临床医学论文-脊柱矫形器测力监控装置的研制与应用.doc

《临床医学论文-脊柱矫形器测力监控装置的研制与应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《临床医学论文-脊柱矫形器测力监控装置的研制与应用.doc（5页珍藏版）》请在万象文库上搜索。

1、临床论文-脊柱矫形器力监测装置的研究与应用作者:朱文成白小石【关键词】传感器摘要:目的利用容山原理研制出电子数显支撑杆力监测装置，并将其应用于一种新型脊柱矫形器，用于治疗强直性脊柱炎后凸畸形患者，探讨矫形器的作用机理，进行临床生物力学研究。

2、方法(利用容山原理研制了电容式压力传感器，组装了支撑杆力监测装置。

3、(利用该装置研究新型脊柱矫形器的机理，模拟10名正常人，获得力学参数值，用于观察患者在治疗过程中的对比变化。

4、(对13例强直性脊柱炎所致驼背畸形患者使用配有测力装置的矫形器进行治疗，并对其身高、驼背畸形角度、手柄与耻骨距离、剑与耻骨距离进行为期2周的临床观察。

5、结果利用支撑杆力监测装置进行的实验研究表明，新型脊柱矫形器是一种组合施力装置，其矫形功能由牵引力和挤压力共同完成。

牵引力约4kg，挤压力约18kg。

6、临床研究表明，患者身高的改善幅度为216cm，平均为61cm；。

7、x线片显示驼背畸形角度平均改善121；刀柄和剑之间的平均距离分别增加了51厘米和43厘米。

8、结论支撑杆受力监测装置不仅可以科学地探索矫形器支撑架的力学规律，还可以实时监测其支撑力，从而指导临床治疗，更好地解决脊柱矫形治疗中的量化问题。

关键词:传感器；脊椎；矫形外科；生物力学；强直性脊柱炎电子数字测力仪支架的研制与临床应用:目的研制一种电子数字测力仪支架，安装在新设计的脊柱后凸矫形支架上，并对其生物力学原理和临床应用进行评价方法(研制一种基于容量变化理论的新型装置(电子数字测力仪)，安装在脊柱后凸矫形支架的支架柱上，测量支架的生物力学力；(应用新设计的脊柱矫形支架治疗强直性脊柱炎后凸畸形13例。

测量患者身高、后凸畸形角度、耻骨与胸骨柄或剑突的距离。

结果使用支架后，新型脊柱矫形支架对后凸畸形的牵引力和压缩力分别为4kg和18kg，耻骨与胸骨柄和耻骨与剑突的距离分别增大了51cm和43cm，x线片显示脊柱后凸畸形角度改善121。

结论新型电子数字测力仪能检测和监测支架的生物力学支撑力，是解决支架定量治疗临床难题的有效方法。

驼背；生物力学；多年来，我国临床和科研人员对骨科疾病相关的组织学、微循环、生物化学等方面的研究投入了大量的工作，但相关的临床生物力学研究却很少，使得许多临床生物力学相关问题难以得到满意的答案。

尤其是许多骨科疾病的外固定矫形器治疗还处于定性治疗阶段，无法避免偏差，难以总结骨损伤治疗的生物力学规律。

基于这一思想，作者利用容山原理研制了电位式压力传感器，并将其应用于天津医院研制的新型脊柱矫形器中。

通过临床试验，可以准确获得脊柱外固定和矫正过程中各种数据的动态变化，从而指导临床治疗。

材料和方法11电子数显力监测装置的结构和设计原理111支撑杆传感器的结构是为了测试支撑杆的支撑力值。

利用容山原理，作者设计研制了一种箱式电容式压力传感器，可安装在支撑杆内，方便进行生物力学测试，获取临床相关的重要力学定量参数(图。

力监测装置将主支撑杆分为上下两部分，上部分为测量仪器，下部分仍为旋转调节装置。

测量仪上有数字显示屏，通过按键开关可以控制测量仪的开关、初始位置、读数、零滑和数字精度。

测量仪器的重量不到整个装置的十分之一，自重引起的误差约为1%，可以忽略不计。

12测试方法121测试仪器本实验采用多种生物力学测试方法，采用多种传感器技术和先进的测试手段，包括支撑杆传感器(见前面)、微型压力传感器和压力分布测量系统、气囊法等。

微型压力传感器:内部采用半导体扩散硅压阻敏感元件，具有稳定性好、体积小、灵敏度高、抗冲击能力强等特点。

压力分布测量系统:由8个性能基本相同的微型压力传感器、信号放大器、电容滤波器、计算机、USB7310模拟数据采集卡和相应的测试程序组成。

此外，在实验过程中，作者还使用了以下其他测试仪器:国产YD34动态数据采集分析仪、SC16光示波器、YJ33静态电阻应变仪和YZ22转换盒、电子血压计、WDW10KN微机控制电子万能试验机。

22项测试内容:模拟10名正常人，获取力学参数，用于观察患者在治疗过程中的对比变化。

随机选取10名正常成年男性，年龄2638岁(平均岁，胸围8296cm，平均(cm。

10名受试者依次佩戴矫形器，旋转螺杆逐渐增加支撑力。

当支撑杆的传感器读数为5kg时，分别测量后侧板的压力分布数据、两块压板、胸骨前压板和耻骨压板的平均压力值，并绘制压力分布曲线(表1和表。

表1不同支撑力下10名正常人背侧板平均压力分布(略)注:*4kg与1，2，3kg比较，P05表210个正常人的压力值(略)注:*传感器6与1，2，3，4，5，8相比，P01*比较传感器7与1，2，3，4，5，8，P0053结果及临床应用分析统计学处理表(t检验)支撑力为4kg时传感器的压力值与支撑力为3kg时有显著差异(P。

从表2可以看出，正常人的背压板最大压力集中在第6和第7个传感器位置。

正常组模拟测试结果表明，正常人脊柱在支撑杆伸展过程中，背压板压力值呈平滑曲线分布。

当转动支撑杆的反向螺丝时，支撑杆伸长，支撑力增大，矫形器各板的压力值随着支撑力的增大而不断增大。

当支撑力为12kg时，各板压力值缓慢上升，当支撑力上升到4kg时，各板压力值达到最大值。

之后，当支撑力增加时，各板的压力值没有明显增加。

值得注意的是，采用摩擦牵引的外固定，由于重量轻，且具有装饰性设计，并不是一种负重器械。

临床生物力学测试表明，这些外固定器通过摩擦牵引产生的牵引力为46kg。

根据表1的计算结果，当支撑杆的支撑力为4kg时，分布在背部压板上的每个传感器的总压力约为9kg，因此背部的总压力约为18kg，两侧压板的压力值为10kg，前胸骨压板，胸骨压板的压力值是腹部压板的两倍，两个前压板的总压力值与后压板的总压力值相等。

31一般资料20XX年1月至20XX年1月，13例成年男性强直性脊柱炎患者，年龄16-36岁，平均(岁，采用配有电子数显力监测装置的脊柱矫形器进行治疗。

病程2516年，平均(年；驼背时间1510年，平均(a。

x线片显示驼背畸形角平均为80，18，336。

经过系统的抗风湿治疗后，应指导患者一下床就佩戴脊柱矫形器，并根据病情和自身的承受能力随时调整螺杆，使矫形力不断得到补充，支撑杆的支撑力维持在4kg左右。

治疗前，所有患者均仔细测量并记录身高、柄与耻的距离、剑与耻的距离，并通过X线片测量驼背畸形的角度。

佩戴托槽2周后，再次重复上述检查。

结果经治疗后，所有患者的驼背畸形均有不同程度的改善，高度改善从2cm到216cm不等，平均61cm。

x线片显示驼背畸形治疗前平均336，治疗后平均215，平均改善121。

经统计学处理，各项指标均有显著性差异。

强直性脊柱炎患者常出现髋关节屈曲畸形。

为了观察患者身高的提高是否受到髋关节畸形角度变化的干扰，作者还测量了手柄与耻骨之间的距离以及剑与耻骨之间的距离的变化。

通过对比，治疗后，柄与耻之间的距离平均增加了51cm，剑与耻之间的距离平均增加了43cm，提示患者身高的变化主要来源于驼背畸形的改善。

生物力学研究的目的是为临床诊断和治疗提供准确可靠的参考，它应该直接为临床服务1。

因此，理想的检测方法的结果应该与临床诊断和治疗直接相关2目前，理想的体内试验应该是非侵入性的，并具有以下特征:准确、客观、灵敏、有效、简单和快速3本课题研制的支撑杆传感器测力监测装置，符合上述生物力学测试方法的特点。

用于临床患者治疗时，不仅能简单、快速地反映支撑杆的受力情况，而且获得的数据准确、客观，避免了临床医生主观经验和操作技术带来的误差。

通过对正常人的模拟试验和临床生物力学测试结果发现，脊柱在外固定和矫形过程中的压力和数据的动态变化遵循一定的力学规律4该规则的应用可以实时监测新型脊柱矫形器的支撑力，不仅指导临床治疗，而且体现了现代生物力学研究在无创、无铅测试技术上的精髓。

同时加快了生物力学测试技术从实验室走向临床应用的进程，为强直性脊柱炎驼背畸形患者的临床康复增加了独特的治疗措施。

参考文献:1董福辉，赵勇，关继超，等.骨折愈合的应力适应性研究J.中国骨科，20XX，14(:14。

2董福慧。

骨折治疗信息数字化研究J.中国骨科，20XX，18(:。

威尔伯格RH。

Lordsharing稳定腰椎节段的特性J.脊柱，20XX，25(:170179。

4，许，等.脊柱矫形支具的研制与实验研究J.天津中医药，20XX，20。