【摘要】：頸椎牽引是非手術(shù)治療頸椎病的重要手段之一。合理的牽引治療因素不僅包括牽引力,還與牽引角度、牽引時間、牽引模式相關(guān)。由此,本文在現(xiàn)有的手動頸椎牽引椅基礎(chǔ)上,運(yùn)用自動化、嵌入式等技術(shù)設(shè)計了一種牽引力精度較高、牽引方向多、牽引角度可控、工作模式豐富的自動型醫(yī)用頸椎牽引椅設(shè)備。本文主要完成的工作如下:(1)系統(tǒng)方案設(shè)計與相關(guān)參數(shù)分析。首先對自動型頸椎牽引椅系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,然后進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制方案設(shè)計,最后針對頸椎牽引治療過程中的牽引力、牽引角度、牽引時間、牽引模式等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行理論分析。(2)牽引力的控制策略研究。首先建立牽引力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。其次通過確定模糊集合、隸屬度函數(shù)、制定模糊規(guī)則、解模糊等步驟,完成了牽引力模糊PID控制器的設(shè)計。最后運(yùn)用MATLAB對系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,采用模糊PID控制算法能夠在滿足牽引力精度要求的同時,一定程度上改善系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),提高系統(tǒng)抗干擾能力,增強(qiáng)控制系統(tǒng)的魯棒性。(3)硬件平臺的設(shè)計。基于S3C2440A嵌入式處理器的硬件平臺,完成拉力檢測、LCD觸摸顯示屏、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動、聲光報警、急停裝置等硬件電路設(shè)計。(4)系統(tǒng)軟件的開發(fā)。以Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺完成了系統(tǒng)相關(guān)文件的移植,并對硬件設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動程序開發(fā)。此外,采用觸摸屏組態(tài)軟件Designer進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了用戶登錄、方案建立、參數(shù)設(shè)置、設(shè)備控制、運(yùn)行監(jiān)控等功能操作。(5)硬件平臺的實(shí)驗(yàn)測試。在搭建的硬件平臺上進(jìn)行模型參數(shù)的測試,并設(shè)計了角度牽引實(shí)驗(yàn)和牽引力實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析論證牽引系統(tǒng)模型的可行性。
【圖文】：

到機(jī)械牽引器上，通過臨床實(shí)驗(yàn)獲得了較好的治療效果。1968 年，Maitland 獨(dú)創(chuàng)牽引帶軸向的牽引控制方式，并進(jìn)行了大量的推廣也成為了大多數(shù)牽引設(shè)備后期研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)[12]。2000 年以來，國外頸椎牽引設(shè)備發(fā)展多元化，設(shè)備的智能化水平不斷提高引功能更加豐富，治療過程更加便捷。美國 DTS 解壓牽引床如圖 1.1 所示，該設(shè)備內(nèi)置了大量的臨床治療處方，可以通過界面選擇來實(shí)現(xiàn)頸椎牽引自動治療。此外，還可以通過肌電信號實(shí)控患者治療部位的肌張力水平，避免對患者肌肉產(chǎn)生拉傷、痙攣。由于整個在治療過程中非常人性化，有著良好的市場前景。韓國 CT-88 電動多角度牽引床如圖 1.2 所示，該設(shè)備同樣內(nèi)置多種牽引模式過觸摸屏進(jìn)行控制，整個治療過程實(shí)現(xiàn)了自動化。其中，角度牽引可通過調(diào)體傾斜角度實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備最大的優(yōu)勢在于患者可以在頸椎牽引治療的同時，以進(jìn)行其他部位物理治療。

到機(jī)械牽引器上，，通過臨床實(shí)驗(yàn)獲得了較好的治療效果。1968 年，Maitland 獨(dú)創(chuàng)牽引帶軸向的牽引控制方式，并進(jìn)行了大量的推廣也成為了大多數(shù)牽引設(shè)備后期研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)[12]。2000 年以來，國外頸椎牽引設(shè)備發(fā)展多元化，設(shè)備的智能化水平不斷提高引功能更加豐富，治療過程更加便捷。美國 DTS 解壓牽引床如圖 1.1 所示，該設(shè)備內(nèi)置了大量的臨床治療處方，可以通過界面選擇來實(shí)現(xiàn)頸椎牽引自動治療。此外，還可以通過肌電信號實(shí)控患者治療部位的肌張力水平，避免對患者肌肉產(chǎn)生拉傷、痙攣。由于整個在治療過程中非常人性化，有著良好的市場前景。韓國 CT-88 電動多角度牽引床如圖 1.2 所示，該設(shè)備同樣內(nèi)置多種牽引模式過觸摸屏進(jìn)行控制，整個治療過程實(shí)現(xiàn)了自動化。其中，角度牽引可通過調(diào)體傾斜角度實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備最大的優(yōu)勢在于患者可以在頸椎牽引治療的同時，以進(jìn)行其他部位物理治療。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R681.55; R1;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2622725