腰椎 X 线动态检测辅助牵引器械设计
序 言
毕业设计任务是设计一款医疗器械，该设备是用于医院里对腰椎病患者进行拍摄动
态 X 光时，引导腰椎患者做一系列动作用于医生观察病情的医疗器械，便于医生观察运
动中腰椎的对称性和平衡性特征。毕业设计指导老师承接了一个医院的项目，并且我选
到了这个毕业设计课题，通过医院医生发送的一段视频了解到，医院需要一种机械设备，
并且设备需要能够执行视频中的动作，牵引腰椎患者面朝相邻两个方向做一套动作。一
套动作需要患者举起双膀，向前弯腰两次，左右弯腰两次，旋转腰部两次，完成后换个
方向重复以上一套动作。虽然第一次接触这个课题，而且从未接触过的领域，设计过程
中肯定也会遇到很多问题，但是我相信通过自己的努力能够完成这次的毕业设计任务。
目 录
第一章 课题研究背景
影像学技术对腰椎不稳症的研究具有重要的作用。通过观察腰椎不稳患者的Ｘ线片，
可见椎体前沿有牵引性骨刺形成、椎间隙明显狭窄，腰椎过伸过屈侧位Ｘ线片可见椎体
异常的滑移，CT、MRI 等检查可发现有明显腰椎间盘、椎间关节等退变。
功能位屈伸 X 线片诊断为腰椎不稳定的最常用影像学方法，然而，最常用影像学方
法诊断价值存在争议，如以下四点：
（1）目前缺乏一个公认的参考标准来定义腰椎不稳症；一些人认为，腰椎不稳定
需要区分功能不稳定和影像学不稳定。影像学不稳定目前主要是针对静态影像学检查结
果做出的判断，而功能不稳定则特指静态影像学上没有发现异常，但是患者却出现腰痛，
腰部活动障碍等一系列症状。
（2）摄片时 X 线球管方向的改变，以及患者姿势的轻度改变，也可能造成一定的
误差。
（3）腰椎过伸过屈侧位Ｘ线片和测量移位的方法可重复性较差。
（4）由于腰椎活动是三 维的运动而腰椎过伸过屈侧位 X 片仅仅从矢状面上做出测
量，其准确性受到质疑。
腰椎不稳症在出现临床症状即“功能异常”的同时，必然会伴有腰椎的异常活动即
“结构异常”的问题，但目前的影像学检查手段多为静态检查。静态检查下的普通 X 线
片仅仅能检测出结构异常，并不能检查出功能异常。静态检查的重点则在于过伸过屈位
椎体间的角度以及位移变化。静态检查从某种程度上来说只能反映了腰椎“松弛度”，
对腰椎活动过程椎体间的异常活动都无法进行观察，同时对运动中腰椎的对称性和平衡
性也无法评估，而腰椎活动时的动态平衡是腰椎稳定性的重要特征，临床上疼痛、绞锁
等不稳症状往往都是在腰椎动态平衡性丧失的结果。动态平衡性并非取决于单一因素，
而是由腰椎小关节，椎旁肌以及韧带多因素影响的结果。普通 X 线片仅仅能检测出结构
异常，功能异常则难以被发现，更有甚者，在临床工作中，许多腰椎不稳症患者仅仅有
功能异常，而无结构异常，往往容易被临床骨科医生所误诊或漏诊。
因此可设计一种可以引导腰椎患者做系统动作的仪器，来协助医生观察运动中腰椎
的对称性和平衡性特征，弥补腰椎不稳定特征在动态检查领域的空缺。
序言...................................................................................................................................................................3
第一章 课题研究背景................................................................................................................................ 4
第二章 腰椎辅助牵引器械设计..............................................................................................................5
2.1 腰椎辅助牵引器械原理图设计................................................................................................5
2.2 非标准零件设计........................................................................................................................... 6
2.3 型材选用....................................................................................................................................... 15
2.4 标准件选用...................................................................................................................................16
2.5 螺栓螺母选用.............................................................................................................................. 17
第三章 电器元件选型.............................................................................................................................. 18
3.1 电机选用....................................................................................................................................... 18
3.2 控制器选用...................................................................................................................................19
第四章 腰椎辅助牵引器械装配............................................................................................................20
第五章 总结.................................................................................................................................................27
致谢.................................................................................................................................................................28
参考文献....................................................................................................................................................... 29
附录.................................................................................................................................................................30
参考文献
[1]华红芳，孙燕华. 《机械制图与零部件测绘（第二版）》电子工业出版社
[2]张铮.《机电控制与 PLC（第二版）》机械工业出版社
[3]吴慧媛，韩邦华.《零件制作工艺与装备-机械制作技术》电子工业出版社
[4]钟日铭.《UG NX 11.0 入门·进阶·精通（第二版）》机械工业出版社
[5]米思米（中国）精密机械贸易有限公司.《FA 目录（第五版）》
