CN219070821U - 一种磁场发生装置及假体延长*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁场发生装置及假体延长***，磁场发生装置包括感应组件，包括感应线圈，以及采集感应线圈处温度的温度传感器；控制组件，与所述感应组件电气相连，所述控制组件包括信号相连的信号输入输出模块和人机交互模块；所述感应线圈、所述温度传感器与所述信号输入输出模块连接，且所述信号输入输出模块向所述感应线圈输出能量并接收所述温度传感器采集的温度数据；所述人机交互模块用于输入参数信息或者输出提示信息。通过本实用新型提供的磁场发生装置给假体加热，使假体中的限位件融化以丧失限位能力，撤掉磁场后限位件再冷却固定，限制延长，可以无接触传递能量从而使假体进行延长，没有创伤，无需多次手术，减少术后并发症。

Description

一种磁场发生装置及假体延长***

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于假体延长的磁场发生装置及假体延长***。

背景技术

对于患有骨肿瘤疾病或因意外导致骨受损的儿童，植入人工假体是常见的保肢治疗方式。而普通假体置换后，随着患儿的成长，其健康一侧的肢体会随着身体发育而变长，而植入假体的一侧则因骨骺的破坏无法正常生长，这将导致患儿两侧肢体不等长问题。这不仅外形难看，而且给患儿的生活带来不便，还可引起骨盆倾斜、脊柱侧弯、非正常应力所致关节损害等一系列并发症。目前常见的可延长假体有纯机械延长型，如需要手术暴露假体，用专用工具拧动内部假体结构，该类假体需反复手术延长，不仅增加患儿的术后并发症，费时费力，而且也增加了经济负担。也有电动延长型，如一种有体内电源、体外电源的假体，这类假体的设计结构复杂，失效率高，使用寿命有限，延长长度不确定，体内体外的电源连接要通过皮下组织，这也会造成一些并发症，而且患儿体内安装电源装置，这无法保证假体的可靠性，极易出现失效，设计不合理。由此可见，可延长假体的结构设计各式各样，而能够使得体内可延长假体有一种无创、可靠安全的能量供给方式是当下关键的问题。

因此，有必要提供一种可配合体内人工假体延长的磁场发生装置，有效解决体内可延长假体的能量无创供给难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种磁场发生装置及假体延长***，能够解决体内可延长假体的能量无创供给问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种磁场发生装置，包括感应组件，包括感应线圈，以及采集感应线圈处温度的温度传感器；控制组件，与所述感应组件电气相连，所述控制组件包括信号相连的信号输入输出模块和人机交互模块；所述感应线圈、所述温度传感器与所述信号输入输出模块连接，且所述信号输入输出模块向所述感应线圈输出能量并接收所述温度传感器采集的温度数据；所述人机交互模块用于输入参数信息或者输出提示信息。

优选地，所述信息处理模块包括信号相连的参数比较分析模块和信号控制模块，所述参数比较分析模块被配置为：将所述信号输入输出模块接收到的温度信息与所述人机交互模块中所输入的参数信息进行比较；所述信号控制模块接收所述参数比较分析模块的比较结果以控制所述感应线圈。

优选地，所述感应组件中设有检测所述感应线圈处磁通量的能量采集单元。

优选地，所述信号输入输出模块包括频率发生模块，所述频率发生模块分别与所述感应线圈和所述信息处理模块连接，所述信息处理模块根据所述感应线圈的温度数据和磁通量数据控制所述频率发生模块输出交变脉冲信号，从而控制所述感应线圈的输出功率。

优选地，所述控制组件包括参数检测模块，所述参数检测模块用于检测所述控制组件中的电流值和/或电压值，所述信息处理模块与所述参数检测模块相连，用于接收所述参数检测模块所采集的电流值和/或电压值并且判断是否处于安全阈值范围内。

优选地，所述控制组件还包括时钟模块，所述时钟模块与所述信息处理模块相连。

优选地，所述人机交互模块通过视觉或/和语音方式输出所示提示信息。

优选地，所述控制组件包括外壳，所述人机交互模块包括设置在所述外壳上的调节旋钮、显示屏、指示灯或/和操作按键。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种假体延长***，包括假体和上述的磁场发生装置，所述假体内设置有延长机构，所述延长机构上设置感应体，所述感应线圈环绕设置在所述感应体对应位置的假体外。

优选地，所述感应线圈与所述感应体同轴设置。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的磁场发生装置及假体延长***，通过磁场发生装置给假体等器件加热，使假体中的限位件融化以丧失限位能力，撤掉磁场后限位件再冷却固定，限制延长，可以无接触式传递能量从而使假体进行延长，没有创伤，无需多次手术，减少术后并发症。本实用新型提供的磁场发生装置，信号输入输出模块将感应线圈提供的磁通量数据与温度传感器提供的温度信息传递给经信息处理模块，信息处理模块将该些数据跟人机交互模块中输入的设置参数进行比较分析，指令磁场发生装置继续加热假体或者停止加热，提高了单次延长假体的精度和准确度；特别是采用交变脉冲磁场输出调控方式，输出磁场更加均匀，输出功率更加稳定，更容易形成数字化控制目标，使***在开环下工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例中磁场发生装置的原理框图；

图2为本实用新型实施例中假体延长***的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中假体延长***的操作流程图。

图中：

1-控制组件，2-感应线圈，3-假体，4-电缆，11-信号输入输出模块，12-信息处理模块，13-人机交互模块，14-电源模块，15-通讯模块，16-外壳，31-假体延长机构，161-调节旋钮，162-显示屏，163-指示灯，164-操作按键，111-温度检测模块，112-频率发生模块，113-参数检测模块，121-信号控制模块，122-参数比较分析模块，311-伸长件，312-限位件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型实施例中磁场发生装置的原理框图。

请参见图1，本实施例提供的磁场发生装置，包括感应组件和控制组件1，所述感应组件包括感应线圈2，以及采集感应线圈3处温度的温度传感器；控制组件1与所述感应组件电气相连，控制组件1包括信号相连的信号输入输出模块11、信息处理模块12和人机交互模块13；感应线圈2、所述温度传感器与信号输入输出模块11连接，且信号输入输出模块11向感应线圈2输出能量并接收所述温度传感器采集的温度数据；人机交互模块13用于输入参数信息或者输出提示信息。所述能量可为电流、电压或功率等。

进一步地，感应线圈2经过工艺处理，从表面材料，工艺流程，内部机械结构设计都符合医疗认证标准。特别地，感应线圈2处设置温度传感器以获取感应线圈2处的温度信息，所述温度传感器需要达到耐高温，具有一定抗磁场强度影响的能力。所述感应组件中设有检测感应线圈2处磁通量的能量采集单元，以获取感应线圈2的磁通量数据。

信息处理模块12用于对信号输入输出模块11反馈的信息进行收集与处理，通过人机交互模块13实现人机交互，周期性地根据在一段预定时间内感应线圈2生成的磁通量数据和加热温度信息得到待对比参数，并周期性地将人机交互模块13获取的参数信息与待对比参数进行对比生成是否发生警报的判定。信息处理模块12可以为MCU、FPGA等逻辑控制电路，其可实现简单数据的大小比较，以及控制感应线圈通断、报警信号输出的电路模块。

在一具体实施例中，信息处理模块12包括信号相连的参数比较分析模块122和信号控制模块121，参数比较分析模块122被配置为：将信号输入输出模块11接收到的温度信息与人机交互模块13中所输入的参数信息进行比较，参数比较分析模块122采用与非门等逻辑电路，如CPLD芯片(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)来实现；信号控制模块121接收参数比较分析模块122的比较结果以控制所述感应线圈。在其中一个实施例中，如当前工作状态下，信号输入输出模块11将接收到的感应线圈2所提供的磁通量数据与所述温度传感器所提供的温度信息传递给参数比较分析模块122，经参数比较分析模块122判断为均小于人机交互模块13中所输入的设置参数，则信号控制模块121控制感应线圈2增加输出功率；在此过程中，缓缓达到所需设置参数。如当前工作状态下，信号输入输出模块11将接收到的感应线圈2所提供的磁通量数据或/和所述温度传感器所提供的温度信息传递给参数比较分析模块122，经参数比较分析模块122判断为大于人机交互模块13中所输入的设置参数，则信息处理模块12立即与人机交互模块13通讯，发出报警提示，磁场发生装置停止工作，由此达到使假体精准延长效果的同时，保持磁场发生装置的安全性与可用性。

在其中一个实施例中，如受到不同地域的环境温度、湿度影响，信号输入输出模块11所采集的感应线圈2内部参数如环境温度等处于非正常值，信息处理模块12做出迅速响应，输出设备不适合工作的提示信息，由此避免了磁场发生装置的不确定工作环境因素。

在一具体实施例中，信号输入输出模块11包括温度检测模块111、频率发生模块112和参数检测模块113。

温度检测模块111分别与温度传感器和信号控制模块121连接；温度检测模块111通过温度传感器实时采集感应线圈2的温度，信号控制模块121根据温度检测模块111反馈的温度信号控制感应线圈2的输出功率使感应线圈2的温度达到预设温度。

频率发生模块112分别与感应线圈2和信号控制模块121连接，信号控制模块121根据感应线圈2的温度信号和磁通量数据控制频率发生模块112输出交变脉冲信号，从而控制感应线圈2的输出功率。在感应线圈2工作之前，信号控制模块121会不断扫描人机交互模块13获取设置命令，按照获取的参数，发送给频率发生模块112，频率发生模块112与感应线圈2连接在一起，从而形成控制***。

参数检测模块113与信号控制模块121连接，参数检测模块113用于检测控制组件1中的电流值和/或电压值，信号控制模块121与参数检测模块113相连，用于接收参数检测模块113所采集的电流值和/或电压值并且判断是否处于安全阈值范围内，从而控制磁场发生装置的工作状态。在一实施例中，磁场发生装置设置电压检测传感器、电流检测传感器，参数检测模块113不断检测磁场发生装置的电压值与电流值是否处于安全阈值范围内，避免磁场发生装置因过电压与过电流产生的不利后果。

参数比较分析模块122负责整个磁场发生装置的参数分析，并将分析后的信息通过通讯模块15传递给人机交互模块13，通过视觉或/和语音方式给用户以提示。视觉提示方式包括但不限于弹窗、指示灯。例如，感应线圈2加热完毕可以通过语音的方式输出；可以预先设置不同的话术模板，当感应线圈2的温度超过预设温度上限时，则人机交互模块13获取相应的话术模板输出给用户进行提示。特别是，磁场发生装置每次加热假体后需要有一段冷却时间，***会弹窗提示。

在一个实施例中，操作者接通电源，磁场发生装置进入传感器自检，电源状态自检，一切自检完毕后，随后发出设备正常的语音提示信息，指示灯绿灯常亮，达到视觉与语音同时提示，可用性进一步提升。

在一个实施例中，操作者第一次进行假体延长手术，一次延长过后，紧接着再次延长，磁场发生装置会给用户弹窗提示并伴随着黄灯警告。减少了用户自身的误操作。

在上述实施例中，控制组件1还包括时钟模块(图未示)，所述时钟模块与信号控制模块121相连，用于与设定的加热时间进行比较。例如操作者通过人机交互模块13将延长时间设置为30秒，参数比较分析模块122会记录单次延长的时间，***设置延长时间的上限是60s,接下来，操作者可以继续延长，即可以再次延长30秒，但超过30秒会被参数检测模块113检测到，传递给人机交互模块13，伴随黄灯警告。

具体而言，在磁场发生装置设备自检完毕过后，医生根据病人的情况(年龄，骨骼生长情况)选择合适的加热档位，合适的加热时间进行假体延长手术，整个过程安全高效，达到了真正的无痛延长手术。

图2为本实用新型实施例中假体延长***的结构示意图。

请参见图2，本实施例提供的假体延长***包括磁场发生装置、假体3与电缆4；假体3内设置假体延长机构31，假体延长机构31上设置伸长件311以及限位伸长件311伸长运动的限位件312，限位件312与感应线圈2配合，在感应线圈2的磁场作用下加热融化，进而使伸长件311作伸长运动，进一步地，感应线圈2呈环状结构，环绕设置在限位件312对应位置的假体3外，感应线圈2通电与设置在限位件312处的感应体之间产生电磁感应现象，使所述感应体在感应线圈2的电磁感应作用下发热，使假体3的限位件312处于融化解压状态，丧失限位能力，伸长件311作伸长运动，假体3延长。电缆4的一端与控制组件1连接，电缆4的另一端与感应线圈2连接，电缆4的长度根据需要选取，优选为1.2米左右。进一步地，控制组件1包括外壳16，人机交互模块13包括设置在外壳16上的调节旋钮161、显示屏162、指示灯163或/和操作按键164，指示灯163优选为LED灯。

在一个实施例中，首先将感应线圈2与电缆4都布置妥当，例如电缆4的长度达到患者的可接受范围，感应线圈2的作用位置与假体3的被作用位置(假体延长机构31的限位件311)吻合，参数设置完毕后，即可进入延长手术流程，相比于市面上现有的能量供给设备，本实用新型提供的磁场发生装置具有易于启动，功率可视化的功能，同时解决了部分其他同类产品能量供给难，不够精准，用户可操作性复杂的弊端。

基于电磁感应无接触式传递能量来驱动植入体内的可延长假体(器械)***，植入的假体(器械)与一般植入类固定假体(器械)尺寸相近，可完美替换传统假体(器械)，手术过程中，除第一次需要有有创手术外，再次需要延长时可通过无接触式延长，可避免儿童截肢，无需有创手术，可有效降低手术并发症，降低患者疼痛。

在上述实施例中，使用交变脉冲的磁场发生装置通过人机交互模块13设置时间，通过设置感应线圈2的输出功率从而设置输出作用在假体3上的磁场强度。可通过操作按键164设置输出功率与延长时间并通过显示屏162显示出来。显示屏162也可显示其他参数信息或状态，除输出功率、延长状态外，本实用新型优选电源正常、正常运行、温度警告、待机4个工作状态；感应线圈2的表面温度可以设置一个温度阀值，根据相关法规要求，本实用新型优选45℃。在实际应用中，参数比较分析模块122通过分析各传感器采集的各项实时参数，并传递给人机交互模块13，从而给操作者提供磁场发生装置的工作状态信息，有效降低磁场发生装置和开关器件的损坏概率，降低患者皮肤表面的灼烧感；本实施例中所述警报方式可以选取视觉报警、声音报警等单一或组合报警方式，本实用新型优选采用视觉报警与声音报警的组合报警方式，提高***的安全性；本实用新型提供的磁场发生装置包括但不限于给可延长假体加热，还可给其他需要电磁感应加热的零件提供能量供给。

以无创可延长假体3为例，假体延长***的工作机制可概括为：磁场加热——融化解压——假体延长——冷却固定。具体地，假体3延长操作时，首先将带有能产生电磁场的感应线圈2置于假体3的肢体体表(环状隆凸的限位件312处设置感应体部位)，由于电磁场的加热，操作者可以实时查看到感应线圈2的温度，当环状隆凸部位限位件311的温度超过130度时，限位件311进入融化解压状态，伸长件312做伸长运动，假体3得到延长；在磁场发生装置预定设置的工作时间结束后，停止电磁场作用，整个假体延长***降温，其中，感应线圈2与假体3均需要降温，降温过后的限位件311恢复坚固，再次起到限位作用。

其中，需要注意的是，控制组件1使感应线圈2产生磁场加热时，假体3局部达到130度需要15-30秒，期间如再次操作需再设置上限时间。每次加热产生的热量通过假体3向外扩散，依靠假体3周围软组织内流动的血液带走，不会对周围软组织造成损伤。有体外实验证实，磁场发生装置加热假体3时，假体3表面温度增高不超过3度，因此，避免了因加热后能量无法散热引发并发症的弊端。

图3为本实用新型实施例中假体延长***的操作流程图。

请参见图3，首先，借助影像设备判断病人的情况(植入假体(器械)需延长的长度状况)，划分需要循环延长的次数以及单次延长的精度，从而确定延长的功率以及延长的时间。患者进行延长时，需对假体延长机构31对应的假体部位进行消毒，将感应线圈2放置在患者植入假体(器械)3的对应部位，感应线圈2呈环状结构，优选与感应体同轴设置。设备上电自检，符合***电源要求后，显示电源正常状态，否则更换电源，重复上述操作；通过设置延长时间和输出功率，开启延长，屏幕显示正常运行，在延长过程中，温度检测模块111时刻动态采集感应线圈2的温度，并时刻将信号反馈给信号控制模块121，若温度检测模块111所反馈的值小于所设阈值，则显示运行正常状态，继续延长，直至单次延长结束，设备进入待机，显示待机状态；如所述反馈值大于设置阀值，信号控制模块121立刻中断驱动电路信号，则设备停止输出，显示温度警告状态，同时，信号控制模块121给通讯模块15信号，声音警报持续发出蜂鸣警报声，等待一段时间，优选15min，期间温度降低至环境温度，警报声解除，显示退出温度警告状态，进入待机状态，回到启动延长步骤，直至单次延长结束。间歇15min，循环重复所述步骤多次，直至所需长度。患者完成一次延长。

综上，本实施例提供的磁场发生装置及假体延长***，通过磁场发生装置和感应线圈给假体等器件加热，使假体中的限位件融化以丧失限位能力，撤掉磁场后限位件再冷却固定，限制延长，可以无接触传递能量从而使假体进行延长，没有创伤，无需多次手术，减少术后并发症。本实用新型提供的磁场发生装置集频率、输出功率、延长时间、温度多参数耦合，提高了单次延长假体的精度和准确度；本实用新型提供的磁场发生装置采用交变脉冲磁场输出调控方式，输出磁场更加均匀，输出功率更加稳定，更容易形成数字化控制目标，使***在开环下工作。特别是，本实用新型提供的磁场发生装置通过人机交互模块增强了医疗器械在人机交互方面的可用性；同时感应线圈结构简单，易于生产，可针对患者进行个性化设计。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种磁场发生装置，其特征在于，包括

感应组件，包括感应线圈，以及采集感应线圈处温度的温度传感器；

控制组件，与所述感应组件电气相连，所述控制组件包括信号相连的信号输入输出模块和人机交互模块；所述感应线圈、所述温度传感器与所述信号输入输出模块连接，且所述信号输入输出模块向所述感应线圈输出能量并接收所述温度传感器采集的温度数据；所述人机交互模块用于输入参数信息或者输出提示信息。

2.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述控制组件还包括信息处理模块，所述信息处理模块包括信号相连的参数比较分析模块和信号控制模块，所述参数比较分析模块被配置为：将所述信号输入输出模块接收到的温度信息与所述人机交互模块中所输入的参数信息进行比较；所述信号控制模块接收所述参数比较分析模块的比较结果以控制所述感应线圈。

3.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述感应组件中设有检测所述感应线圈处磁通量的能量采集单元。

4.根据权利要求2所述的磁场发生装置，其特征在于，所述信号输入输出模块包括频率发生模块，所述频率发生模块分别与所述感应线圈和所述信息处理模块连接，所述信息处理模块根据所述感应线圈的温度数据和磁通量数据控制所述频率发生模块输出交变脉冲信号，从而控制所述感应线圈的输出功率。

5.根据权利要求2所述的磁场发生装置，其特征在于，所述控制组件包括参数检测模块，所述参数检测模块用于检测所述控制组件中的电流值和/或电压值，所述信息处理模块与所述参数检测模块相连，用于接收所述参数检测模块所采集的电流值和/或电压值并且判断是否处于安全阈值范围内。

6.根据权利要求2所述的磁场发生装置，其特征在于，所述控制组件还包括时钟模块，所述时钟模块与所述信息处理模块相连。

7.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述人机交互模块通过视觉或/和语音方式输出所示提示信息。

8.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述控制组件包括外壳，所述人机交互模块包括设置在所述外壳上的调节旋钮、显示屏、指示灯或/和操作按键。

9.一种假体延长***，其特征在于，包括假体延长机构和权利要求1-8任一项所述的磁场发生装置，所述假体延长机构上设置伸长件以及限位所述伸长件伸长运动的限位件，所述限位件与所述感应线圈配合，在所述感应线圈的磁场作用下加热融化，进而使所述伸长件作伸长运动。

10.根据权利要求9所述的假体延长***，其特征在于，所述感应组件呈环状结构。

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