[发明专利]一种用于颅脑旋转加速检验的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于颅脑旋转加速检测装置和方法。

背景技术

颅脑撞击损伤是交通事故中常见的伤类和主要致死原因之一，根据国外统计资料，颅脑撞击损伤的发生率高达54％，是伤后致死、致残的首要原因。交通事故伤是对人类生命安全危害最大的“世界第一公害”。颅脑撞击伤生物力学机制一直都是研究的热点领域，大部分交通事故致颅脑损伤案例中均包含致命的脑组织弥漫性轴索损伤，即由颅脑旋转运动导致的损伤。

许多学者对颅脑直线撞击伤作了大量研究，得出了颅脑在直线运动下其所受加速度与组织损伤之间的关系。事实上，相对于直线运动，旋转加速运动下脑组织更容易受损且其严重程度更高。但颅脑旋转运动的外部角加速度与颅脑损伤之间的关系及耐限在生物力学领域还处于不断探索完善之中；原因主要在于颅脑结构复杂，未有可行的力学等效耦合研究方法，有效的旋转运动实验装置较难以制备等。

要降低交通事故中驾乘人员颅脑损伤的发生率、研制交通事故颅脑损伤的防护措施，就要对交通事故中的颅脑旋转加速致伤机制进行深入研究。因此，研究一套可行有效的颅脑旋转加速致伤方法与装置就成为一种重要的需求。

现有的通过电机驱动获得的角加速度值偏小，不足以使颅脑或其模型在短时内发生旋转而产生致命伤害；本发明装置先通过高压气体装置获得瞬时足够大的线加速度，之后经由本发明装置进行转化可获取足够大的瞬时角加速度，使颅脑或其模型承受足够大的瞬时角加速度而发生致命性损伤。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于颅脑旋转加速致伤研究的装置和方法。

本发明要解决的技术问题是：为了提高颅脑旋转加速致伤机理的研究水平，克服现有研究方法和装置的缺陷，本发明通过气体压力动力源、齿条棘轮机构、旋转实验平台构建了一套颅脑旋转加速致伤机制研究的实验方法与装置。通过调节气体压力动力源输出压力，以齿条棘轮机构为传动、转化部件，可将动力源输出的直线运动转化为旋转实验平台的旋转运动，从而带动颅脑或其模型实现高角加速度的旋转运动，进而进行旋转加速致伤机制分析。此方法和装置可广泛用于交通医学、体育运动医学和航空航天医学等方面的基础研究，可十分方便地开展大量的轻、中、重度颅脑旋转加速致伤实验研究。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于颅脑旋转加速检验的装置，其关键在于，包括高压气泵1、驱动杆2、齿条3、棘轮4、旋转销轴5和载物转盘6，

所述高压气泵1连接驱动杆2，所述驱动杆2连接齿条3，所述齿条3相应的锯齿与所述棘轮4轴向的锯齿紧密扣合，所述齿条3带动所述棘轮4运动，所述棘轮4中心孔过盈连接旋转销轴5，所述旋转销轴5顶端安放载物转盘6。

上述技术方案的有益效果为：其中高压气泵的高压气能够产生足够大的动力推动驱动杆进行运动，从而能促使载物转盘加速运动，产生试验所需的加速度值，普通的马达产生的加速度并不能达到带动转盘运动所需要的加速度数值。

所述的用于颅脑旋转加速检验的装置，优选的，所述高压气泵1上设置有气泵控制器和压力传感器，所述压力传感器连接所述气泵控制器，所述气泵控制器根据压力传感器所检测的所述高压气泵1内的压力值，调节所述气泵控制器进行排气工作。

上述技术方案的有益效果为：所述高压气泵设置气泵控制器和压力传感器之后，当发出一个压力值的高压气，压力传感器会反馈相应的压力信号数值，如果不足以达到实验所需的压力值，气泵控制器会再次发出更大的压力值的高压气，从而能满足检验的需求。

所述的用于颅脑旋转加速检验的装置，优选的，所述驱动杆上设置有反馈电路和驱动杆控制器，所述载物转盘6上设置有加速度传感器，所述反馈电路连接加速度传感器，所述反馈电路另一端连接气泵控制器，所述载物转盘6的加速度传感器发送速度信息到反馈电路，由所述反馈电路将加速度信息传输到气泵控制器，所述气泵控制器根据速度信息进行相应的排气操作，所述气泵控制器连接所述驱动杆控制器，所述驱动杆控制器连接驱动杆，由驱动杆控制器对驱动杆进行加速度驱动控制。

上述技术方案的有益效果为：驱动杆设置有反馈电路和驱动杆控制器，载物转盘6上设置有加速度传感器，当检验时，载物转盘的加速度值未达到预订需求，加速度传感器通过反馈电路反馈到气泵控制器，由气泵控制器产生更大的高压气，以满足检验需求。