一种脊柱骨骼肌的体外仿生力学测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种脊柱骨骼肌的体外仿生力学测试系统，包括：仿生力学加载装置对脊柱样本产生预紧力，还原脊柱样本的在体力学环境；机械臂驱动装置驱动脊柱样本进行六自由度仿生功能动作；力学测量装置用于测量功能动作或平衡位姿下肌腱上的反馈力；工控机控制装置驱动仿生力学加载装置对脊柱样本产生预紧力；控制机械臂驱动装置驱动脊柱样本进行各种仿生动作，接收力学测量装置测量的反馈力值，并利用动作捕捉装置获取脊柱样本的运动学数据。本实验平台适用于各种脊柱离体实验的手术规划和相关医疗器械的力学测试。规划和相关医疗器械的力学测试。规划和相关医疗器械的力学测试。

【技术实现步骤摘要】
一种脊柱骨骼肌的体外仿生力学测试系统


[0001]本技术涉及离体脊柱生物力学实验领域，尤其涉及一种脊柱骨骼肌的体外仿生力学测试系统。

技术介绍

[0002]脊柱(spine)是连接头骨(skull)和四肢(extremities)的重要支撑部分，用于保护头部以下的所有中枢神经(Central Nervous System)，在生物学和生物力学中都有重要的意义和地位。脊柱主要由椎体(vertebrae)、椎间盘(intervertebral disc)及周围肌肉(muscles)和韧带(ligaments)组成，结构复杂功能完备。脊柱尤其是颈椎(cervical spine)和腰椎(lumbar)的部分，由于其活动度高使用频率大负载较重，再加上全球老龄化的加重，全球每年约有2.66亿的人口面临椎间盘退化或下腰痛的困扰。外科手术作为治疗脊柱相关疾病的最后战斗堡垒，手术术式仍有很大的完善空间，脊柱内植物仍需要持续不断的改进和提高。对于脊柱外科手术术式发展和新的脊柱内植物的研发，离体力学试验都是一个重要手段。由于脊柱复杂的解剖结构和力学环境，对于离体脊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脊柱骨骼肌的体外仿生力学测试系统，其特征在于，包括试验台、仿生力学加载装置、机械臂驱动装置、力学测量装置、工控机控制装置、动作捕捉装置、脊柱样本以及若干人工肌腱；所述试验台，用于固定实验用的脊柱样本；脊柱样本包括若干椎体，脊柱样本表面设有若干人工肌腱；所述仿生力学加载装置，穿设于各人工肌腱，并固定连接到脊柱样本上的肌腱附着点或椎体矢状面旋转中心，接收到控制指令后，对脊柱样本产生预紧力，通过产生的预紧力还原脊柱样本的在体力学环境；所述机械臂驱动装置，连接脊柱样本顶端，驱动脊柱样本进行六自由度仿生功能动作；所述力学测量装置，测量脊柱样本进行功能动作或平衡位姿时，肌腱上的反馈力值；所述工控机控制装置分别与所述仿生力学加载装置、所述机械臂驱动装置、所述力学测量装置以及所述动作捕捉装置信号连接；所述工控机控制装置内置运动控制卡，基于LabVIEW驱动所述仿生力学加载装置对脊柱样本产生预紧力，基于MATLAB控制所述机械臂驱动装置驱动脊柱样本进行各种仿生功能动作，利用所述力学测量装置获取各连接各肌腱附着点受到的仿生力学数据，利用所述动作捕捉装置获取脊柱样本进行仿生功能动作时的运动学数据。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿生力学加载装置包括多组驱动装置和牵引线；所述牵引线的两端分别连接所述驱动装置以及脊柱样本；所述驱动装置在接收到控制指令后，通过调节各所述驱动装置驱动所述牵引线对脊柱样本产生预紧力，还原脊柱样本的在体力学环境。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述力学测量装置用于测量所述牵引线对脊柱样本上的肌腱附着点产生的预紧力值；当所述机械臂驱动装置驱动脊柱样本处...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宗远，杨洋洋，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：