[發明專利]一種脊柱的軸向加載裝置、方法及加載系統

有效

• 申請號: 202211298485.8
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115372148B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 展嘉文;朱立國;韓濤;馮敏山;于杰;陳明;王尚全;王戈文
• 申請（專利權）人: 中國中醫科學院望京醫院（中國中醫科學院骨傷科研究所）
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 天津合志慧知識產權代理事務所(普通合伙) 12219
• 代理人: 張勇

本發明涉及醫療設備技術領域，特別涉及一種脊柱的軸向加載裝置、方法及加載系統。該裝置包括：框體，包括沿脊柱的軸向延伸的兩個導柱以及沿脊柱的軸向由上至下依次設置的第一平板、第二平板、第三平板和第四平板；軸向加載機構，固定于第一平板上，軸向加載機構包括第一輸出軸，第一輸出軸可沿脊柱的軸向上下伸縮；第一力傳感器，一端與第一輸出軸固定，另一端與第二平板固定；第四平板上設置有具有開口的培養皿，培養皿用于收容脊柱，脊柱的上端和下端分別固定于第一安裝座和第二安裝座，第一安裝座與第三平板連接，第二安裝座與第四平板固定；通過控制機構控制軸向加載機構對脊柱進行軸向連續恒力加載和軸向連續變力加載。

技術領域

本發明涉及醫療設備技術領域，尤其涉及一種脊柱的軸向加載裝置、方法及加載系統。

背景技術

力學載荷對于維持骨骼的結構和功能至關重要。骨組織對其所處力學環境具有適應性，當骨組織所受力學載荷降低時，發生骨質流失，骨組織結構強度降低，從而使骨骼整體力學性能下降。

相關技術中，通常以脊柱為研究對象來進行力學特性的研究。由于脊柱被施加軸向載荷后，其力學性能隨時間變化而改變或為速度的函數，即脊柱存在蠕變現象。然而，相關技術難以有效消除蠕變帶來的影響。

基于此，目前亟待需要一種脊柱的軸向加載裝置、方法及加載系統來解決上述技術問題。

發明內容

本發明提供了一種脊柱的軸向加載裝置、方法及加載系統，能夠有效消除蠕變帶來的影響。

第一方面，本發明實施例提供了一種脊柱的軸向加載裝置，包括：

框體，包括沿脊柱的軸向延伸的兩個導柱以及沿脊柱的軸向由上至下依次設置的第一平板、第二平板、第三平板和第四平板，所述第一平板和所述第四平板均與所述導柱固定，所述第二平板和所述第三平板固定連接，所述第二平板和所述第三平板均可共同沿所述導柱向上或向下移動；

軸向加載機構，固定于所述第一平板上，所述軸向加載機構包括第一輸出軸，所述第一輸出軸可沿所述脊柱的軸向上下伸縮；

第一力傳感器，一端與所述第一輸出軸固定，另一端與所述第二平板固定；

控制機構，分別與所述軸向加載機構和所述第一力傳感器電連接；

所述第四平板上設置有具有開口的培養皿，所述培養皿用于收容脊柱，所述脊柱的上端和下端分別固定于第一安裝座和第二安裝座，所述第一安裝座與所述第三平板連接，所述第二安裝座與所述第四平板固定；

通過所述控制機構控制所述軸向加載機構對所述脊柱進行軸向連續恒力加載和軸向連續變力加載。

第二方面，本發明實施例提供了一種脊柱的軸向加載方法，基于上述任一項實施例所述的脊柱的軸向加載裝置，所述方法包括：

在對所述脊柱進行軸向壓力加載時，通過所述控制機構控制所述軸向加載機構的所述第一輸出軸沿所述脊柱的軸向向下伸出，以帶動所述第二平板和所述第三平板共同沿所述導柱向下移動；

在對所述脊柱進行軸向拉力加載時，通過所述控制機構控制所述軸向加載機構的所述第一輸出軸沿所述脊柱的軸向向上收縮，以帶動所述第二平板和所述第三平板共同沿所述導柱向上移動。

第三方面，本發明實施例提供了一種脊柱的加載系統，包括上述任一項實施例所述的脊柱的軸向加載裝置。

由上述方案可知，本發明提供的脊柱的軸向加載裝置通過軸向加載機構、第一力傳感器和控制機構的三者協同，共同實現對脊柱的軸向連續恒力加載和軸向連續變力加載，從而能夠有效消除蠕變帶來的影響。

附圖說明