[實用新型]一種壓痛力學測試儀

有效

• 申請號: 201320815358.0
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN203693562U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張軍
• 申請（專利權）人: 張軍
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 高玉濱

技術領域

本實用新型涉及一種壓痛力學測試儀，屬于外科醫療器械技術領域。

背景技術

疼痛是一種普遍的臨床癥狀，給患者生活帶來很多負面的影響。目前臨床疼痛診斷主要依靠詢問患者的主觀疼痛感受，沒有可靠的量化疼痛值的手段，準確性差。

國際上通用的是疼痛心理量尺，可獲得患者主觀疼痛信息，而用于臨床診斷則受患者主觀影響較大。也有研究人員利用功能性核磁共振儀掃描大腦來測量一個人真實疼痛程度的方法，但此方法設備昂貴，操作復雜。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供了一種不受患者主觀感受的影響，能客觀、定量地記錄人體壓痛力學測試儀，它克服了現有技術中的缺點，實現肌肉軟組織張力以及壓痛點閾值的綜合測量，可以作為醫生了解患者壓痛程度和治療前后的對比情況及比較不同患者之間痛閾差別的依據，而提高痛癥放松治療效果的人體肌肉力學定量測試儀。

本實用新型的目的是這樣實現的：人體壓痛力學測試儀主要包括殼體、數字顯示屏和測量裝置，測量裝置安裝于殼體內部，殼體頂部設有具有數據處理功能的數字顯示屏；測量裝置測量壓力和位移并傳遞信號給數字顯示屏；基于大變形下人體軟組織的粘彈性模型計算壓痛值，所述測量裝置將測量的數值反應于數字顯示屏。

進一步地，所述測量裝置包括壓頭，套筒，位移傳感器，導軌，壓力傳感器和彈簧，壓頭連接于套筒，套筒連接于殼體并可沿殼體內壁滑動，壓頭露于殼體外部，位移傳感器的檢測頭一端垂直連接于套筒，另一端垂直連接于殼體；套筒與殼體內壁之間連接有導軌，導軌外套有彈簧，壓力傳感器壓制彈簧。

進一步地，所述壓頭為一圓柱體，頭部呈光滑的半圓形。

進一步地，套筒為一圓柱體，上下平面間有兩條光滑的通孔。

進一步地，所述導軌為兩條普通的光滑圓柱桿。

顯示測量結果的數字顯示屏內設置有數據處理芯片和數據顯示芯片；壓力傳感器能通過壓頭將力轉換成電信號輸出，位移傳感器可通過主體兩側的位移桿及跨置在位移桿上的可變性構件將位移輸出，壓力信號和位移信號輸出端分別與濾波器、信號放大器及A/D轉換器相連，再經數據處理芯片處理計算出壓痛值，并顯示在數字顯示屏上，該壓痛力學測試儀能客觀地測量壓痛值和軟組織張力，采用定量的方法判斷治療效果。

本實用新型的工作原理及流程簡介如下：

人體肌膚軟組織模型是形變模型在人體肌膚軟組織建模方面的一個應用領域。為了滿足系統對真實性和反應實時性的綜合要求，在分析了非物理模型、質量-彈簧模型、有限元模型和長單元模型四種軟組織建模方法后，在質量-彈簧模型的基礎上，建立大變形下的活體軟組織粘彈性模型。即整個系統的運動方程可從集合網格中所有質量點的運動得到。把N個獨立質量點的位置向量連接成一個3N維的位移向量，可得到

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其中，M、C和K分別為質量、阻尼、彈性系數矩陣，x是位移向量，都是典型的稀疏矩陣。M和C都是對角陣，K是帶狀的，因為彈簧的彈力僅是相鄰質量點間距離的函數。f是一個3N維向量，表示施加在質量點上的所有外力。

考慮到人體軟組織具有粘彈性，在相應施加荷載和卸去荷載時，要經過一個指數級的延時（），軟組織模型的彈簧系數可以用指數函數來模擬，設定彈性系數k為變形量x的指數函數，即

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其中a、b是待確定的參數，x是被壓點的變形量。

采用常用的迭代方法歐拉算法即可求解系統的動態方程。

通過建立人體軟組織的粘彈性模型，可以很好的擬合人體軟組織狀態，為人體肌肉狀態檢測提供壓力-位移模型，可以通過計算得到人體局部軟組織的力學特性。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型克服了現有技術中人體肌肉狀態檢測受患者主觀感受影響的缺點，能夠客觀定量地記錄人體肌肉狀態。

2.本實用新型可以將軟組織張力測量與壓痛點測量相結合，提供一種綜合評價人際肌肉狀態的指標數據。

3.本實用新型體積小巧便于攜帶，具有安全性，能夠實時顯示精確數據。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖中標記：1、壓頭，?2、套筒，?3、位移傳感器，?6、導軌，?7、壓力傳感器，?8、彈簧，?9、殼體，4、位移傳感器信號線，5、壓力傳感器信號線。

圖2為本實用新型的測量裝置結構原理圖；