行健医疗设备有限责任公司创业计划书 - 图文

第六届“挑战杯”大学生创业计划竞赛参赛作品

试验机全体结构包括右边控制台、左上操作台部分以及左下箱体实现模拟运动的各种传动装置。

控制台专门为本实验机配置了一台电脑，进行控制与数据采集，并安装了SLIM2000串行接口模块以及COMPEND2000软件，实现编程控制与数据采集。将测得的数据以标准电子数据表格形式存储在硬盘里，文件格式为.csv或.tsv。

测试过程程序化通过编程实现，每一步包括实验参数设置值、数据记录频率和报警信息。试验参数设置值，设置点可有程序的改变或跳过。除非被人员或警报打断，测试程序将依次执行。另外，在屏幕上我们也配备了手动调整切换设置点。

此外在计算机中我们植入了AKS评分系统（The American Knee Society）。AKS评分系统从内容上分析，分为膝评分和功能评分两大部分。膝评分又分为疼痛、活动度和稳定性；功能评分包括行走能力和上下楼能力的评价。AKS评分全面评估了膝关节整体功能和形态，更精确地评价了关节自身条件。自1989年提出以来被广泛运用于全膝置换患者术前、术后评分。它还有效地解决了HSS(美国特种外科医院the hospital for special surgery)评分中年龄相关疾病引起评分下降的问题。通过AKS评分，我们能了解到术后患者长期的恢复情况。有研究表明，患者在术后l0～l2年中，AKS评分能非常显著地检测出随着年限的增长人工关节的损耗程度，这无疑为改良人工关节材料和手术方式提供了依据。因此，AKS评分在近年已逐渐取代HSS评分，成为评估TKA(The Technology Knee of American )最为有效的评分。

规格： 加载范围 200到2500N 载荷传感器 压电传感器 超高灵敏度 10mN 超高范围 7500N 频率范围 0.02 to 1Hz 摆动角度 0-±35度 摩擦力传感器 压电传感器 超高灵敏度 1mN 超高范围 500N 膝的最大尺寸 85mm宽 接口 PLINT SLIM 2000串行接口模块 软件 基于Windows 的序列控制与数据采集软件

第六届“挑战杯”大学生创业计划竞赛参赛作品

高速数据采集(DAQ) 块 内存总量 采集点空间 通道数 数据采集频率 PLINT COMPEND 2000 PLINT SLIM 2000串行接口模640KB 每通道每采集点2 Bytes 1到8 75Hz，150 Hz，300 Hz，600 Hz，1200 Hz 操作台上我们装配了可支撑膝关节的装夹系统。在这套是试验机上，膝关节与生理学上的自然位置相反。胫骨板固定在低摩擦的耳轴上，该耳轴固定于加载框架的测试池内。股骨试件（圆锥固定的球或膝盖的特别固定轴）固定在可按设定角度摆动的刚性横梁底面上。此外，专门设置了一个夹具用以保证股骨试件与下试件匹配并绕心摆动。另外试验台带有温控系统和润滑系统，可模拟人体内温度和润滑环境。

该人工膝关节假体模拟运动试验机，其特征在于，包括：股骨假体、胫骨平台、ＡＰ从动杆、ＡＰ同步带轮系、电机、ＩＥ凸轮、ＦＥ凸轮、ＩＥ从动杆系、ＩＥ转盘、ＦＥ从动杆系、ＦＥ转盘、锥齿轮副、ＩＥ同步带轮系和ＡＰ凸轮，股骨假体设置在胫骨平台上，胫骨平台设置在ＩＥ同步带轮系从动轮上，ＡＰ从动杆穿过胫骨平台与ＡＰ凸轮连接，ＡＰ凸轮与ＡＰ同步带轮系从动轮连接，电机与ＡＰ同步带轮系主动轮同轴连接，ＡＰ同步带轮系主动轮与ＦＥ凸轮连接，ＦＥ凸轮再与ＩＥ凸轮同轴连接，ＦＥ凸轮另与ＦＥ从动杆系连接，ＦＥ从动杆系连接ＦＥ转盘，ＦＥ转盘连接锥齿轮副，锥齿轮副与股骨假体连接，ＩＥ凸轮上另连接ＩＥ从动杆系，ＩＥ从动杆系连接ＩＥ转盘，ＩＥ转盘与ＩＥ同步带轮系的主动轮同轴连接。（注：AP表示前后运动；IE表示左右运动；FE表示内外旋运动）

3.1.2试验机的主要用途

3.1.2.1由度及稳定性

将膝关节放置在操作台中的股骨平台上，测试时可用水、合成润滑剂或关节液润滑剂，也可以是干接触条件。然后在控制台的计算机中输入所需参数的加载范围（根据医生对不同患者需要假肢的性能、参数得出）。

从模拟运动（可设定模拟运动的次数，比如20000次）中得到假肢的运动曲线，所得的曲线与国际标准ISO14243-32004进行匹配，比较拟合程度，再用AKS评分系统给出假肢的综合评价。操作简单、方便快捷。

第六届“挑战杯”大学生创业计划竞赛参赛作品

3.1.2.2的材料组成以预测其使用寿命

为了降低软骨磨损，增加人工关节的使用寿命，有必要对人工关节的材料的摩擦学性能进行研究，本实验机主要采取销盘运动或往复运动的方式进行研究。关节假肢与不锈钢的接触方式为线接触，试验中采用640和1000N两种载荷进行试验，具体步骤如下：先进行60min的载荷为1000N的模拟运动试验。试验中的运动方式采用膝关节的屈曲伸展运动、前后位移运动、内外旋转运动。每种类型试验进行2次，试验中的固态频率为0.5HZ。

用显微镜和环境扫描电镜（ESEM）对关节表面进行观察，以及关节表面的磨粒和元素组成进行分析。最后得出假肢的硬度、耐摩擦度、持久度来进行预测假肢的的寿命。

3.1.3人体膝关节摩擦模拟试验机的具体用途

本试验机可模拟人体膝关节的复杂运动，进而判断假肢的性能是否达到国际标准，从而为需要置换膝关节假肢的患者提供安全可靠的技术依托。

本试验机可广泛的对各种关节（人关节、牛关节等）的表面元素组成进行研究，为摩擦医学的发展做出了重要贡献。

本试验机不仅可对医学院的摩擦研究提供平台，也可作为国内第一家拥有自主知识产权的膝关节摩擦模拟试验机对机械传动、自动控制方面达到了新的技术高度，同样可为学习机械设计、机械制造及自动化控制方向的同学提供机会。

3.2产品创新

本试验机打破了国际上的技术封锁，对于以往以模拟进口关节为主的生产厂家而言，终于有了结合东方人生活特性和生理特性的膝关节摩擦模拟运动试验机，不仅仅是大大地降低了成本，更是造福了13亿中华儿女。

行健医疗设备有限责任公司生产的膝关节模拟实验机与其他公司的产品相比，打破了国外技术垄断，更能适应东方人的生理构造和日常生活习惯，且有原料、制造技术和生产设备方面的创新，处于国际领先阶段。

第六届“挑战杯”大学生创业计划竞赛参赛作品

人工膝关节置换的目的在于恢复膝关节的机械性能，促使患者能再次从事日常生活的活动，因此所有的人工膝关节置换都需要于植入前经过仿真模拟以确保能得到预期的机械性能。即由膝关节运 动模拟与测试机台来评估所设计出的膝关节是否符合需求与标准，目前已被广泛运用在临床医学上。

在膝关节运动模拟与测试方面，本产品将主要重点放在在于量测运动过程中人体肌肉、重量对人工膝关节所施予的压力(compressive force)、前后向的外型与安装方式是否影响到

肌肉施予膝关节的作用力，并且检查人工股骨与胫骨接触面的磨耗情形及预测可使用的寿命。一

般来说膝关节的运动方式包含了弯曲(flexion）、伸展(extension）、轴向转动(axial rotation）、前后侧滑移(anterior-posterior sliding）与侧向滑移