[發明專利]一種可多部位使用的力電刺激理療儀及參數設定方法

有效

• 申請號: 202010771195.5
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111905258B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 武曉剛;楊昊;孫佳琦;胡海洋;任夏蓉;張美珍;秦迎澤;段王平;衛小春;李鵬翠;王艷芹;郭紅梅;郭媛;陳維毅
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;G06T17/20;A61F7/00;A61H7/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種可多部位使用的力電刺激理療儀的參數設定方法，其特征在于：電刺激理療儀包括主電源模塊（1）、功能模塊（2）、銜接延展關鍵模塊（3）和主控模塊（4），其中功能模塊（2）設置有若干個，相互之間通過銜接延展關鍵模塊（3）連接，主電源模塊（1）和主控模塊（4）通過銜接延展關鍵模塊（3）連接在若干功能模塊（2）的兩端；

具體步驟為，

S100～使用CT機掃描正常人體頸椎和股骨，將獲得的額狀位、矢狀位以及冠狀位二維視圖斷層圖像集保存作為三維重建的數據資料；

S200～將CT掃描的頸椎、股骨圖像導入Mimics軟件中，Mimics軟件通過三個視窗分別顯示的三個方向切片圖像信息，在矢狀位、冠狀位、額狀位切片圖像上確定左、右、上、下方向的位置；接著，分別將生成的三維模型導出；

S300～使用?Geomagic?studio?軟件建立?NURBS?擬合曲面，運用?Geomagic?studio對Mimics?輸出的三維模型進行曲面優化，使用“網格醫生”修復模型面片，使用“精確曲面”下的“構造曲面片”構造曲面，然后進行劃分曲面片，構造格柵；最后擬合曲面，縫合曲面，使得三維模型變成實體曲面模型；

S400～在Comsol軟件中，使用生成的真實形狀椎骨和股骨的實體曲面模型在有限元軟件中賦予各向同性的多孔彈性材料性質；對建立的各向同性多孔彈性軟骨模型進行參數賦值；

S500～在固體力學和達西定律耦連的物理場環境下，設置軟骨模型的固定約束和邊界條件為：接觸部位施加?z?向脈動位移載荷范圍為[-0.1+0.1*sin（2pi*t）,-3+3*sin（2pi*t）]N；假定骨在佩戴儀器時股骨下表面相對靜止，設置骨下表面z?向約束，進行仿真研究；根據結果的三維數據集分析獲得椎骨、股骨的流速、壓力和應力云圖，整體瀏覽整個骨頭的流速、壓力、應力范圍與局部區域性大小；挑選股骨易產生損傷斷裂的大轉子頭為研究對象，圍繞此部位隨機采集多個樣本點，并依次作為研究數據集進行研究，把原本的約束載荷條件為z?向固定載荷由0.1—3N的外力情況下各點的流速、壓力、應力數據導出，在origin中繪制關于每個樣本點流速、壓力、應力與外加應力的二維點線圖，最后進行數條曲線平均值擬合，獲得椎骨、股骨的流速、壓力、應力大小隨外加壓力變化的樣本點平均統計圖；得出結果，力刺激：力度范圍：0~3N工作電壓：5V工作功率：1W；

S600～在電場和達西定律耦連的物理場環境下，由于仿真的電刺激輸出范圍為16-160V，在接觸部位施加電壓為20V～160V范圍進行仿真研究；根據三維數據集中椎骨、股骨的流速、壓力、應力云圖，整體獲得整個骨頭的流速、壓力、應力范圍與局部區域性大小；挑選股骨易產生損傷斷裂的大轉子頭為研究對象，圍繞此部位隨機采集多個樣本點，并依次作為研究數據集，把每個樣本點接觸部位施加電壓依次為20V，40V，60V，80V，100V，120V，140V，160V范圍情況下的流速、壓力、應力數據導出，在origin中繪制關于每個樣本點流速、壓力、應力與外加應力的二維點線圖，最后進行數條曲線平均值擬合；然后對電刺激進行檢測，檢測實時電刺激產生的頻率是否符合設計要求，人體阻抗大致范圍為：2千歐姆到5千歐姆之間，因此將電刺激部分與四千歐姆阻值的電阻、電流表對接形成回路，檢測電刺激下電路中電流的大小是否在安全范圍內；得出結果，電刺激：刺激頻率：50Hz~1KHz刺激電流：0~35mA。

2.根據權利要求1所述的可多部位使用的力電刺激理療儀的參數設定方法，其特征在于：所述的功能模塊（2）包括功能釋放部位外套（5）、按摩電極接入口（6）、滑動塊（7）、功能模塊電路外殼（8）、銜接插銷（9）、銜接延展關節插入口（10）、連接架（11）和功能釋放的固定架（12），功能模塊電路外殼（8）為弧形結構，功能模塊電路外殼（8）的兩端各通過銜接插銷（9）與一個連接架（11）連接，連接架外側端設置有銜接延展關節插入口（10），連接架內側端通過銷軸與滑動塊（7）連接，滑動塊（7）內的凹槽與功能模塊電路外殼（8）相結合，可在一定空間內移動，滑動塊（7）上鉸接有功能釋放的固定架（12），功能釋放的固定架（12）上安裝功能釋放部位外套（5），功能釋放部位外套（5）上設置有按摩電極接入口（6）。