一种可放大示出膝跳幅度的膝跳反应测试装置的制作方法

1.本发明涉及神经内科疾病辅助诊断设备领域，具体的说是一种可放大示出膝跳幅度的膝跳反应测试装置。


背景技术：

2.膝跳反应也叫膝腱反射，属于腱反射的一种，指后肌肌腱所引起的相关肌肉收缩的反射。膝跳反应在人处于端坐位，拿小锤子叩击髌骨下方的股四头肌肌腱时，股四头肌发生一次收缩，出现小腿往前踢的动作。如果膝跳反应正常，两侧的膝跳反应是对称的。如果一侧突然高代表腱反射亢进，是因为上运动神经元损伤导致的，如脊髓空洞症、视神经脊髓炎、大脑性共济失调、糙皮病、破伤风、甲亢、低钙抽搐、精神过度紧张等。如果一侧腱反射低代表着下运动神经元的损伤，例如脊髓或周围神经病变，肌病，小脑和锥体外系疾病，如腰椎间盘突出症、脊髓灰质炎、末梢神经炎、神经根炎、周期性瘫痪、进行性肌营养不良、血卟啉病、格林巴利综合征、流行性肌痛症、小脑性共济失调、结节性动脉炎等。由此，在神经内科中测试患者的膝跳反应是一项重要的辅助诊断措施。
3.现有的膝跳反应测试仅通过叩诊锤锤击患者膝盖，仅能观察膝跳反应的有和无，无法检测膝跳反应的强和弱，无法精确反应患者的病患程度或无法根据患者不同治疗阶段的膝跳反应的强弱判断患者的恢复程度。为了解决该问题，cn201520790634.1公开了一种一体式神经内科检查装置。其具有带有刻度线的观察板，观察板设置于腿部一侧的位置，通过在膝跳反应后观察腿部抬起的高度并与刻度线相对比得出膝跳反应产生的抬腿高度。虽然其能够以刻度线在一定程度上反应抬腿的高度，但是由于膝跳反应过程较为迅速，幅度较小，故单凭肉眼很难配合刻度线精确观察腿部抬起高度，测试结果的误差偏大。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种可放大示出膝跳幅度的膝跳反应测试装置，可对患者膝跳反应中腿部的摆动幅度进行放大，直接减小观测误差，提高测试准确度。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种可放大示出膝跳幅度的膝跳反应测试装置，包括平凳、叩诊锤和观察指示板，还包括可套接在患者脚踝位置的脚环和转动设置在观察指示板上的指示杆，指示杆的非中心位置与观察指示板转动配合，指示杆与自身转动中心距离较远的一端形成指示端，与自身转动中心距离较近的一端通过细绳与脚环相连。
6.优选的，细绳的一端固定连接在指示杆上，另一端固定在设置于脚环上的弹簧夹。
7.优选的，观察指示板上设有供指示端配合以反映膝跳反应幅度的刻度线，刻度线为弧形并以指示杆的转动中心为圆心分布。
8.优选的，平凳上设有定滑轮，细绳的中部与定滑轮的下沿配合。
9.优选的，指示杆上垂直固定有转轴，在观察指示板上设有供转轴转动配合的轴孔。
10.优选的，观察指示板上设有供电电路常开的第一电磁铁，第一电磁铁呈圆弧形并
对应指示端的运动轨迹分布，指示端上设有供电电路常闭的第二电磁铁，第二电磁铁上吸附连接有指示磁铁，脚环上设有速度传感器，速度传感器、第一电磁铁以及第二电磁铁均与控制器信号连接，控制器用于接收速度传感器产生的速度信号，并在速度信号由零增大至峰值再归零后控制第二电磁铁的供电电路开路并控制第一电磁铁的供电电路闭路。
11.优选的，指示杆上靠近与细绳连接的位置设有配重块，且配重块的重力对于指示杆产生的力矩小于第二电磁铁和指示磁铁的重力对于指示杆产生的力矩。
12.优选的，控制器还连接有压力传感器和计时器，压力传感器设置在叩诊锤的锤头中，控制器在压力传感器检测到压力信号后启动计时器并在速度传感器检测到速度信号后停止计时器计时。
13.本发明的观察指示板上转动设有指示杆，指示杆与自身转动中心较近的端部通过细绳与患者脚踝相连，在膝跳反应中具有与患者脚部相同的移动幅度，并使指示杆与自身转动中心较远的指示端具有更大的移动幅度，从而使指示端在膝跳反应中能够起到将患者的腿部抬高幅度放大示出的效果，进而使指示端与刻度线的配合的示出方式与腿部直接与刻度线配合的示出方式相比，误差大幅度降低，达到了提高测试装置精度的效果。
14.在本发明的优选实施方式中，当腿部因刺激而抬起时指示磁铁吸附在指示端上的第二电磁铁上。在患者腿部抬升至刺激反应能够达到的最高高度后速度变为零，此时在控制器的作用下第二电磁铁开路磁性消失，而第一电磁铁闭路产生磁性，从而使指示磁铁吸附于对应位置的第一电磁铁上，即由指示磁铁位于第一电磁铁上的分布位置和指示磁铁的初始位置精确示出经膝跳反应中腿部的摆动幅度的放大结果。使得本发明的侧视结果不再依赖于人眼观测，进一步消除了系统误差，进一步提高了测试进度。
附图说明
15.图1为本发明实施例1的主视结构示意图；
16.图2为本发明实施例2的主视结构示意图；
17.图3为图2的右视结构示意图；
18.图4为图2中a
‑
a向剖视图；
19.图5为图2中叩诊锤的锤头部分的结构示意图；
20.图6为本发明实施例2的控制关系示意图；
21.图中标记：1、叩诊锤，101、锤头，102、锤柄，2、支撑杆，3、挡盘，4、支撑盘，5、平凳，6、配重块，7、指示杆，8、转轴，9、后墙，10、刻度线，11、第一电磁铁，12、观察指示板，13、第二电磁铁，14、指示端，15、细绳，16、定滑轮，17、弹簧夹，18、地板，19、脚环，20、侧墙，21、水平轴，22、速度传感器，23、指示磁铁，24、套管，25、压力传感器。
具体实施方式
22.如图1或图2所示，本发明的膝跳反应测试装置与现有技术相同，均包括平凳5、叩诊锤1以及观察指示板12，在观察指示板12上设有供反应膝跳反应中腿部摆动幅度大小的刻度线10。与现有技术中直接观测腿部摆动与刻度线10对比方式不同的是，本发明中具有放大示出系统，该放大示出系统将腿部摆动幅度等比例放大后示出，通过将放大后的摆动幅度与刻度线10的对比，明显降低测试误差，提高精度。以下以两个实施例对本发明的技术
方案进行详细说明：
23.实施例1
24.如图1所示，本实施例设置在墙角位置，平凳5插设在后墙9中牢固固定，观察指示板12设置在后墙9和地板18夹角位置并处于平凳5下方和患者腿部后方，叩诊锤1设置在侧墙20上，具体的：
25.在侧墙20位于平凳5右侧边缘的上方位置差设有水平轴21，叩诊锤1的锤柄102末端开设有孔并与水平轴21转动配合，将叩诊锤1的锤柄102抬高到一定高度后松开，即可在重力作用下使锤柄102绕水平轴21转动，直至锤头101敲击在患者的膝盖位置。为了精确调整叩诊锤1的敲击力度或在同系列膝跳测试中保持相同的敲击力度，本实施例在水平轴21上位于叩诊锤1的一侧同心固定设有圆形的支撑盘，并在支撑板4朝向叩诊锤1一侧的外缘间隔设有多根支撑杆2。支撑杆2均沿水平方向分布，任一支撑杆2具可对抬升至特定高度的叩诊锤1的锤柄102进行支撑定位。在通过任一支撑杆2支撑锤柄102后，医务人员仅需沿水平方向推动锤柄102使其脱离对应的支撑杆2后，即可使锤头101以特定力度敲击患者的膝盖。为了避免因平移速度过大而使叩诊锤1脱离水平轴21，在水平轴21上位于叩诊锤1的另一侧还设有挡盘3。
26.所述放大示出系统主要包括转动设置在观察指示板12上的指示杆7和供患者可穿戴的脚环19。
27.指示杆7上固定设有沿水平方向分布的转轴8，观察指示板12上对应设有供转轴8转动配合的套管24，转轴8和套管24之间还配合安装有滚动轴承，保持转轴8转动的灵活性。转轴8固定在指示杆7的非对称中心上，本实施例中位于指示杆7长度的一个三等分点位置，并以转轴8位置为界将指示杆7分为长部和短部，长部的长度为短部的两倍。长部上远离转轴8的端部即形成指示端14，在重力作用下，指示杆7在初始状态下维持如图1所示的长部竖直向下的状态。所述刻度线10呈圆弧形并对应指示端14以转轴8为中心的转动轨迹分布。短部上远离转轴8的端部通过细绳15与脚环19相连，在应激反应中，当脚环19随患者腿部抬升后，短部的上端即同步同幅摆动，同时指示端14则具有两倍于短部的上端或患者脚踝的摆动幅度，达到放大患者腿部摆动幅度的效果，使医护人员可通过观察指示端14与刻度线10的相对位置以更加准确的判断患者膝跳反应的幅度。本实施例中的指示杆7采用刚性的轻质塑料材料制作，一方面降低对于膝跳反应中腿部抬升的阻力；另一方面降低指示杆7转动后产生的惯性，减少因惯性作用导致的指示端14指示腿部抬升的误差作用。
28.本实施例中在侧墙20上靠近地板18的位置设有供细绳15滚动配合的定滑轮16，细绳15的中部经定滑轮16弯折后呈v字形分布，使得本实施例中的观察指示杆7能够分布于平凳5下方，合理利用了平凳5下方位置，不占用门诊室内过多空间，适于在门诊室中推广。细绳15的一端以绑扎或胶黏的方式与指示杆7固定，另一端与设置在脚环19后侧的弹簧夹17可调节固定，以适应不同腿长患者的使用。
29.本实施例的具体应用方式如下：
30.首先请患者端坐于平凳5上，在保持小腿自然下垂的状态下调节细绳15与弹簧夹17的固定位置，使细绳15处于绷直状态，且指示杆7在自身重力作用下处于竖直状态。可在指示杆7上设置气泡式水平仪以辅助调节。
31.然后即通过叩诊锤1敲击患者膝盖。产生膝跳反应后，患者脚部抬升动作由细绳15
同时带动指示杆7转动。此过程中，不必观察患者腿部抬升高度，仅需观察指示端14的抬升幅度并记录即可。
32.实施例2
33.结合图2及图3所示，本实施例的主体结构与实施例1相同，区别在于本实施例为避免指示杆7的惯性对于测试结果的影响而设置的第一电磁铁11、第二电磁铁13、指示磁铁23、速度传感器22以及控制器。
34.第二电磁铁13固定在指示端14上。第二电磁铁13的供电电路为常闭状态并吸附连所述指示磁铁23，且指示磁铁23朝向观察指示板12方向分布。
35.如图4所示，本实施例中的观察指示板12嵌设在侧墙20中并具有空心的内腔。第一电磁铁11设置在观察指示板12的内腔中并贴近观察指示板12的左侧壁分布。第一电磁铁11的供电电路为常开状态，在初始状态下不具有吸附指示磁铁23的磁性。在第一电磁铁11供电电路闭路后即产生较强的磁性，可将经过并由第二电磁铁13上脱离的指示磁铁23吸附于观察指示板12的左侧侧壁上。为了保证对于指示磁铁23的准确吸附，第一电磁铁11呈圆弧形并与指示磁铁23以转轴8为中心的转动轨迹相对应。
36.速度传感器22为线速度激光检测传感器并设置在脚环19上朝向侧墙20一侧的位置，以侧墙20为基准面测量患者脚踝位置在膝跳反应中产生的线速度。在患者小腿自然静止状态下，经叩诊锤1敲击产生膝跳反应后，速度传感器22所检测的脚踝位置的线速度由零逐渐增大，并在增大到最高峰值后减小直至归零，此时即代表脚踝位置抬升至最高点。
37.为了利用以上速度传感器22采集的速度信号与患者腿部抬升高度的关系，如图6所示的本实施例中的控制器与速度传感器22、第一电磁铁11的供电电路以及第二电磁铁13的供电电路信号连接。速度传感器22的速度信号传递至控制器，控制器中内置有控制程序，控制程序可在接收由速度传感器22捕获的患者腿部在膝跳反应中产生的由零递增到峰值后再归零的速度信号，并在腿部速度由峰值归零后控制第一电磁铁11供电电路闭路而控制第二电磁铁13供电电路开路。如此，即在患者腿部经膝跳反应达到最高位后使指示磁铁23脱离第二电磁铁13而吸附于第一电磁铁11上。
38.由于膝跳反应中，患者自身的反应时间(膝盖受到击打到腿部开始抬升动作的时间)也是医生判断患者神经内科疾病的重要诊断依据，故本实施例中还包括与控制器相连的压力传感器25和计时器。如故图5所示，压力传感器25埋设于锤头101的前端，对于其测量压力的精度不做要求，仅对锤头101撞击患者膝盖后由患者对其产生的反作用力导致的压力进行有无判断即可。控制器在压力传感器25检测到压力信号后启动计时器并在速度传感器22检测到速度信号后停止计时器计时，即得出患者膝跳反应的精确反应时间。
39.本实施例的实施过程如下：
40.与实施例1相同的，首先请患者端坐于平凳5上，在保持小腿自然下垂的状态下调节细绳15与弹簧夹17的固定位置，使细绳15处于绷直状态，且指示杆7在自身重力作用下处于竖直状态。
41.然后即通过叩诊锤1敲击患者膝盖。产生膝跳反应后，患者脚部抬升动作由细绳15同时带动指示杆7转动。此过程中，锤头101触碰患者膝盖后，压力传感器25即产生压力信号，控制器即控制计时器开始计时。锤头101锤击患者膝盖一定时间后，患者即产生膝跳反应，腿部即开始向上抬升并拉动指示杆7同步转动，使速度传感器22检测到速度信号。当速
度传感器22检测到速度位移信号后，控制器即控制计时器停止计时，此时记录时间即为患者膝跳反应的反应速度。当患者脚部在膝跳反应作用下抬升至最高点后，由控制器控制第一电磁铁11和第二电磁铁13的通电电路状态互换，使指示磁铁23脱离第二电磁铁13而吸附于第一电磁铁11上。由于本实施例中指示杆7的长部尺寸仍为短部尺寸的两倍，故指示磁铁23和其初始位置之间的距离即为脚踝位置抬升幅度的两倍。可通过多次相同条件下的锤击患者膝盖去极值并求平均值的方法精确得出能够反应患者膝跳反应各项数据的较为精确的数值，为医师的诊断提供更加准确的依据。
42.本实施例中，由于指示端14上设置有第二电磁铁13和指示磁铁23，第二电磁铁13和指示磁铁23的重力作用在膝跳反应中给患者腿部抬升动作带来阻力作用。为尽可能的消除该阻力，本实施例中在指示杆7上靠近与细绳15连接的位置设有配重块6，且配重块6的重力对于指示杆7产生的力矩小于第二电磁铁13和指示磁铁23的重力对于指示杆7产生的力矩。由此设置，不仅使得本实施例在初始状态下指示杆7仍能保持长部竖直向下的状态，利于最终测试结果的比对，而且仅需微弱的驱动力即控制指示杆7产生转动，与实施例1中的轻质指示杆7相同的，均对于腿部抬升的阻力较小，从而能够更加准确的反应膝跳反应中真实的腿部抬升状态。