專利名稱：脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括出于通過創(chuàng)建預(yù)定、精確和可重復(fù)操作，最小化對病人的潛在傷害，以及同時最大化對病人的治療效率的整體觀點而設(shè)計的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。治療的一般模式是將線性和旋轉(zhuǎn)脈沖傳輸?shù)讲∪松眢w。這些脈沖由設(shè)計為集成系統(tǒng)的元件的換能器部件產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
Sweat公布的U.S.專利No.4,461,286描述了由觸發(fā)器操作的扣診設(shè)備。其能經(jīng)推力銷傳送單脈沖，其中，將脈沖力存儲在彈簧中。彈簧和推力銷容納在手持設(shè)備中。手持設(shè)備在位置和方向方面由醫(yī)師手動地放置。病人身體上觸點的位置和推力的方向均是脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的重要要素。
盡管Sweat提供傳輸?shù)缴眢w的脈沖的一些控制度和可重復(fù)性，它具有幾個缺點。脈沖力由保持在彈簧內(nèi)的能量而定，如由揚氏模數(shù)所定義，以及這將在諸如彈簧的機械設(shè)備中隨時間漂移。Evans發(fā)布的U.S.專利No.4,841,955使用螺線管以及提出提高脈沖力中的精度和可重復(fù)性的裝置。在這些手持設(shè)備(HDDs)中，推力的精確角度由手動確定，從而可能不準(zhǔn)確或不可重復(fù)。最后，Sweat和Evans均只能輸送單脈沖以及不提供關(guān)于方向?qū)?zhǔn)的反饋。
Wing發(fā)布的U.S.專利No.4,549,535描述了與螺線管結(jié)合使用電機生成多個脈沖。脈沖寬度、頻率和振幅被控制，但使用電機和螺線管產(chǎn)生一些不精確。在Wing中描述的一般波形f(t)具有方波形狀，具有不定占空比，即脈沖時間和靜止持續(xù)時間的比。該設(shè)備是手持的，并且未解決方向?qū)?zhǔn)。
Elliott發(fā)布的U.S.專利No.5,618,315描述了在線性方向中輸送多個沖擊，以及施加旋轉(zhuǎn)力。由單獨的手持設(shè)備(HHD)執(zhí)行傳輸，其向用戶提供關(guān)于方向?qū)?zhǔn)的可視反饋。HDD由單獨的控制器設(shè)備管理，包括用于輸入脈沖頻率和模式、脈沖能量和HDD方向?qū)?zhǔn)角的用戶界面。
在Elliott中公開的脈沖波形具體定義為方波。這具有一個以上的缺點。首先，在脊柱和上頸部治療中，不期望將突變力施加到身體的敏感部位，諸如脊椎骨。另外，最佳方波具有無限頻率分量以及不可能實際產(chǎn)生。嘗試產(chǎn)生方波的電子和機械系統(tǒng)將被驅(qū)動到它們的性能極限，在逐漸衰減振鈴后，在脈沖的上升沿和下降沿產(chǎn)生具有過沖的波形，如在圖4的下半部分中所看到的。過沖和振鈴是高頻偽像，視為在所需應(yīng)用中是不期望的。如果充分地過濾方波以便去除這些偽像和產(chǎn)生更平滑波形，那么按照定義，它不再是方波。
方波的突變特性和在此所述的高頻偽像在將脈沖設(shè)備應(yīng)用于脊柱和上頸部治療中被看作缺點。
Elliott還具有其他缺點。手持設(shè)備(HHD)根據(jù)設(shè)備定位，向醫(yī)師提供一些可視反饋。由相對于垂直的兩個角度或由兩個方向矢量定義要傳輸?shù)讲∪说拿}沖的方向。這些是到單獨的、固定控制器單元上的系統(tǒng)的輸入，在治療期間可以不在醫(yī)師的直接視野中。一組發(fā)光二極管(LEDs)位于HHD的頂部上的十字線圖案中，在設(shè)備的當(dāng)前角度上向用戶提供可視反饋。手動地完成設(shè)備定位和方向?qū)?zhǔn)。當(dāng)實現(xiàn)與當(dāng)前方向矢量的匹配時，中央LED發(fā)光。此時，醫(yī)師手動地下壓觸發(fā)器來開始脈沖傳輸。
具有該配置的問題是微妙但重大的。即使設(shè)備僅僅適度重，在使用它幾小時后，醫(yī)師可能在精神和身體上變得疲乏。治療的開始由可視反饋和觸發(fā)器的手動下壓而定。如果設(shè)備移出對準(zhǔn)，沒有自動防故障機制?？梢暦答伿枪饧?，而不是方向矢量集，在控制器上可以或可以不是正確地預(yù)置，并且通常在醫(yī)師的視野外。
由Elliott提示的選擇，通過將HHD安裝在固定臺上，可以克服這些問題中的一些。安裝脈沖設(shè)備將降低用戶的疲乏，以及也可以降低操作期間未對準(zhǔn)的概率，但將不會完全地消除未對準(zhǔn)的可能性。Elliott的脈沖設(shè)備具有剛性探針并且探針頭與人體的敏感部位接觸。將探針頭放在固定位置中產(chǎn)生新的問題。因為病人處在床上的固定位置中，病人的突然運動會致使其由于與探針頭接觸而受傷。因此，由創(chuàng)建固定位置時引入的其他安全問題抵消得益于HHD安裝在固定臺上的安全好處。
如所概述的，Elliott在其使用中具有一些對于精度的考慮，但未采用自動防故障方法。沒有努力來消除在操作期間所有人為誤差的潛在源。另外，作為脈沖波形的方波的規(guī)格是有問題的，如上所述。
Dungan發(fā)布的U.S.專利No.6,228,042與Elliott的設(shè)備類似之處在于它能傳輸多個30Hz的脈沖。Dungan的設(shè)計繼續(xù)依賴于像螺線管或電機的部件，并且也是手持設(shè)備。Dungan未包含關(guān)于設(shè)備對準(zhǔn)的反饋，為此，該設(shè)計被看作比Elliott的低效。
Tucek發(fā)布的U.S.專利No.6,602,211也不考慮方向?qū)?zhǔn)。它使用可變頻控制器以及通過發(fā)送到電繞組的信號施加脈沖，其在行為上是模擬的以及有些不精確。當(dāng)溫度上升高于所允許的設(shè)定值時，其主要特征是操作型斷開。后一特征對用在人體附近的醫(yī)療儀器很重要。
在此所述的所有設(shè)備均是手持設(shè)備(HHDs)，通常在將脈沖傳輸?shù)饺梭w用于脊柱和上頸部治療方面缺省精度。Elliott可能是這些中最好的，因為它提供有關(guān)設(shè)備方向的一些可視反饋。然而，操作沒有自動防故障。Elliott還建議將設(shè)備安裝在固定臺上，以便降低操作者疲乏或方向不準(zhǔn)確，但還沒有考慮防止病人不受這種固定設(shè)備傷害的實際裝置。
最后，在此所述的沒有一個設(shè)備將自動和數(shù)據(jù)驗證視為它們的設(shè)計的整體部分。沒有復(fù)雜的數(shù)據(jù)驗證，難以確保安全、可靠和一致的儀器性能，而這些在脊柱和上頸部脈沖治療中是非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容
脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備包括安裝在脈沖傳輸機構(gòu)，或設(shè)備頭的上面的控制器，該設(shè)備頭反過來安裝在附著到固定臺的可移動電樞上。設(shè)備頭可以被旋轉(zhuǎn)或傾斜并在三維方向上自由定位。在設(shè)備頭的底部，有可折疊探針或桿，用來傳輸變動頻率或強度的正弦波形。脈沖波形能沿著探針的線性軸和在旋轉(zhuǎn)方向中傳輸。由于設(shè)備頭固定在位置中，可折疊桿向病人提供必要的安全要素。
重要地，脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有內(nèi)置數(shù)據(jù)驗證，以致操作不開始直到實現(xiàn)設(shè)備頭的正確對準(zhǔn)為止。這優(yōu)越于正確對準(zhǔn)依賴于可視反饋機構(gòu)的人為識別以及可在任何時間觸發(fā)操作的情形。通過使用數(shù)字控制器和精確音圈致動器，而不是具有可變輸出行為的部件，諸如螺線管，進(jìn)一步提高精度。所傳輸?shù)木€性力是正弦的，以及不具有方波的過沖、反射或諧波特性，因此，是將力應(yīng)用于按摩療法調(diào)整的優(yōu)良手段。
可選地，可以以自動方式，將脈沖控制參數(shù)從遠(yuǎn)程計算機數(shù)據(jù)源傳送到設(shè)備。根據(jù)病人x射線的檢查由醫(yī)師確定方向矢量。通過圖形輸入板，可以將數(shù)據(jù)輸入到計算機系統(tǒng)中，其中該圖形輸入板用來數(shù)字化輸入數(shù)據(jù)以及用來計算方向矢量。這種自動化進(jìn)一步增加整個系統(tǒng)的使用方便，以及有助于治療方案的精度、一致性和可靠性。


通過結(jié)合附圖所做的優(yōu)選實施例的例子給出下述詳細(xì)描述，從此詳細(xì)描述中另外的特性和優(yōu)點將是顯而易見的，其中圖1是關(guān)于正在治療的病人所示的整個臺、電樞和設(shè)備頭以及用來確定自動治療參數(shù)的遠(yuǎn)程計算機的側(cè)視圖；圖1A是圖1的裝置的俯視圖；圖2是設(shè)備頭的正視圖，其包含具有本地用戶接口(interface)的控制器、換能器和探針，其中，探針將脈沖施加到病人身體上；圖2A是包含在圖2中的探針中的安全聯(lián)接器的側(cè)視圖；圖3是設(shè)備頭的側(cè)視圖；圖4是正弦與方波波形的比較；圖5是具有線性增加頻率的正弦波形；圖6是在轉(zhuǎn)變點處的線性頻率斜坡和波形；圖7是角度或方向在三維中對準(zhǔn)的圖；圖8是實際對準(zhǔn)和預(yù)定治療方向的比較；以及圖9是采用脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的治療過程的流程圖。
具體實施例方式
設(shè)備安裝和設(shè)備頭部件如圖1所示，穩(wěn)定臺10支撐臂或電樞部件16，其反過來支撐脈沖治療設(shè)備頭28。由套管19可滑動地裝入臂16。臺10能通過受操作者控制的大的可伸縮活塞或線性致動器12，升高或降低臂16。臂16在具有三個自由度的復(fù)合接頭稱為臺聯(lián)接器14處，安裝在臺的電樞12的頂部。臺聯(lián)接器14允許臂16在水平面中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生偏航角(橫擺角)。這由什么產(chǎn)生？換能器頭能在該方向中傾斜，但臂不能。最后，臺聯(lián)接器14允許臂16偏離水平面，產(chǎn)生側(cè)傾角。機械臂16在套管19中相對于臺10前后滑動。釋放鎖21允許臂16在套管19內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)相對于套管19旋轉(zhuǎn)臂16時，臂16中的凹槽以及套管19的內(nèi)部圓柱面中的偏置滾珠軸承使得臂16面臨必須使?jié)L珠軸承移出臂16中的凹槽的阻力。核心(yolk)18具有兩個臂狀部件，其沿設(shè)備頭28彎曲并通過設(shè)備頭28上的任一側(cè)上的雙樞轉(zhuǎn)點附著到設(shè)備頭28。由臂16支撐核心18。最好在圖1A的裝置的俯視圖中看核心18。在設(shè)備頭28的一端上的樞轉(zhuǎn)點20附近，具有手動鎖定機構(gòu)17。設(shè)備頭28的頂部上的觸摸屏26顯示用于設(shè)備定位和控制的用戶界面。
可折疊探針30從設(shè)備頭28凸出以及其終端34用來將脈沖傳輸?shù)讲∪松眢w32上的預(yù)定觸點35。觸點35可以是頂椎或寰椎、耳后，如圖1中所示。病人32躺在床44上以及期望觸點35在固定位置中。上述設(shè)備頭28安裝方案的許多部件和自由度結(jié)合允許在三維(3D)中的任何方向，定位設(shè)備頭28的線性軸36和可折疊探針30，同時使探針端34的末端保持在3D中的期望固定位置。為了治療，該固定位置是病人32上的觸點35。
在治療時，探針的線性軸在3D中的任何選擇角度36中，以及在優(yōu)選實施例中該角度相對于垂直方向8計算。在下文說明角度控制。
在圖1上，還示出了遠(yuǎn)程計算機40，其可以在任何位置中，以及不必在治療區(qū)附近。通過外圍的圖形輸入板42，使來自x射線和覆蓋圖或其他圖的病人數(shù)據(jù)數(shù)字化并輸入到遠(yuǎn)程計算機。在遠(yuǎn)程計算機40中對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計算以及得出操作參數(shù)。通過任何數(shù)據(jù)通信鏈路38，諸如串行數(shù)據(jù)鏈路或無線鏈路，將這些參數(shù)發(fā)送到脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。鏈路類型沒有限制。
參考圖2，設(shè)備頭28包括屏蔽罩62或外殼，設(shè)計成符合EMI標(biāo)準(zhǔn)。從圖2的視圖刪除電源。設(shè)備頭28的主要部件是控制器22部分、換能器24部分，以及可折疊探針30?？刂破鞑糠职ㄓ|摸屏26，其顯示用戶界面以及電子母板70(見圖3)。換能器24部分包括語音致動器、步進(jìn)電機和將它們連接到可折疊探針30的其他部件。線性音圈致動器52附著在可折疊探針30軸的頂部以及用來沿可折疊探針30線性軸傳輸正弦脈沖波形。大齒輪54沿可折疊探針30的縱向擴展軸將其保持在位置上。大齒輪54可在軸向上移動，允許簡單線性運動，但剛性扭轉(zhuǎn)。在其一側(cè)具有與大齒輪54嚙合的鋸齒面的柔性帶56由旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機驅(qū)動，使得柔性帶56按精確角度旋轉(zhuǎn)以便在與病人接觸的時間期間，將所需旋轉(zhuǎn)運動量輸送到可折疊探針30。結(jié)合帶的運動采用傳感器來限制探針能移動的角度。由步進(jìn)電機提供恒定扭矩。音圈致動器是精密音頻部件，以及很容易買到。
圖3示例說明電子設(shè)備所需的設(shè)備頭的另外的部件。在右邊示出了可選擇冷卻風(fēng)扇72并且在左邊示出了大散熱片76和電源74。大散熱片76連接到換能器框架60以便耗散換能器熱量以及連接到電源74，設(shè)備中的另一熱源。散熱片為鋁以及對其大小來說相對輕，但重量不是主要問題，因為設(shè)備頭安裝在固定臺上。散熱片的尺寸允許良好散熱，其是醫(yī)療設(shè)備所關(guān)心的問題。在頂部示出了由觸摸屏26和電子母板70組成的控制器22。在不同設(shè)備實施例中部件可以出現(xiàn)在交替位置，盡管屏蔽外殼62總是在外部?？烧郫B探針30將總是具備具有測量方向的線性軸以及大部分沿?fù)Q能器24部件的中心線接近地放置。
安全聯(lián)接器沿探針30線性軸包含安全聯(lián)接器64，如圖2所示。安全聯(lián)接器64是用于病人安全的重要部件，因為病人觸點和探針端34均在空間中的固定位置。安全聯(lián)接器允許探針在線性軸上施加的適度力下，折疊達(dá)一英寸，然而，力必須超出正常治療力。探針上的安全聯(lián)接器稱為“可折疊探針”。在圖2A中更詳細(xì)地示出安全聯(lián)接器64。探針由兩個單獨的部件組成，即在安全聯(lián)接器64的頂部的外套管79，以及裝配在安全聯(lián)接器套管79內(nèi)的下探針管30。探針管30在套管79中的運動范圍66為約一英寸，并足以避免由于病人的突然運動而導(dǎo)致的傷害。運動范圍66由在圖2中均可見的導(dǎo)向銷78和槽裝置控制。由將三個鋼珠67向著探針管壁按壓的0型環(huán)77，控制使探針30折疊所需的力度。三個鋼珠67相對于彼此成120度，如圖2A右側(cè)上的o-型環(huán)的水平截面圖中所示。在正常操作期間，三個鋼珠67沿產(chǎn)生穩(wěn)定接觸的探針管30壁，壓入三個球形凹口65中，以便套管79和探針管30協(xié)同地移動。足夠的力將允許三個鋼珠67擴展0型環(huán)77以便球彈出凹口65。然后，探針管30向上折疊到安全聯(lián)接器套管79中，該安全聯(lián)接器套管79包含檢測折疊位置和對機器斷電的霍爾效應(yīng)傳感器的。通過繼續(xù)拉探針端34直到球咬合到位，手動地復(fù)位探針管30。作為另外的安全特性，只要已經(jīng)折疊探針管30，不能將臂12進(jìn)一步降低到臺10中。另外，折疊探針管30關(guān)掉機器。
另外的安全特性是由病人操作的停機開關(guān)(deadman switch)33，以便在任何誤操作的情況下，停止機器。
換能器和波形特性脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備內(nèi)的換能器24設(shè)計也致力于相比在已知設(shè)備中更高的精度和更好的操作一致性。音圈致動器52和58用于線性和旋轉(zhuǎn)運動，允許更高精度。為在操作溫度范圍上的穩(wěn)定性選擇這些部件，以及可以在制造時校準(zhǔn)。位移傳感器和精密時鐘(晶體振蕩器)可以用來監(jiān)視性能以及執(zhí)行動態(tài)調(diào)整，如控制器22所指示，以確保維持校準(zhǔn)。
正弦波形用于線性和旋轉(zhuǎn)脈沖。在圖4的上半部分中示出了典型的正弦波80。與在下文的突變和不良方波82相比，注意到該曲線的平滑性。平滑正弦波形被認(rèn)為對按摩療法應(yīng)用具有優(yōu)勢。用于生成模擬波形，以及特別是正弦波形80的公認(rèn)工業(yè)技術(shù)稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。使用PWM和低通濾波器產(chǎn)生模擬波形是公知的以及良好文件證明的。許多公司制造和出售包含波形表并提供模擬波形生成的詳細(xì)說明的控制器或微處理器。實際低通濾波器電路及它們的特性包括在該文獻(xiàn)中。簡單地說，高頻數(shù)字輸出使其的占空比被修改以反映模擬數(shù)據(jù)值，如正弦波上的點。然后，該PWM脈沖通過低通濾波器。結(jié)果信號具有所需模擬波形，而不使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。在本發(fā)明中追求低脈沖頻率，以及由電阻器和電容器組成的簡單一級低通濾波器足以獲得正弦波80。
可以由多個頻率導(dǎo)出復(fù)雜波形，以及僅通過音圈致動器的性能特性這些波形是有限的。精密音頻音圈52和58通常將在20Hz至40KHz的范圍中操作，如立體聲裝置所需要的，以及在那個范圍中的復(fù)雜波形可在ICID中產(chǎn)生和實現(xiàn)。波形的振幅還由醫(yī)師選擇，并表示在治療期間，待輸送的脈沖能量。為安全目的，設(shè)置最大振幅96和高端頻率。目前，后者設(shè)置在200Hz。
為本發(fā)明所選擇的正弦波形作為時間的函數(shù)在頻率上線性地增加，如圖5和6所示。因為其音頻特性，該波形稱為線性調(diào)頻脈沖。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，線性調(diào)頻脈沖在50Hz 90處以一個周期開始，其后為51Hz92、52Hz93等等直到99Hz 98和100Hz 100的周期。那時，頻率復(fù)位到50Hz以及過程再次開始。結(jié)果是作為時間函數(shù)的線性頻率斜坡，如圖6所示。通過75Hz的平均頻率，每0.67秒將發(fā)生復(fù)位。所輸送的脈沖數(shù)由醫(yī)師所設(shè)定的脈沖持續(xù)時間而定。在開始治療前計算和已知。圖6中的頻率斜坡表現(xiàn)出大的間斷性102，但這在施加到病人的實際脈沖波形上不出現(xiàn)。右邊的斷開圖描述間斷性102僅是在從100Hz至50Hz的轉(zhuǎn)變中，在零交叉附近的正弦波的斜率的小的變化。
扼要重述，使用控制器和PWM方法允許產(chǎn)生小于音圈致動器的40KHz范圍的任何復(fù)雜波形。用于本發(fā)明的優(yōu)選實施例的所選波形是線性頻率斜坡或線性調(diào)頻脈沖，如圖5和6所示，從50Hz到100Hz循環(huán)。在本發(fā)明中將不執(zhí)行方波。平滑正弦波形，如具有逐漸增加頻率的波形，被視作用于按摩療法的理想脈沖波形。
通過齒輪步進(jìn)電機還生成旋轉(zhuǎn)脈沖。典型地，旋轉(zhuǎn)角將較小，但這不受步進(jìn)電機限制，而是受包含在旋轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)中的限制開關(guān)限制。與病人接觸的探針端具有不平滑表面，以便施加旋轉(zhuǎn)力。不規(guī)則探針端將具有條形，或十字準(zhǔn)線或多個小的凸起。不規(guī)則表面將具有平滑邊緣，如病人舒服所需要的。
對準(zhǔn)角和數(shù)據(jù)驗證測量3D中的方向的裝置如圖7所示。探針的線性軸36相對于垂直方向48，其對應(yīng)于傳統(tǒng)SD笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)的Z軸。。當(dāng)垂直直角48時，所示傳統(tǒng)的笛卡兒X和Y軸位于水平面104中。相對于所選X、Y和Z坐標(biāo)系統(tǒng)，已知病人床44的方向，以及所有脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備部件的零位置和方向。因此，通過在水平面104中與垂直所乘的角度α106和與X軸所成的旋轉(zhuǎn)角β108唯一地定義線性軸36的角度方向。
基于X射線、身體檢查、其他輸入和可考慮的臨床實驗，由醫(yī)師確定期望治療角度。醫(yī)師將記錄和跟蹤在許多病人和許多情形下選擇治療角度的效果。以正確的治療角度施加線性脈沖以便獲得一致性結(jié)果很重要。
本發(fā)明包括提高可靠性的“數(shù)據(jù)驗證”。通過任何通用角度測量設(shè)備，以微秒間隔，以近實時測量可折疊探針的線性軸的實際角度36。例如，加速度計測量相對于垂直線的角度方向。如圖8所示，探針的線性軸的實際角度36與如由醫(yī)師所定義的本治療角度110相比。在設(shè)備將開始輸送脈沖前，測量線性軸角36和預(yù)定治療角110必須彼此非常接近。由設(shè)備制造商設(shè)置最大角度差112，并且醫(yī)師可使用較高精度選項。當(dāng)達(dá)到正確角度方向時，使用鎖定機制。如果鎖故障以及喪失角度對準(zhǔn)，該設(shè)備將立即停止操作(在微秒內(nèi))。
該方法完全消除有效治療的人為誤差。在安裝中仍然必須小心以及在下文中將進(jìn)一步描述自動安裝改進(jìn)方法。當(dāng)探針軸36的角度沒有相對于預(yù)置治療角度110不對準(zhǔn)時，本發(fā)明通過阻止操作來克服先前設(shè)備的缺點。
數(shù)據(jù)驗證具有許多要素。另外的控制強加在該設(shè)備上。在本發(fā)明中，自動地控制脈沖的持續(xù)時間或待輸送的脈沖數(shù)。操作不依賴于人員下壓和釋放觸發(fā)器這樣的缺少精度和可重復(fù)性的方法。數(shù)據(jù)驗證還適合選擇脈沖能量或強度。最大脈沖能量或正弦波振幅內(nèi)置在換能器中，以及能通過醫(yī)師降低。預(yù)定最大旋轉(zhuǎn)角。這是用于本發(fā)明的控制的最小集合。
基于醫(yī)師的經(jīng)驗，數(shù)據(jù)驗證的另外的要素可以包含在脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備中。例如，經(jīng)驗可以表示某些頻率在某些情況中具有最佳結(jié)果。數(shù)據(jù)參數(shù)輸入的擴展名(extension)，以及相關(guān)數(shù)據(jù)驗證在所期望的設(shè)備的實施例內(nèi)。
控制器和用戶界面脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備主要由觸摸屏26輸入面板和電子母板70組成。控制器通常將包括微處理器和各種輸入和輸出接口。作為觸摸屏26的替代方案，用戶輸入板可以實現(xiàn)為顯示器和輸入部件的任何方便組合，諸如常規(guī)的LCD顯示器和鍵盤，或提供友好用戶界面(UI)的任何其他顯示器和輸入機構(gòu)。脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的控制器和輸入裝置的不同特性包括安裝在設(shè)備頭上或附近，如圖2所示，以及友好UI。通過將控制器22布置到換能器24附近，本發(fā)明確保能使醫(yī)師的注意力集中在設(shè)備區(qū)上。優(yōu)選該設(shè)計來將脈沖換能器與其控制器分開，通過系統(tǒng)的這兩個部件間的一些位移，可以出現(xiàn)將醫(yī)師的注意力分散到系統(tǒng)的不同區(qū)的情形，從而出現(xiàn)操作誤差。
在圖1A中的設(shè)備頭28的頂部，示出了經(jīng)由觸摸屏26的用戶友好界面。該用戶界面是菜單驅(qū)動的。顯示給醫(yī)師的功能具有邏輯順序，以便允許相對容易地排練(walk through)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備操作安裝。在治療方案內(nèi)，適當(dāng)?shù)卦试S缺省參數(shù)設(shè)定。將顯示最終治療參數(shù)設(shè)定值。變化可以應(yīng)用于設(shè)定上。不需要按照順序來調(diào)整設(shè)定值。接著論述設(shè)備安裝的其他手段，諸如自動數(shù)據(jù)參數(shù)輸入。
自動數(shù)據(jù)輸入自動數(shù)據(jù)輸入是脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的可選但集成部分。圖形輸入板42用來從X射線和覆蓋圖或其他圖捕捉信息。數(shù)字化該輸入，允許由計算機算法操作該數(shù)據(jù)。有經(jīng)驗的按摩療法醫(yī)師已經(jīng)定義產(chǎn)生正確預(yù)定治療角110所需的計算。這與在三維中的脈沖探針的線性軸的實際角度36匹配。然后，添加定義頻率和能量的其他治療參數(shù)，諸如線性和旋轉(zhuǎn)脈沖參數(shù)以便充分地定義用于特定病人的脊柱和上頸部脈沖治療。
組織所有治療數(shù)據(jù)參數(shù)，以便由脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備22解釋它們。通過任何標(biāo)準(zhǔn)通信鏈路38，諸如串行鏈路，或通用串行總線(USB)端口，或無線數(shù)據(jù)鏈路，將數(shù)據(jù)參數(shù)從遠(yuǎn)程計算機傳送到脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，并且通信手段不受限制。
自動數(shù)據(jù)輸入具有幾個優(yōu)點。首先，數(shù)字化來自圖形輸入板42的數(shù)據(jù)比手動地計算和從圖輸入數(shù)字更方便。只要數(shù)據(jù)是數(shù)字形式就能利用算法操作。在計算機40上可以歸檔數(shù)據(jù)，表示許多病人和治療情形。能將這些歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)圖應(yīng)用于新的情形以便提高治療方案的效率。只要已經(jīng)定義治療參數(shù)，可以將它們與其他數(shù)據(jù)自動地進(jìn)行比較，以及由有經(jīng)驗的醫(yī)師檢查。此后，以精確和一致性方式，由脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備施加治療參數(shù)，提供治療方案的整體置信度。
病人治療流程圖脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的治療應(yīng)用如圖9中操作的流程圖進(jìn)行描述。在步驟120，開始病人檢查和會診。在步驟122，獲取預(yù)處理X射線，以及使用身體上的卡規(guī)(caliper)得到骨盆/肩膀不均和腿長度差異的靜態(tài)測量。在圖形輸入板上標(biāo)記感興趣的數(shù)據(jù)點，諸如相對于頭骨和頸椎的頸部傾斜、頭傾斜和寰椎位置。在步驟124，將數(shù)字化數(shù)據(jù)點從圖形輸入板傳送到計算機。使用定制的脊柱和上頸部脈沖治療軟件，在三維中實施X射線分析。在步驟126，由脊柱和上頸部脈沖治療軟件和數(shù)據(jù)檔案，導(dǎo)出用于設(shè)備操作的數(shù)據(jù)參數(shù)，包括(a)--線性脈沖頻率和持續(xù)時間，(b)--線性脈沖角度，(c)--線性脈沖力，以及(d)--旋轉(zhuǎn)角。在步驟128，手動地經(jīng)觸摸屏或自動地經(jīng)串行數(shù)據(jù)通信鏈路，將數(shù)據(jù)參數(shù)傳送到脊柱和上頸部脈沖治療軟件。在步驟130，在脊柱和上頸部脈沖治療軟件中驗證脈沖參數(shù)，包括最大脈沖力、頻率和持續(xù)時間。在觸摸屏26上顯示設(shè)置。在步驟132，測試所測量的線性脈沖角度方向是否與預(yù)定治療角度方向非常一致。預(yù)定所容許的差值。如果未實現(xiàn)正確對準(zhǔn)，那么該系統(tǒng)進(jìn)入步驟134。如果對準(zhǔn)可接受，那么系統(tǒng)進(jìn)入步驟136。在步驟134，調(diào)整探針線性軸的角度以便嘗試實現(xiàn)正確對準(zhǔn)。然后，系統(tǒng)返回到步驟132。在步驟136，只要實現(xiàn)角度對準(zhǔn)，固定或鎖定探針的線性軸的角度，以及鎖定探針端的位置。然后，允許脊柱和上頸部脈沖治療換能器開始操作。如果角度對準(zhǔn)喪失，操作將停止。在治療期間，步驟132和134中的計算一直進(jìn)行。在步驟138，后脊柱和上頸部脈沖治療包括使用身體卡規(guī)(caliper)測量療法對骨盆/肩膀不均和腿長度差異的影響。在步驟140，在查看和建議后，根據(jù)需要安排病人下一次預(yù)約的時間。在步驟142，在5周后，實施治療后X射線分析，以便確定治療的進(jìn)度和效率。
因此，盡管已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，該描述不打算在限制意義上解釋。示例性實施例的各種改進(jìn)，以及本發(fā)明的其他實施例在參考該描述后對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。因此，附加權(quán)利要求意圖將覆蓋落在本發(fā)明的真正范圍內(nèi)的任何這些改進(jìn)或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)工作臺，其具有其上端能升高和降低的垂直定向臂；(b)水平定向臂，其耦合到所述垂直定向臂并相對于所述垂直定向臂可在軸向上移動，其可繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，以及可繞所述垂直定向臂的軸樞軸轉(zhuǎn)動；以及(c)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其耦合到所述水平延伸臂的遠(yuǎn)端，以及通過其到所述水平延伸臂的連接可繞軸樞軸轉(zhuǎn)動，所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有從其下端延伸的探針，以及所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備用來在線性和旋轉(zhuǎn)方向上操作以驅(qū)動所述探針，顯示裝置，其用于輸入探針對準(zhǔn)信息和用于顯示探針何時與病人對準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針在遇到預(yù)定力值的阻力時可折疊。
3.如權(quán)利要求2所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針具有可在外套管內(nèi)滑動的內(nèi)套管，所述內(nèi)套管通過在與所述外套管相關(guān)的所述內(nèi)套管上施加閾值力后釋放的偏置摩擦聯(lián)接器，，保持在相對于所述外套管的延伸位置中。
4.如權(quán)利要求3所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述偏置摩擦聯(lián)接器包括緊靠所述探針管壁中的凹口偏置的多個滾珠。
5.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述顯示器是安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的頂部上的觸摸屏。
6.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其包括微處理器，該微處理器被編程來識別正確對準(zhǔn)以及僅當(dāng)實現(xiàn)正確對準(zhǔn)時允許操作開始。
7.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括線性音圈致動器，其安裝到所述探針，并可操作來沿探針線性軸傳送正弦脈沖波形。
8.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括第二音圈致動器，其安裝到所述探針，并可操作來將旋轉(zhuǎn)正弦脈沖波形傳送到所述探針。
9.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括耦合到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外部計算機，所述外部計算機用于輸入與人體的特征的卡規(guī)測量有關(guān)的數(shù)字化數(shù)據(jù)點，以及將這些數(shù)據(jù)點從所述外部計算機傳送到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。
10.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)工作臺，其具有其上端能升高和降低的垂直定向臂；(b)水平定向臂，其耦合到所述垂直定向臂并相對于所述垂直定向臂可在軸向中移動，其可繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，以及可繞所述垂直定向臂的軸樞軸轉(zhuǎn)動；以及(c)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備和控制器，其耦合到所述水平延伸臂的遠(yuǎn)端，以及通過其到所述水平延伸臂的連接可繞軸樞軸轉(zhuǎn)動，所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有從其下端延伸的探針，以及操作的所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備用來在線性和旋轉(zhuǎn)方向上驅(qū)動所述探針，顯示裝置，其用于輸入探針對準(zhǔn)信息和用于顯示探針何時與病人對準(zhǔn)。
11.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針在遇到預(yù)定力值的阻力時可折疊。
12.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針具有內(nèi)管和外套管，所述外套管具有緊靠所述內(nèi)管壁中的凹口偏置的多個滾珠。
13.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述顯示器是安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的頂部上的觸摸屏。
14.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括微處理器，其可編程來識別正確對準(zhǔn)以及僅當(dāng)實現(xiàn)正確對準(zhǔn)時允許開始操作。
15.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括線性音圈致動器，其安裝到所述探針，并操作來沿探針線性軸傳送正弦脈沖波形。
16.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括第二音圈致動器，其安裝到所述探針，并操作用來將旋轉(zhuǎn)正弦脈沖波形傳送到所述探針。
17.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括耦合到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外部計算機，所述外部計算機用于輸入與人體的特征的卡規(guī)測量有關(guān)的數(shù)字化數(shù)據(jù)點，以及將這些數(shù)據(jù)點從所述外部計算機傳送到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。
18.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有由此設(shè)備伸出的探針，所述探針用來從控制器接收信號，并安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備上，當(dāng)所述探針與病人對準(zhǔn)時，使所述探針軸向和旋轉(zhuǎn)地移動；以及在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外表面上的顯示器，用來從所述控制器接收信號并顯示對準(zhǔn)；耦合到所述探針的換能器，其操作用來賦予所述探針線性和旋轉(zhuǎn)運動；以及(b)工作臺，其可由支撐面支撐以及具有可耦合到具有多個自由度的所述脈沖控制器以及顯示設(shè)備的耦合端，，該工作臺允許所述脈沖控制器和顯示設(shè)備在多個方向中移動以便使所述探針與所述脈沖控制器和顯示設(shè)備附近的床上的病人對準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)工作臺，其具有其上端能升高和降低的垂直定向臂；(b)水平定向臂，其耦合到所述垂直定向臂，并相對于所述垂直定向臂可在軸向上移動，可繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，以及可繞所述垂直定向臂的軸樞軸轉(zhuǎn)動；以及(c)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其耦合到所述水平延伸臂的遠(yuǎn)端，以及通過其到所述水平延伸臂的連接可繞軸樞軸轉(zhuǎn)動，所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有從其下端延伸的探針，并且所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備用來在線性和旋轉(zhuǎn)方向中操作來驅(qū)動所述探針，顯示裝置，其用于輸入探針對準(zhǔn)信息和用于顯示探針何時與病人對準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針在遇到預(yù)定力值的阻力時可折疊。
3.如權(quán)利要求2所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針具有可在外套管內(nèi)滑動的內(nèi)套管，所述內(nèi)套管通過在將閾值力應(yīng)用于所述與所述外套管相關(guān)的內(nèi)套管后，可釋放的偏置摩擦聯(lián)接器，保持在相對于所述外套管的延伸位置中。
4.如權(quán)利要求3所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述偏置摩擦聯(lián)接器包括緊靠所述探針管壁中的凹口偏置的多個滾珠。
5.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述顯示器是安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的頂部上的觸摸屏。
6.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中包括微處理器，其被編程來識別正確對準(zhǔn)以及僅當(dāng)實現(xiàn)正確對準(zhǔn)時允許開始操作。
7.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括安裝到所述探針上的線性音圈致動器，用來沿探針線性軸傳送正弦脈沖波形。
8.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括第二音圈致動器，其安裝到所述探針，并操作來將旋轉(zhuǎn)正弦脈沖波形傳送到所述探針。
9.如權(quán)利要求1所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括耦合到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外部計算機，所述外部計算機用于輸入與人體特征的卡規(guī)測量有關(guān)的數(shù)字化數(shù)據(jù)點，以及將這些數(shù)據(jù)點從所述外部計算機傳送到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。
10.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)工作臺，其具有其上端能升高和降低的垂直定向臂的；(b)水平定向臂，其耦合到所述垂直定向臂并相對于所述垂直定向臂可在軸向上移動，可繞其自己的軸旋轉(zhuǎn)，以及可繞所述垂直定向臂的軸樞軸轉(zhuǎn)動；以及(c)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備和控制器，其耦合到所述水平延伸臂的遠(yuǎn)端，以及通過其到所述水平延伸臂的連接可繞軸樞軸轉(zhuǎn)動，所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有從其下端延伸的探針，以及所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備用來在線性和旋轉(zhuǎn)方向中驅(qū)動所述探針，顯示裝置，其用于輸入探針對準(zhǔn)信息和用于顯示探針何時與病人對準(zhǔn)。
11.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針在遇到預(yù)定力值的阻力時可折疊。
12.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述探針具有內(nèi)管和外套管，所述外套管具有緊靠所述內(nèi)管壁中的凹口偏置的多個滾珠。
13.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其中，所述顯示器是安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的頂部上的觸摸屏。
14.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，其包括微處理器，其編程來識別正確對準(zhǔn)以及僅當(dāng)實現(xiàn)正確對準(zhǔn)時允許開始操作。
15.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括線性音圈致動器，其安裝到所述探針，并操作來沿探針線性軸傳送正弦脈沖波形。
16.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括第二音圈致動器，其安裝到所述探針的，并操作來將旋轉(zhuǎn)正弦脈沖波形傳送到所述探針。
17.如權(quán)利要求10所述的脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括耦合到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外部計算機，所述外部計算機用于輸入與人體的特征的卡規(guī)測量有關(guān)的數(shù)字化數(shù)據(jù)點，以及將這些數(shù)據(jù)點從所述外部計算機傳送到所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備。
18.一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備，包括(a)脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備具有由此伸出的探針，所述探針操作用來從控制器接收信號并安裝在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備上，當(dāng)所述探針與病人對準(zhǔn)時，使所述探針軸向和旋轉(zhuǎn)地移動，以及在所述脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備的外表面上的顯示器，其操作來從所述控制器接收信號，以及換能器，其耦合到所述探針，并操作來賦予所述探針線性和旋轉(zhuǎn)運動；以及(b)工作臺，其可由支撐面支撐，并具有可耦合到具有多個自由度的所述脈沖控制器以及顯示設(shè)備的耦合端，允許所述脈沖控制器和顯示設(shè)備在多個方向中移動，以便使所述探針與所述脈沖控制器和顯示設(shè)備附近的床上的病人對準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備和控制器，輸送線性方向中的多個可變頻率的脈沖和可變力，以及旋轉(zhuǎn)力，用于病人治療。已知的按摩療法脈沖設(shè)備均是手持設(shè)備。比較起來，該脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)備安裝在固定臺和電樞上，允許三維中的可靠定位和方向?qū)?zhǔn)。固定安裝也提供使用方便。包含安全聯(lián)接器以避免在固定安裝情況下，治療的過大力導(dǎo)致的傷害。平滑正弦波形是用于脈沖輸送的優(yōu)選波形以及在裝置中數(shù)字地產(chǎn)生正弦波。使用數(shù)據(jù)驗證來確保在設(shè)備啟動前正確的方向?qū)?zhǔn)。在脊柱和上頸部脈沖治療設(shè)計中考慮了治療方案中的病人安全和一致性。
文檔編號A61H23/02GK1937988SQ200580009776
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者阿斯拉姆·坎, 彼得·威舍特 申請人:阿斯拉姆·坎