[发明专利]一种脊柱的轴向加载装置、方法及加载系统

说明书

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种脊柱的轴向加载装置、方法及加载系统。该装置包括：框体，包括沿脊柱的轴向延伸的两个导柱以及沿脊柱的轴向由上至下依次设置的第一平板、第二平板、第三平板和第四平板；轴向加载机构，固定于第一平板上，轴向加载机构包括第一输出轴，第一输出轴可沿脊柱的轴向上下伸缩；第一力传感器，一端与第一输出轴固定，另一端与第二平板固定；第四平板上设置有具有开口的培养皿，培养皿用于收容脊柱，脊柱的上端和下端分别固定于第一安装座和第二安装座，第一安装座与第三平板连接，第二安装座与第四平板固定；通过控制机构控制轴向加载机构对脊柱进行轴向连续恒力加载和轴向连续变力加载。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种脊柱的轴向加载装置、方法及加载系统。

背景技术

力学载荷对于维持骨骼的结构和功能至关重要。骨组织对其所处力学环境具有适应性，当骨组织所受力学载荷降低时，发生骨质流失，骨组织结构强度降低，从而使骨骼整体力学性能下降。

相关技术中，通常以脊柱为研究对象来进行力学特性的研究。由于脊柱被施加轴向载荷后，其力学性能随时间变化而改变或为速度的函数，即脊柱存在蠕变现象。然而，相关技术难以有效消除蠕变带来的影响。

基于此，目前亟待需要一种脊柱的轴向加载装置、方法及加载系统来解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供了一种脊柱的轴向加载装置、方法及加载系统，能够有效消除蠕变带来的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种脊柱的轴向加载装置，包括：

框体，包括沿脊柱的轴向延伸的两个导柱以及沿脊柱的轴向由上至下依次设置的第一平板、第二平板、第三平板和第四平板，所述第一平板和所述第四平板均与所述导柱固定，所述第二平板和所述第三平板固定连接，所述第二平板和所述第三平板均可共同沿所述导柱向上或向下移动；

轴向加载机构，固定于所述第一平板上，所述轴向加载机构包括第一输出轴，所述第一输出轴可沿所述脊柱的轴向上下伸缩；

第一力传感器，一端与所述第一输出轴固定，另一端与所述第二平板固定；

控制机构，分别与所述轴向加载机构和所述第一力传感器电连接；

所述第四平板上设置有具有开口的培养皿，所述培养皿用于收容脊柱，所述脊柱的上端和下端分别固定于第一安装座和第二安装座，所述第一安装座与所述第三平板连接，所述第二安装座与所述第四平板固定；

通过所述控制机构控制所述轴向加载机构对所述脊柱进行轴向连续恒力加载和轴向连续变力加载。

第二方面，本发明实施例提供了一种脊柱的轴向加载方法，基于上述任一项实施例所述的脊柱的轴向加载装置，所述方法包括：

在对所述脊柱进行轴向压力加载时，通过所述控制机构控制所述轴向加载机构的所述第一输出轴沿所述脊柱的轴向向下伸出，以带动所述第二平板和所述第三平板共同沿所述导柱向下移动；

在对所述脊柱进行轴向拉力加载时，通过所述控制机构控制所述轴向加载机构的所述第一输出轴沿所述脊柱的轴向向上收缩，以带动所述第二平板和所述第三平板共同沿所述导柱向上移动。

第三方面，本发明实施例提供了一种脊柱的加载系统，包括上述任一项实施例所述的脊柱的轴向加载装置。

由上述方案可知，本发明提供的脊柱的轴向加载装置通过轴向加载机构、第一力传感器和控制机构的三者协同，共同实现对脊柱的轴向连续恒力加载和轴向连续变力加载，从而能够有效消除蠕变带来的影响。

附图说明