。第二自由度框架104和水平圆周分度机构103也相对固定，整体呈倒U型，由一个U型架体和位于U型架体顶部的圆盘固定件组成。第二自由度框架104整体能以旋转中心轴101为中心相对支撑装置3旋转，旋转过程中通过旋转中心轴101和齿轮组带动第一编码器102转动，进而从第一编码器102中得到旋转角度的数据。第一自由度框架105也呈倒U型，但尺寸小于第二自由度框架104，其整体置于第二自由度框架104内。
第一自由度框架105和第二自由度框架104的两个底端分别通过轴承和转轴转动连接，使第一自由度框架105能够在第二自由度框架104中绕着连接位置转动。并且，在其中一侧的转轴上安装有用于检测转轴转动角度的第二编码器109。第一自由度框架105以转轴为中心相对第二自由度框架104旋转。
第一自由度框架105与第二自由度框架104之间设置有一个竖直圆周分度机构110，竖直圆周分度机构110是一个半圆形的条板，沿程开设有插销孔。竖直圆周分度机构110与第二自由度框架104相对固定，通过向不同的插销孔中插入止动销，可以调节第一自由度框架105与第二自由度框架104的初始相对角度。第一自由度框架105的内侧空间中设有一个近似圆形的头环111，并通过旋转调节机构107调整头环111与第二自由度框架104的相对角度，以便于根据不同测试者调整最佳的佩戴角度。在本实施例中，旋转调节机构107是一个类齿轮的调节机构，头环111与齿轮之间的角度可以通过卡件进行临时固定，齿轮相对第二自由度框架104固定。为了保证头环111能够较好地套在测试者的头部，可以在头环111中固定一个头架108，通过头架108扣合测试者的头部，将测试者头部的作用力传递至头环111上。在本实施例中，头架108由4段分体式的弧形架体围成，且每块弧形架体均由径向调节机构控制沿径向单方向相对移动，以调整头架108的围合半径，适应不同测试者的头围大小。此处的径向调节机构是一个叉形的连杆，连杆前端的两个分叉分别连接两个不同的弧形架体，其后端的直杆段穿过位于头环111上的一个固定槽，直杆段可沿头环111径向移动，而直杆段与固定槽之间可通过螺栓拧紧固定。
同样的，第一自由度框架105的两侧垂直段中分别设有竖直调节机构106，通过竖直调节机构106调整其顶部相对于第二自由度框架104的高度。在本实施例中，竖直调节机构106是一个类棘轮竖直调节机构，通过棘轮来调整其高度。
在该检测装置1中，第一自由度框架105和第二自由度框架104的转动自由度方向是不一样的，第一自由度框架105绕一条水平的旋转轴线转动，由第二编码器109记录数据，用于进行颈椎前屈、后伸、左屈、右屈的测试，而第二自由度框架104则绕一条垂直的轴线转动，由第一编码器102记录数据，用于进行颈椎左转、右转的测试。
牵引装置2能够利用配重对患者头部转动过程中施加牵引力，因此其主要包含导引系统和配重块。如图3和4所示，牵引装置2包括导向轴支座201、配重块组203、第一转接板204、插销定位柱205、钢丝张紧机构206、导向轴207、第一钢丝引导约束机构208、第二钢丝引导约束机构209、钢丝210、旋转牵引滑轮组211、第二转接板212、第三钢丝引导约束机构213、牵引块214。其中，如前所述，第二自由度框架104的顶部具有一个中心开设安装通孔的圆盘固定件，圆盘固定件的中间位置以及沿圆周均设置有安装孔。第二转接板212安装于圆盘固定件的顶面中心，且其中间也开设有用于穿线的通孔，该通孔与圆盘固定件的安装孔连通。第二转接板212将旋转中心轴101转接安装于圆盘固定件上，当圆盘固定件旋转是可以带动旋转中心轴101同步转动。旋转牵引滑轮组211呈圆弧形，其主体为一个弧圈，弧圈内侧通过螺钉固定在第二转接板212上，而弧圈自身则沿圆盘固定件的圆周固定。弧圈与圆盘固定件之间具有一定的间距，两者之间固定有多个等角度分布且可自由转动的滑轮。本实施例中，共设置了6个滑轮，且位于中间位置的两个滑轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝210穿过的第一引导通道，保证钢丝210在不同方向的牵引变向过程中不会脱落。另外，第三钢丝引导约束机构213固定在圆盘固定件的安装通孔中，其具有三个导向轮。如图5所示，第一导向轮和第二导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽也相对构成一条供钢丝210穿过的第二引导通道，第三导向轮安装于第一导向轮上方。本发明中的牵引力是通过钢丝210来传导的，钢丝210一端固定于牵引块214上，牵引块214是一个安装在第一自由度框架105顶部的块体。钢丝210另一端竖向穿过第三钢丝引导约束机构213的第二引导通道后，绕过再绕过第三导向轮形成90°转向，在第三导向轮的导向下水平穿过旋转牵引滑轮组211的第一引导通道，再经过第二钢丝引导约束机构209和第一钢丝引导约束机构208的引导约束，使得钢丝210以垂直姿态端部固定在钢丝张紧机构206。在本实施例中，第二钢丝引导约束机构209由两个导向轮组成，两个导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽也相对构成一条供钢丝210穿过的第三引导通道，且在第二自由度框架104处于初始位置时，第一引导通道与第三引导通道的距离最近；而如图6所示，当第二自由度框架104出现旋转时，第一引导通道与第三引导通道的距离变远，进而对钢丝210进行拉伸。
钢丝张紧机构206的下端通过插销定位柱205可拆卸式连接第一转接板204。配重块组203挂接在第一转接板204下方，能在钢丝210的牵引下沿导向轴207上下滑动。导向轴207两端通过导向轴支座201固定在支撑支架31上，所有的配重块组203均穿过导向轴207，由导向轴207限位使其仅具有竖直方向的滑动自由度。配重块组203可以由多块配重块可拆卸式组装而成，使得配重块组203整体质量可调。本实施例的配重块组，由3种重量的配重块组成，共计20块，可根据测试者选择合适数量的配重块。配重块组203和导向轴支座201之间安装有减震牛筋202，防止两者直接撞击产生过大的噪音和损伤。
在该装置中，钢丝张紧机构206的作用是始终保持钢丝210处于张紧状态，使其能够传导测试者施加的作用力。如图7所示，钢丝张紧机构206包括调整螺钉2061、螺母2062、第三转接板2063、重锤2064、连接条2065、限位柱2066、扭簧2067。第三转接板2063有两块，均弯折成槽形，两块第三转接板2063上下相对布置。上下两块第三转接板2063和四个连接条2065通过铰链链接在一起，形成两块第三转接板2063间距可调的四边形连杆机构。调整螺钉2061和螺母2062通过螺纹固定在上部的第三转接板2063上方。调整螺钉2061的底端和重锤2064连接；钢丝210穿过调整螺钉2061和重锤2064，终端固定在重锤2064上。钢丝210端部插入调整螺钉2061的长度可调整。连接条2065之间通过3组限位柱2066连接；扭簧2067安装在下方的限位柱2066上，一端贴紧下部的第三转接板2063，一端贴紧中间限位柱2066，对中间限位柱2066施加向下的预压力。当中间限位柱2066受到扭簧2067施加的向下的压力时，其会推动连接条2065侧向倾斜，进而带动上部的第三转接板2063具有向下移动的倾斜，由此对钢丝210施加张紧力。插销定位柱205可通过螺钉固定于下部的第三转接板2063上，插销定位柱205下部开设有用于插入插销的销孔，当需要连接配重块组203时，可将插销插入配重块组203和插销定位柱205进行连接，当需要解除配重块组203时直接拔出插销即可。
第二自由度框架104以旋转中心轴101为中心相对支撑装置3旋转、以及第一自由度框架105以转轴为中心相对第二自由度框架104旋转时，钢丝210均能在牵引块214的牵引下拉动钢丝张紧机构206，进而由钢丝张紧机构206带动配重块组203实现牵引。
为了进一步便于医师评估过程中使用，头架108侧部设有近红外光谱传感器，可根据红外光谱与疼痛之间的关系，反应测试者颈椎位置的疼痛状况；另外为了保证准确性还可辅助外科疼痛尺，对测试者的疼痛状况进行评估。外科疼痛尺是外科常见的标记有不同疼痛程度的尺子，可供患者根据主观感受指出疼痛等级。两种指标可以汇总后，由医师综合给出准确的疼痛状况评估结果。
另外，头架108上可设有力传感器112，用于实时监测反馈测试者对头架108施加的力的大小。
为了进一步便于患者在康复训练过程中使用，头架108上安装有暖风模块或者热疗模块，用于在进行康复训练前对测试者颈椎位置进行加热处理，以缓解疼痛。
另外，该颈椎评估康复装置可以和座椅结合起来，做成一体化设计，或将牵引装置集成在座椅上。
在本发明中，头架和头环可分成两个机构，头架可以沿着头环移动；也可将头架和头环集成成类似头盔设计，通过类棘轮机构或者绳扣调整松紧。优选的是，头架内侧填充柔软、无毒亲肤、可反复使用的硅胶贴片，并配套亲肤、易清洗的帆布绑带，保障测试者的舒适性。
本发明的颈椎评估康复装置检测过程简单，检测精度高，能够对颈椎周围肌肉劳损状况予以客观、量化的评估，弥补了传统的影像学检查主要针对脊椎和脊髓的不足；评估与康复一体，可以根据受试者生成针对性康复方案，既能针对大多数有颈肌劳损、颈部疼痛、颈椎病或者颈椎挥鞭样损伤后遗症的病人，也可对健康人群进行颈椎健康状态的评估检测和预防保健。
为了便于理解，下面具体描述该颈椎评估康复装置的使用方法，其包括如下步骤：
1)颈椎前屈、后伸活动范围测试：调整类齿轮旋转调节机构107，让头环111适应测试者头型，配合类棘轮竖直调节机构106让第一自由度框架105的旋转中心对准测试者C5/C6间的水平位置；调整头架108紧靠测试者头部定位，配合尼龙搭扣固定靠牢，将后头架108的底部贴紧枕骨粗隆处，从而固定住测试者的位置。固定完毕后，拔出竖直圆周分度机构110的止动销，让测试者连续进行3次同样的前屈、后伸动作，通过第二编码器109实时监测反馈测试者的的平均活动范围、最大活动范围、变异系数。通过近红外光谱传感器辅助疼痛尺记录测试者的疼痛指数。
2)颈椎左/右旋转活动范围测试：调整类齿轮旋转调节机构107，让头环111适应测试者头型，配合类棘轮竖直调节机构106让第一自由度框架105的旋转中心对准测试者C5/C6间的水平位置；调整头架108紧靠测试者头部定位，配合尼龙搭扣固定靠牢，将后头架108的底部贴紧枕骨粗隆处，从而固定住测试者的位置。固定完毕后，拔出水平圆周分度机构103中部的旋转止动销，让测试者连续进行3次同样的左/右旋转动作，通过第一编码器102实时监测反馈测试者的平均活动范围、最大活动范围、变异系数。通过近红外光谱传感器辅助疼痛尺记录测试者的疼痛指数。
3)颈椎左/右侧屈活动范围测试：打开水平圆周分度机构103中部的旋转止动销，将第二自由度框架104旋转置于0度位，同时确保竖直圆周分度机构110角度也旋转置于0度位；调整类齿轮旋转调节机构107，让头环111适应测试者头型，配合类棘轮竖直调节机构106让第一自由度框架105的旋转中心对准测试者C5/C6间的水平位置；调整头架108紧靠测试者头部定位，固定住测试者的位置。固定完毕后，拔出竖直圆周分度机构110的止动销，让测试者连续进行3次同样的左/右侧屈动作，通过第二编码器109实时监测反馈测试者的平均活动范围、最大活动范围、变异系数。通过近红外光谱传感器辅助疼痛尺记录测试者的疼痛指数。
4)颈椎前屈、后伸等长力量测试：调整类齿轮旋转调节机构107，让头环111适应测试者头型，配合类棘轮竖直调节机构106让第一自由度框架105的旋转中心对准测试者C5/C6间的水平位置；调整头架108紧靠测试者头部定位，配合尼龙搭扣固定靠牢，将后头架108的底部贴紧枕骨粗隆处，从而固定住测试者的位置。固定完毕后，让测试者做前屈、后伸动作，对头架108发力，根据头架108后部的力传感器112实时监测反馈测试者的平均力量、最大力量、变异系数、与正常参考值的比值。通过近红外光谱传感器辅助疼痛尺记录测试者的疼痛指数。
5)颈椎左/右侧屈等长力量测试：打开水平圆周分度机构103中部的旋转止动销，将第二自由度框架104旋转置于0度位，同时确保竖直圆周分度机构110角度也旋转置于0度位；调整类齿轮旋转调节机构107，让头环111适应测试者头型，配合类棘轮竖直调节机构106让第一自由度框架105的旋转中心对准测试者C5/C6间的水平位置；调整头架108紧靠测试者头部定位，固定住测试者的位置。固定完毕后，让测试者做前屈、后伸动作，对头架108发力，根据头架108后部的力传感器112实时监测反馈测试者的平均力量、最大力量、变异系数、与正常参考值的比值。通过近红外光谱传感器辅助疼痛尺记录测试者的疼痛指数。
6)其他分度的活动范围测试和等长力量测试测试：参考上述颈椎前屈、后伸等长力量测试和颈椎左/右侧屈等长力量测试，调整水平圆周分度机构103，实现180度范围内可测。
7)康复报告、康复训练计划生成：根据上述监测的数据，结合既有标准参考数据进行分析，形成受试者颈椎活动范围以及颈椎周围肌肉劳损状况的个体化、数字化评估报告，并以此制定和实施相应的康复训练计划。
8)康复训练：固定步骤类似上述测试步骤，根据康复训练计划，选择合适数量的配重块，将插销插入配重块组203和插销定位柱205，让测试者进行相应的伸屈动作，牵引带动配重块组203沿着导向轴207上下移动，并通过第一编码器102和第二编码器109实时监测旋转角度，进行计数和安全范围提醒。
本发明的技术方案通过检测装置1、牵引装置2和支撑装置3配合，既能帮助医生对患者进行检查，检测评估患者颈椎健康状况，又能制定个性化的治疗方案，通过康复训练缓解颈椎病带来的疼痛，操作方便、检测周期短且治疗效果好。
以上所述是本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明专利的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容进行等效结构变换或修饰均应认为落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种颈椎评估康复装置，其特征在于，包括检测装置(1)、牵引装置(2)和支撑装置(3)；其中牵引装置(2)固定于支撑装置(3)上，检测装置(1)悬挂于支撑装置(3)的前端上方；
所述的检测装置(1)包括旋转中心轴(101)、第一编码器(102)、水平圆周分度机构(103)、第二自由度框架(104)、第一自由度框架(105)、旋转调节机构(107)、头架(108)、第二编码器(109)、竖直圆周分度机构(110)、头环(111)；
旋转中心轴(101)固定在转接块上，并通过齿轮组与检测旋转中心轴(101)转动角度的第一编码器(102)相啮合；旋转中心轴(101)和水平圆周分度机构(103)相对固定；第二自由度框架(104)和水平圆周分度机构(103)相对固定，整体呈倒U型，能以旋转中心轴(101)为中心相对支撑装置(3)旋转；第一自由度框架(105)呈倒U型且置于第二自由度框架(104)内，第一自由度框架(105)和第二自由度框架(104)的两个底端分别通过轴承和转轴转动连接，并在转轴上安装有用于检测转轴转动角度的第二编码器(109)；第一自由度框架(105)以转轴为中心相对第二自由度框架(104)旋转；第一自由度框架(105)通过竖直圆周分度机构(110)调整与第二自由度框架(104)的初始相对角度；第一自由度框架(105)的内侧空间中设有头环(111)，并通过旋转调节机构(107)调整头环(111)与第二自由度框架(104)的相对角度；头架(108)固定在头环(111)上，用于扣合测试者的头部；
所述的牵引装置(2)包括导向轴支座(201)、配重块组(203)、第一转接板(204)、插销定位柱(205)、钢丝张紧机构(206)、导向轴(207)、第一钢丝引导约束机构(208)、第二钢丝引导约束机构(209)、钢丝(210)、旋转牵引滑轮组(211)、第二转接板(212)、第三钢丝引导约束机构(213)、牵引块(214)；
第二自由度框架(104)顶部具有一个中心开设安装通孔的圆盘固定件，第二转接板(212)将旋转中心轴(101)转接安装于圆盘固定件上；旋转牵引滑轮组(211)呈圆弧形，其内侧固定在第二转接板(212)上，弧圈沿所述的圆盘固定件的圆周固定，且弧圈与圆盘固定件之间固定有若干等角度分布且可自由转动的滑轮，且位于中间位置的两个滑轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝(210)穿过的第一引导通道；第三钢丝引导约束机构(213)固定在圆盘固定件的安装通孔中，其具有三个导向轮，第一导向轮和第二导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝(210)穿过的第二引导通道，第三导向轮安装于第一导向轮上方；钢丝(210)一端固定于牵引块(214)上，另一端竖向穿过第三钢丝引导约束机构(213)的第二引导通道后，在第三导向轮的导向下水平穿过旋转牵引滑轮组(211)的第一引导通道，再经过第二钢丝引导约束机构(209)和第一钢丝引导约束机构(208)的引导约束，使得钢丝(210)一端固定在钢丝张紧机构(206)；钢丝张紧机构(206)的下端通过插销定位柱(205)可拆卸式连接第一转接板(204)；配重块组(203)挂接在第一转接板(204)下方，能在钢丝(210)的牵引下沿导向轴(207)上下滑动；导向轴(207)两端通过导向轴支座(201)固定在支撑支架(31)上；
所述第二自由度框架(104)以旋转中心轴(101)为中心相对支撑装置(3)旋转、以及所述第一自由度框架(105)以转轴为中心相对第二自由度框架(104)旋转时，所述钢丝(210)均能在牵引块(214)的牵引下拉动钢丝张紧机构(206)。
2.如权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的第一自由度框架(105)中设有竖直调节机构(106)，通过竖直调节机构(106)调整其顶部相对于第二自由度框架(104)的高度。
3.如权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的头架(108)由多段分体式的弧形架体围成，且每块弧形架体均由径向调节机构控制沿径向单方向相对移动，以调整头架(108)的围合半径。
4.如权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的第二钢丝引导约束机构(209)由两个导向轮组成，两个导向轮的圆周边缘贴近，两者的轮槽相对构成一条供钢丝(210)穿过的第三引导通道，且在第二自由度框架(104)处于初始位置时，第一引导通道与第三引导通道的距离最近。
5.如权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的配重块组(203)和导向轴支座(201)之间安装有减震牛筋(202)。
6.根据权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的钢丝张紧机构(206)包括调整螺钉(2061)、螺母(2062)、第三转接板(2063)、重锤(2064)、连接条(2065)、限位柱(2066)、扭簧(2067)；上下两块第三转接板(2063)和四个连接条(2065)通过铰链链接在一起，形成两块第三转接板(2063)间距可调的四边形连杆机构；调整螺钉(2061)和螺母(2062)通过螺纹固定在上部的第三转接板(2063)上方；调整螺钉(2061)的底端和重锤(2064)连接；钢丝(210)穿过调整螺钉(2061)和重锤(2064)，终端固定在重锤(2064)上；连接条(2065)之间通过若干组限位柱(2066)连接；扭簧(2067)安装在下方的限位柱(2066)上，一端贴紧下部的第三转接板(2063)，一端贴紧中间限位柱(2066)，对中间限位柱(2066)施加向下的预压力。
7.根据权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述头架(108)侧部设有近红外光谱传感器，用于监测测试者颈椎位置的疼痛状况。
8.根据权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的头架(108)上安装有暖风模块或者热疗模块，用于在进行康复训练前对测试者颈椎位置进行加热处理，以缓解疼痛。
9.根据权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的头架(108)上设有力传感器，用于实时监测反馈测试者对头架(108)施加的力的大小。
10.根据权利要求1所述的颈椎评估康复装置，其特征在于，所述的配重块组(203)由多块配重块可拆卸式组装而成，配重块组(203)整体质量可调。
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