CN214971184U - 一种骨科治疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种骨科治疗装置，包括静态磁场发生器、动态磁场发生器及驱动机构，静态磁场发生器连接于驱动机构并用于产生能够覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场；动态磁场发生器能够连接人体并能够在骨骼待治疗区域产生动态磁场；驱动机构能够调整静态磁场发生器的位置，以使得动态磁场与静态磁场在骨骼待治疗区域相复合；静态磁场发生器及动态磁场发生器能够基于静态磁场与动态磁场的复合，使得骨骼待治疗区域产生力学刺激、电学刺激和机械振动刺激中的一种，或多种的结合，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成。这样患者便不用移动位置，而是通过驱动机构移动静态磁场发生器来使得骨骼待治疗区域位于静态磁场的覆盖范围内。

Description

一种骨科治疗装置

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种骨科治疗装置。

背景技术

对于四肢骨折(包括股骨、胫骨、腓骨、尺桡骨、肱骨、手骨和足骨等)的患者来说除了需要进行常规的手术治疗、药物治疗之外，也通常伴随着一种或多种物理治疗手段。常用的物理治疗包括：脉冲电磁场治疗、机械振动治疗以及超声波治疗等。传统的骨科治疗装置体积较大，需要患者全身移动至治疗设备上才能进行治疗，对患者使用造成不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种骨科治疗装置，旨在解决现有技术中传统的骨科治疗装置体积较大需要移动患者到该装置上才能进行治疗，使用不便的技术问题，并提高治疗效果。

本实用新型是这样实现的，一种骨科治疗装置，包括静态磁场发生器、动态磁场发生器及驱动机构，所述静态磁场发生器连接于所述驱动机构并用于产生能够覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场；所述动态磁场发生器能够连接人体并能够在所述骨骼待治疗区域产生动态磁场；所述驱动机构能够调整所述静态磁场发生器的位置，以使得所述动态磁场与所述静态磁场在所述骨骼待治疗区域相复合；

所述静态磁场发生器及所述动态磁场发生器能够基于所述静态磁场与所述动态磁场的复合，使得骨骼待治疗区域产生力学刺激、电学刺激和机械振动刺激中的一种，或多种的结合，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括移动架以及滑动连接于所述移动架的连接座，所述移动架能够移动位置，所述静态磁场发生器连接于所述连接座。

在其中一个实施例中，所述移动架包括安装台、移动底座及连接所述安装台与所述移动底座的伸缩件，所述移动底座位于所述安装台下方并能够移动位置，所述连接座滑动连接于所述安装台，所述伸缩件能够调整所述安装台与所述移动底座之间的距离。

在其中一个实施例中，所述安装台上设有滑道，所述滑道沿水平方向延伸，所述连接座滑动连接于所述滑道。

在其中一个实施例中，所述驱动机构还包括转动连接于所述连接座的转动件，所述静态磁场发生器连接于所述转动件，所述静态磁场发生器能够在所述转动件相对于连接座转动时做圆周运动或自转。

在其中一个实施例中，所述转动件包括转动连接于所述连接座的转动架、连接于转动架的第一转动杆及连接于转动架并与第一转动杆处于同一直线上且相间隔的第二转动杆，所述静态磁场发生器包括连接于所述第一转动杆的第一磁体及连接于所述第二转动杆的第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体之间具有容置空间，当所述骨骼待治疗区域进入所述容置空间时，所述静态磁场覆盖所述骨骼待治疗区域。

在其中一个实施例中，所述第一磁体转动连接于所述第一转动杆，所述第二磁体转动连接于所述第二转动杆，所述第一磁体的转动轴线与所述第一转动杆的中心轴线重合，所述第二磁体的转动轴线与所述第二转动杆的中心轴线重合。

在其中一个实施例中，所述第一磁体与所述第二磁体均为弧形，且所述第一磁体的弧突朝向所述第一转动杆，所述第二磁体的弧突朝向所述第二转动杆；所述第一磁体朝向所述第二磁体的一侧的磁极与所述第二磁体朝向所述第一磁体的磁极相反，所述第一磁体与所述第二磁体之间的静态磁场的磁感应强度为0.001T-3T。

在其中一个实施例中，所述转动件能够调整所述第一磁体与所述第二磁体之间的距离。

在其中一个实施例中，所述动态磁场发生器包括用于连接所述骨骼待治疗区域的绷带以及连接于所述绷带的动态磁场发射线圈，所述动态磁场发射线圈用于向所述骨骼待治疗区域产生所述动态磁场，所述动态磁场频率为0.1Hz～500MHz，所述动态磁场的频率包括电磁场载波频率和调制波频率；所述动态磁场的磁感应强度为0T～10T。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：静态磁场发生器能够产生覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场，动态磁场发生器能够通过调节线圈位置及动态磁场的参数在骨骼待治疗区域内产生动态磁场，这样静态磁场与动态磁场对于骨骼待治疗区域能够产生单独的力学、电学和机械振动刺激，或是联合产生上述多种物理因子的结合，这样通过非接触的静态磁场与动态磁场的复合便实现了对骨骼内部待治疗区域的多种可控的物理刺激，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成，促进骨重建平衡，产生对骨质疏松症、骨折及骨不连等人体骨代谢相关性疾病的治疗效果。动态磁场发生器能够连接于人体，这样无论患者在哪里，动态磁场始终覆盖患者的骨骼待治疗区域。驱动机构能够根据患者的位置及需要调整所述静态磁场发生器的位置，这样患者便不用移动位置，而是通过驱动机构移动静态磁场发生器来使得骨骼待治疗区域位于静态磁场的覆盖范围内，从而实现所述动态磁场与所述静态磁场在所述骨骼待治疗区域相复合。

在实际应用中，可根据不同的疾病状态，将静态磁场发生器移动至骨骼待治疗区域附近，以对骨骼内部的待治疗区域施加静态磁场。动态磁场连接与人体能够在骨骼待治疗区域内部产生感生电流，感生电流在静态磁场作用下产生洛伦兹力的作用，从而使骨骼内部的待治疗区域产生局部的机械振动，实现由外加电磁场导入的力、电和振动的复合物理刺激。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的骨科治疗装置的立体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的骨科治疗装置的动态磁场发生器在一种实施例中的结构图示意图；

图3是本实用新型实施例提供的骨科治疗装置的动态磁场发生器在另一种实施例中的结构图示意图。

附图标记说明：

1、移动底座；11、伸缩件；12、控制摇手；13、安装台；14、滑道；2、连接座；21、转动轴；31、第一转动杆；32、第二转动杆；33、转动架；41、第一磁体；42、第二磁体；51、电源；521、动态磁场发射线圈；522、绷带；53、信号发生器；6、驱动机构控制系统；7、参数调整与记录系统。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型提供一种骨科治疗装置，用于对人体骨代谢紊乱相关性疾病进行治疗。

骨科治疗装置包括静态磁场发生器及动态磁场发生器及驱动机构。

静态磁场发生器连接于驱动机构并用于产生能够覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场。动态磁场发生器能够连接人体并能够在骨骼待治疗区域产生动态磁场。驱动机构能够调整静态磁场发生器的位置，以使得动态磁场与静态磁场在骨骼待治疗区域相复合。上述骨骼主要指股骨、胫骨、腓骨、尺桡骨、肱骨、手骨和足骨等四肢骨骼，上述骨骼待治疗区域即为出现骨代谢紊乱相关性疾病的骨骼内部需要进行治疗的目标区域。

静态磁场发生器及动态磁场发生器能够基于静态磁场与动态磁场的复合，使得骨骼待治疗区域产生力学刺激、电学刺激和机械振动刺激中的一种，或多种的结合，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成，促进骨重建平衡。

对于本骨科治疗装置，静态磁场发生器能够产生覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场，动态磁场发生器能够通过调节线圈位置及动态磁场的参数在骨骼待治疗区域内产生动态磁场，这样静态磁场与动态磁场对于骨骼待治疗区域能够产生单独的力学、电学和机械振动刺激，或是联合产生上述多种物理因子的结合，这样通过非接触的静态磁场与动态磁场的复合便实现了对骨骼内部待治疗区域的多种可控的物理刺激，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成，促进骨重建平衡，产生对骨质疏松症、骨折及骨不连等人体骨代谢相关性疾病的治疗效果。

使用时，可先将动态磁场发生器连接于人体，以使得骨骼待治疗区域处于动态磁场的覆盖范围内，再将驱动机构移动至患者附近，并通过驱动机构将静态磁场发生器移动至骨骼待治疗区域附近，以使得骨骼待治疗区域处于静态磁场覆盖范围内，此时静态磁场与动态磁场在骨骼待治疗区域复合，产生治疗效果。

动态磁场发生器能够连接于人体，这样无论患者在哪里，动态磁场始终覆盖患者的骨骼待治疗区域。驱动机构能够根据患者的位置及需要调整所述静态磁场发生器的位置，这样患者便不用移动位置，而是通过驱动机构移动静态磁场发生器来使得骨骼待治疗区域位于静态磁场的覆盖范围内，从而实现所述动态磁场与所述静态磁场在所述骨骼待治疗区域相复合，以达到骨骼治疗的效果，使用简单方便。

在实际应用中，可根据不同的疾病状态，将静态磁场发生器移动至骨骼待治疗区域附近，以对骨骼内部的待治疗区域施加静态磁场。动态磁场连接与人体能够在骨骼待治疗区域内部产生感生电流，感生电流在静态磁场作用下产生洛伦兹力的作用，从而使骨骼内部的待治疗区域产生局部的机械振动，实现由外加电磁场导入的力、电和振动的复合物理刺激。

在本实施例中，驱动机构的各个部件均由不锈钢材料制成，以避免在复合的动态磁场与静态磁场中受力。驱动机构包括移动架以及滑动连接于移动架的连接座2，移动架能够移动位置，静态磁场发生器连接于连接座2。连接座2通过相对于移动架滑动改变位置，从而改变静态磁场发生器的位置，以使得骨骼待治疗区域处于静态磁场的覆盖范围内。

具体地，安装台13上设有滑道14，滑道14沿水平方向延伸，连接座2滑动连接于滑道14。这样连接座2便实现了水平方向的平移，从而带动静态磁场发生器在水平方向进行平移。在本实施例中，安装台13可开设有安装槽，滑道14开设于安装槽的相对两槽壁上，连接座2位于安装槽内并能够沿滑道14滑动。

其中，移动架包括安装台13、移动底座1及连接安装台13与移动底座1的伸缩件11。移动底座1位于安装台13下方并能够移动位置，具体地，移动底座1上设有多个滚轮，移动底座1通过滚轮的滚动移动位置，从而带动安装台13进行平移。连接座2滑动连接于安装台13，伸缩件11能够调整安装台13与移动底座1之间的距离，这样患者便能够根据需要调整安装台13的高度，以使得连接座2带动静态磁场发生器移动到骨骼待治疗区域附近。例如，将安装台13调整到与常规病床高度相配合。

具体地，伸缩件11包括多个依次相连的伸缩杆以及连接于安装台13的控制摇手12，多个伸缩杆两端的两伸缩杆分别连接于安装台13及移动底座1，伸缩件11能够通过摇动控制摇手12来调节相邻两伸缩杆之间的夹角，从而实现安装台13与移动底座1之间的距离的调节。

为进一步增加静态磁场发生器的活动范围，驱动机构还包括转动连接于连接座2的转动件，静态磁场发生器连接于转动件，静态磁场发生器能够在转动件相对于连接座2转动时做圆周运动。这样，通过移动连接座2及调节伸缩件11可实现静态磁场发生器的大距离竖直方向及水平方向的移动，通过转动该转动件，可实现静态磁场发生器的微调，同时，由于转动件的设置，静态磁场发生器可悬空设置，以便于避让患者的其他部位，从而更靠近骨骼待治疗区域。

其中，转动件包括转动架33、连接于转动架33的第一转动杆31及连接于转动架33并与第一转动杆31处于同一直线上且相间隔的第二转动杆32，转动架33用于支撑第一转动杆31及第二转动杆32，第一转动杆31与第二转动杆32可均平行于水平面，转动架33转动连接于连接座2，转动架33的转动轴21线可以为水平方向，也可以为竖直方向。

可选的，转动架33通过转动轴21转动连接于连接座2，转动轴21转动连接于连接座2，且转动轴21的转动轴21线为竖直方向，转动架33转动连接于转动轴21，转动架33的转动轴21线为水平方向，这样便实现了转动架33绕水平轴线与竖直轴线的转动，从而适应患者不同的使用需求，患者能够选择更舒适的姿势进行治疗，也可以实现不同方向的静态磁场曝露。在本实施例中，转动架33绕水平轴线与绕竖直轴线均可转动90度。在其他实施例中，转动架33还可通过万向轴与连接座2转动连接，以实现静态磁场发生器不同方向的转动。

静态磁场发生器包括连接于第一转动杆31的第一磁体41及连接于第二转动杆32的第二磁体42。当转动架33转动时，第一磁体41与第二磁体42同时进行圆周运动。第一磁体41与第二磁体42之间具有容置空间，该容置空间用于容置患者的待治疗部位。当骨骼待治疗区域进入容置空间时，静态磁场覆盖骨骼待治疗区域。使用时，可通过调节驱动机构使得第一磁体41与第二磁体42分别位于骨骼待治疗区域的两侧，此时骨骼待治疗区域位于容置空间内，由于动态磁场发生器在骨骼待治疗区域产生动态磁场，此时动态磁场与静态磁场在骨骼待治疗区域复合。

可选地，第一磁体41转动连接于第一转动杆31，第二磁体42转动连接于第二转动杆32，第一磁体41的转动轴21线与第一转动杆31的中心轴线重合，第二磁体42的转动轴21线与第二转动杆32的中心轴线重合。这样，第一磁体41与第二磁体42便能够根据需要调整角度，以与患者的待治疗区域的部位适配，而无需患者调整自身病患部位，更加方便患者使用。

在本实施例中，第一磁体41与第二磁体42均为弧形，且第一磁体41的弧突朝向第一转动杆31，第二磁体42的弧突朝向第二转动杆32。作为优选，第一磁体41与第二磁体42均为半圆形。这样，容置空间便形成了近似圆形或椭圆形的区域，这与人体的四肢骨骼的轮廓适配，以使得骨骼受到周向均匀的磁场作用，提高治疗效果。

其中，第一磁体41与第二磁体42均为永磁体，该永磁体可以由铁氧体、钕铁硼等稀土合金永磁体或钐钴永磁体中的一种或多种材料制成。第一磁体41与第二磁体42相对的两侧分别为N极和S极，这样在患者的骨骼待治疗区域处于容置空间内时，第一磁体41与第二磁体42产生的磁力线穿过人体，以与动态磁场复合效果更佳。其中，第一磁体41与第二磁体42均通过不锈钢保护壳与转动件相连。

使用时用户可沿容置空间的轴向伸入该容置空间内。但这就需要患者移动四肢进行动作，作为优选，转动件能够调整第一磁体41与第二磁体42之间的距离，以满足不同患者不同粗细的肢体结构的需要。在需要使用时，先通过转动件使得第一磁体41与第二磁体42分离，再将第一磁体41与第二磁体42分别移动至骨骼待治疗区域的两侧，再调整转动件使得第一磁体41与第二磁体42相互靠近，直至形成箍状围绕于骨骼待治疗区域周围。这样患者在无需移动有病患的肢体便能够进行治疗，提高了患者的使用体验。

具体地，第一转动杆31为丝杆，第二转动杆32也为丝杆，两丝杆能够通过转动调整第一磁体41与第二磁体42之间的距离。

需要说明的是，伸缩件11的伸缩运动、转动架33的旋转运动、第一转动杆31与第二转动杆32的距离调节，及第一磁体41与第二磁体42的角度调节，均能够通过控制器进行自动控制，也可以人工手动调节。

控制器可包括驱动机构控制系统6及参数调整与记录系统7，驱动机构控制系统6用于控制连接座2的移动、转动件的转动、第一转动杆31与第二转动杆32的移动以及第一磁体41与第二磁体42的转动。参数调整与记录系统7可以记录并调整每次治疗过程中所采用的参数，如静态磁场的强度、方向，动态磁场的频率、强度、波形、功率，治疗的时间以及患者的感受等。

在本实施例中，请参阅图2和图3，动态磁场发生器包括用于连接骨骼待治疗区域的绷带522以及连接于绷带522的动态磁场发射线圈521，动态磁场发射线圈521用于向骨骼待治疗区域产生动态磁场。在使用时，可将绷带522缠绕于患者的需要治疗的肢体处，此时动态磁场发射线圈521的位置随之固定，动态磁场发射线圈521得以稳定在骨骼待治疗区域产生动态磁场，以与静态磁场相复合，达到治疗效果。其中，该绷带522可以为无菌尼龙柔性绷带522，以与人体更加贴合。

具体地，请参阅图2，动态磁场发射线圈521可嵌设于绷带522内侧，此时绷带522动态磁场发射线圈521可呈贴片状，以与皮肤相贴合。请参阅图3，动态磁场发射线圈521还可呈螺旋状缠绕于绷带522内部，此时绷带522能够对动态磁场发射线圈521起到保护作用。其中，绷带522中可设置多个动态磁场发射线圈521，各动态磁场发射线圈521均能够产生动态磁场，以提高穿过人体的磁力线密度及均匀度，以提高对骨骼待治疗区域的力学刺激。同时多个动态磁场发射线圈521可根据骨骼待治疗区域的需要进行位置调整，以调高治疗效果。

本发明装置通过非接触的静态磁场与动态磁场的复合便实现了对骨骼内部待治疗区域的可控机械振动，产生对人体骨代谢紊乱相关性疾病治疗的效果。具体原理如下。

骨骼生物力学研究成果表明：一定强度的机械力和机械振动能够对骨组织细胞产生刺激，引起细胞的分子生物学和生物化学变化，从而改变细胞的生物功能。机械力和机械振动对骨组织细胞的影响主要表现为促进骨形成和抑制骨吸收：骨组织中的骨细胞通过接受机械力和机械振动刺激，分泌多种作用于成骨细胞与破骨细胞的细胞因子，促进成骨细胞的骨形成而抑制破骨细胞的骨吸收作用。此外，成骨细胞也可直接感受机械力和机械振动刺激，增加骨形成；而破骨细胞受到机械力和机械振动刺激后细胞活性减少，骨吸收能力降低。除了终末分化的成骨细胞和破骨细胞，机械力和机械振动还可以影响骨骼间充质干细胞的分化，使之更加倾向于向前成骨细胞分化，从而增加成骨潜能。骨形成的增加和骨吸收的降低的双向调节作用，促进了骨量的增加，从而达到促进骨重建平衡的目的，也是治疗骨质疏松的生物学基础。

从生物力学的角度来说，在骨折处、骨骼和肌肉及骨骼和骨痂的交界面上，由复合磁场产生的机械振动将导致在生理组织中有明显的力学压力变化。通过该装置产生的机械振动作用，可在组织内指定地点引起压力的变化，但每个细胞承受的压力变化都很小，不足以引起细胞的损伤，但能使细胞产生容积运动变化。这种细微结构的压力变化能够起到细微摩擦作用，同时由于能量吸收率的差异使其能够引起细胞和组织间隙液的流动。这种由压力产生的体内间隙流体作用，可以在骨折不规则的断面上以流体剪切力的形式刺激成纤维细胞、成软骨细胞和成骨细胞的增殖和分化。机械振动能改变细胞的形状，也能影响细胞周围的间质液，从而改善细胞的微环境。此外被生物机体所吸收的能量往往转变成热能，这一热能可引起局部温度变化，有些生物酶(例如胶原蛋白酶)对极小的温度变化非常敏感，因此由机械振动装置产生的机械振动可辅助一些酶体反应。此外，作用过程中部分被组织吸收的能量可以转换成热能，由于本装置的特性其热量不足以对组织造成热损伤，但可以引起组织细微的温度变化，进而影响部分酶促反应的进程。

有研究报道机械振动可以引起骨骼的电动力学作用，产生负电压与阳性钙离子结合，使胶原和羟基磷灰石按照同等比例沉积，促进骨形成。机械振动可以通过促进早期软骨内细胞外基质蛋白的合成，从而影响软骨细胞成熟和软骨内骨化，进而加快骨痂形成。机械振动可以促进成纤维细胞中I型胶原表达。研究表明机械振动也可通过增加骨痂内I、II型胶原的合成来促进骨折的愈合。一些实验研究显示，通过机械振动治疗可以增加骨折部位的血流量，而血流量增加是骨折愈合的重要环节，其与骨痂形成和骨量增加正相关；机械振动还能加快软组织损伤的修复，增加胶原的合成，使胶原纤维排列整齐。总之，机械振动装置产生的机械振动以压力波的形式作用于生物体时，能够调节基因表达，加速骨折的愈合；且机械振动对人体的温热效应可扩张血管，增强血液循环，加速新陈代谢，减轻疼痛，起到消炎镇痛的作用。

因此，在实际应用中，可根据不同的疾病状态，将骨骼待治疗区域置于该装置的作用范围内，以对骨骼内部的待治疗区域施加静态磁场和动态磁场。动态磁场在骨骼待治疗区域内部产生感生电流，感生电流在静态磁场作用下受到洛伦兹力的作用，从而使骨骼内部的待治疗区域产生局部的机械振动；由于静态磁场具有一定磁感应强度梯度积，因此能够对待治疗区域产生一定强度的力学刺激，上述这多种物理因子的共同刺激，可在宏观和微观方面，对骨骼代谢过程产生综合的生物效应，起到促进骨骼重建平衡的作用，以达到骨骼代谢紊乱相关的骨质疏松症、骨折及骨不连等骨科疾病治疗的目的。

为了使骨骼待治疗区域宏观和微观受力能避免骨组织破坏情况的发生,静态磁场的磁感应强度

为0.001T～3T，即静态磁场的磁感应强度

可选用0.001T～3T内的任意值。具体地，静态磁场的磁感应强度

可选用的区间包括0.001T～0.5T、0.5T～3T。动态磁场频率为0.1Hz～500MHz，即动态磁场的频率可选用0.1Hz～500MHz内的任意值。具体地，动态磁场频率可选用的区间包括0.1Hz～300Hz、300Hz～5MHz、5MHz～500MHz，动态磁场的磁感应强度

为0T～10T，即动态磁场的磁感应强度

可选用0T～10T内的任意值。上述强度区间的静态磁场均可以在骨骼待治疗区域产生强度可调的磁刺激。其中，静态磁场较大的磁感应强度

(如0.5T～3T)能够增加待治疗区域的力学刺激大小。动态磁场的较小的频率(如0.1Hz～300Hz)可以减少治疗过程中的组织产热，较大频率(如5MHz～500MHz)可以提高力学刺激的振动频率，实际使用时可根据患者不同需求进行频段的选择。作为其中一种实施例中，可使用上述任意强度的动态磁场与较高强度范围(2T～3T)的静态磁场相组合，用户可通过调节静态磁场的强度来调节待治疗区域的力学刺激大小。其中，上述强度的动态磁场产生的电流在人体安全电流范围内(25mA)。其中，上述参数均能保证在宏观和微观受力的作用下细胞层面和组织层面不会发生破坏。

上述动态磁场与静态磁场相耦合时，动态磁场能够在骨骼待治疗区域内部产生感生电流，感生电流在静态磁场下受到洛伦兹力作用，进而在骨骼内部的待治疗区域产生机械振动，机械振动可以促进待治疗区域骨骼的合成代谢，同时抑制分解代谢，从而促进骨重建平衡。其中，上述机械振动的强度和频率可通过调节动态磁场与静态磁场的强度和频率来进行调节，以适应不同骨科疾病的治疗需要。

静态磁场发生器产生的静态磁场具有绝对值为0T/m～150T/m的磁感应强度梯度(dB/dz)，以及绝对值为0T²/m～2000T²/m的磁感应强度梯度积(B dB/dz)。可以理解的，静态磁场的磁感应强度梯度(dB/dz)可选用的区间为0T/m～150T/m，或0T/m～-150T/m，静态磁场的磁感应强度梯度积(B dB/dz)可选用的区间为0T²/m～2000T²/m，或0T²/m～-2000T²/m。梯度磁场可以在覆盖的待治疗区域产生磁力和磁力矩，从而产生一定强度的力学刺激，磁场梯度越大(如10T/m～150T/m或-10T/m～-150T/m)其力学刺激越强，且与振动产生的力学刺激产生耦合作用，进一步增强治疗效果。

在其中一个实施例中，动态磁场发生器通电，动态磁场发生器连接有电源51系统，电源51系统用于为动态磁场发生器供电，以驱动动态磁场发生器。动态磁场发射线圈521可以为由铜、铝等材料制成的线圈。所述动态磁场发生器可由可编程的电流激励源产生的任意可控的波形、幅度、相位差和占空比等。动态磁场发生装置能够对动态磁场的频率、波形、强度、功率等参数进行调节。动态磁场发生装置通过调整动态磁场发射线圈521的位置和动态磁场的参数可以实现对骨骼待治疗区域的动态磁场曝露。

本实施例中，动态磁场发生器的电磁体使用传统铜导线线圈，波形为方波，占空比为10％，相位差为0。本实施例中所述静态磁场的磁感应强度

为3T；所述动态磁场频率为20Hz，动态磁场的磁感应强度

为0.1T。采用上述参数可对骨骼待治疗区域进行有效且稳定的力学刺激，从而达到治疗效果。

具体地，动态磁场发生器还包括信号发生器53及功率放大器，信号发生器53用于产生载波，并通过预设形式调制载波来产生调制波，以最终产生预设电磁波，功率放大器用于放大信号发生器53调制处理后产生的预设电磁波的功率，功率计用于检测和/或显示功率值，动态磁场发射线圈521用于处理预设电磁波以得到具有预设参数的动态磁场，并将处理后的动态磁场释放至待治疗区域。这样动态磁场发生器便能够对动态磁场的频率、波形、强度、功率、相位差和占空比等参数进行调节，上述波形可包括方波、锯齿波、正弦波等。动态磁场发生器通过调整动态磁场发射线圈521位置和动态磁场的参数可以实现特定治疗区域的动态磁场曝露。信号发生器53连接有调制器及控制器，调制器用于调制载波及产生调制波，以产生预设电磁波，控制器用于控制调制器的调制过程。

动态磁场发生器在通电状态下输出波形和占空比可控的动态磁场，动态磁场频率为0.1Hz～500MHz，即动态磁场的磁场频率可选用0.1Hz～500MHz内的任意值。具体地，该动态磁场的频率可以选用的区间包括0.1Hz～300Hz、300Hz～5MHz、5MHz～500MHz，上述任一区间的动态磁场均可作用于骨骼待治疗区域并产生感应电流。静态磁场发生器在通电状态下产生的静态磁场的强度可选用的区间包括0.001T～0.5T、0.5T～3T，骨骼待治疗区域可处于上述任一区间的静态磁场内，动态磁场与静态磁场复合，由动态磁场产生的感应电流结合静态磁场，可在骨骼内部的待治疗区域产生洛伦兹力，并形成预设频率的动态振动，即可对待治疗区域施加机械振动刺激。

需要说明的是，本发明装置可以通过调节静态磁场和动态磁场的参数在待治疗区域实现方向、频率以及强度均可调节的机械振动，以实现对骨骼待治疗区域进行力学刺激。本发明装置所实现的机械振动大小、方向、频率均可以通过调节静态磁场和动态磁场进行调节。

本发明装置的动态磁场发射线圈521可以通过移动脉冲线圈的位置在骨组织附近产生特定方向的振动，来满足人体不同区域所需的不同方向力学刺激的需要；由于静态磁场可以通过超导磁体产生，故可以提供高强度的(如2T～3T)、大梯度(如10T/m～150T/m)的静态磁场，同时还可以通过调节静态磁场强度以及动态磁场的频率(如0.1Hz～300Hz、300Hz～5MHz、5MHz～500MHz)在待治疗的目标区域局部产生特定的频率及振幅，来满足人体不同区域所需的不同方向力学刺激的需要，从而满足骨质疏松和骨不连的不同阶段的需要。

另外，本发明装置还可用于对腰椎骨骼内部的待治疗区域进行治疗。具体可参照上述实施例中治疗腿骨的作用方式及参数。

本发明装置将静态磁场和动态磁场相结合，产生机械振动形成了一种用于治疗骨代谢紊乱相关疾病及促进骨伤修复的治疗装置。本发明装置作用于人体的机械振动强度较低，安全、无副作用；同时，该机械振动为无创非侵入式治疗，无需手术，可避免患者由于手术带来的心理压力；另外，机械振动可以通过调节，避开表面，直接作用于人体患处或疼痛处，加速骨质疏松性骨折的愈合，减轻患者疼痛感，提高骨密度，增强骨强度，进而从整体到局部全面促进骨骼在形态学、生物力学和细胞生物学方面的恢复。

已有的脉冲电磁场骨质疏松治疗仪是通过低频脉冲磁场对骨骼进行磁刺激以达到治疗目的，但是一方面，脉冲磁场的频率和强度调节范围窄，有时难以满足实际治疗需要；另一方面，脉冲磁场仅对骨骼进行了单一的磁刺激。而本发明装置将静态磁场和动态磁场相结合，通过调节静态磁场和动态磁场的多种参数，不仅可以对骨骼待治疗区域进行磁刺激，还可以在骨骼待治疗区域实现力学、电学和机械振动对骨组织的多种复合刺激，可以在宏观和微观方面产生综合作用，以达到治疗目的。

已有的磁声成像装置是通过兆赫兹(MHz)频率的脉冲电磁场结合一定强度的静态磁场在不同电磁特性的生物组织中产生微弱的声波振动，实现不同生物组织的成像。但是一方面，磁声成像装置产生的脉冲电磁场的频率局限在MHz范围，产生的机械振动频率单一，无法适应不同骨科疾病的治疗需要；另一方面，为了实现成像效果，磁声成像装置产生的静态磁场的强度通常较低，而低强度静态磁场产生的机械振动强度太小，且会被骨骼外壁阻隔，无法到达骨骼内部的待治疗区域。而本发明装置将动态磁场和静态磁场相结合，使得骨骼内部的待治疗区域产生具有治疗效果的力学、电学和机械振动刺激。优选地，本发明装置能够通过选用更大强度的静态磁场(2T～3T)及更低频率的动态磁场(0.1Hz～300Hz)，来对骨骼待治疗区域实现力学、磁学和机械振动等多种复合刺激，还可以通过调节静态磁场强度和动态磁场频率来调节待治疗区域的机械振动的强度、频率、方向等多种参数，以对不同骨科疾病进行针对性的匹配治疗。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，仅具体描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种骨科治疗装置，其特征在于，包括静态磁场发生器、动态磁场发生器及驱动机构，所述静态磁场发生器连接于所述驱动机构并用于产生能够覆盖骨骼待治疗区域的静态磁场；所述动态磁场发生器能够连接人体并能够在所述骨骼待治疗区域产生动态磁场；所述驱动机构能够调整所述静态磁场发生器的位置，以使得所述动态磁场与所述静态磁场在所述骨骼待治疗区域相复合；

所述静态磁场发生器及所述动态磁场发生器能够基于所述静态磁场与所述动态磁场的复合，使得骨骼待治疗区域产生力学刺激、电学刺激和机械振动刺激中的一种，或多种的结合，从而调节骨代谢过程中的骨吸收和骨形成。

2.如权利要求1所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述驱动机构包括移动架以及滑动连接于所述移动架的连接座，所述移动架能够移动位置，所述静态磁场发生器连接于所述连接座。

3.如权利要求2所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述移动架包括安装台、移动底座及连接所述安装台与所述移动底座的伸缩件，所述移动底座位于所述安装台下方并能够移动位置，所述连接座滑动连接于所述安装台，所述伸缩件能够调整所述安装台与所述移动底座之间的距离。

4.如权利要求3所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述安装台上设有滑道，所述滑道沿水平方向延伸，所述连接座滑动连接于所述滑道。

5.如权利要求3所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述驱动机构还包括转动连接于所述连接座的转动件，所述静态磁场发生器连接于所述转动件，所述静态磁场发生器能够在所述转动件相对于连接座转动时做圆周运动或自转。

6.如权利要求5所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述转动件包括转动连接于所述连接座的转动架、连接于转动架的第一转动杆及连接于转动架并与第一转动杆处于同一直线上且相间隔的第二转动杆，所述静态磁场发生器包括连接于所述第一转动杆的第一磁体及连接于所述第二转动杆的第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体之间具有容置空间，当所述骨骼待治疗区域进入所述容置空间时，所述静态磁场覆盖所述骨骼待治疗区域。

7.如权利要求6所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述第一磁体转动连接于所述第一转动杆，所述第二磁体转动连接于所述第二转动杆，所述第一磁体的转动轴线与所述第一转动杆的中心轴线重合，所述第二磁体的转动轴线与所述第二转动杆的中心轴线重合。

8.如权利要求6所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述第一磁体与所述第二磁体均为弧形，且所述第一磁体的弧突朝向所述第一转动杆，所述第二磁体的弧突朝向所述第二转动杆；所述第一磁体朝向所述第二磁体的一侧的磁极与所述第二磁体朝向所述第一磁体的磁极相反，所述第一磁体与所述第二磁体之间的静态磁场的磁感应强度为0.001T-3T。

9.如权利要求6所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述转动件能够调整所述第一磁体与所述第二磁体之间的距离。

10.如权利要求1至9任一项所述的骨科治疗装置，其特征在于，所述动态磁场发生器包括用于连接所述骨骼待治疗区域的绷带以及连接于所述绷带的动态磁场发射线圈，所述动态磁场发射线圈用于向所述骨骼待治疗区域产生所述动态磁场，所述动态磁场频率为0.1Hz～500MHz，所述动态磁场的频率包括电磁场载波频率和调制波频率；所述动态磁场的磁感应强度为0T～10T。

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