直線電機驅動技術在醫療器械上的應用

摘要：目的：探討直線電機驅動技術在臨床醫療器械上的應用效果。方法：對醫院的電動手術臺、電動護理床、電動牽引架以及ICU護理床，利用直線電機驅動技術進行改裝。并且觀察改裝后的應用效果。結果：通過利用直線電機驅動技術進行改裝，電動護理床和ICU護理床的角度調節范圍有所增加，電動牽引架和ICU護理床的高度調節范圍有所增加。當選取相同的標準行程下，四種醫療器械的負載均有所增加。 結論：直線電機驅動技術在醫療器械的應用中具有良好的優勢，值得大力推廣應用。

關鍵詞：直線電機驅動技術；醫療器械；應用 【中圖分類號】R197 【文獻標識碼】B 【文章編號】1672-8602(2014)03-0233-01

直線電機，又稱為線性馬達，是一種常用的傳動裝置，通過將電能直接轉化成直線運動機械能，從而提高了系統運行的效率[1]。傳統的旋轉電機在沿著軸線方向切開后，旋轉電機的初級展開部分，稱為直線電機的定子；次級在通電后，受到電磁力的作用，將會沿著初級做直線運動，稱為直線電機的轉子。隨著我國現代醫學技術水平的發展，直線電機驅動技術在醫院醫療器械上得到了廣泛的應用。

1 資料與方法

1.1 資料： 隨機選取電動手術臺2臺，電動護理床2臺、電動牽引架4臺、ICU護理床2臺。以上器械均采用直線電機驅動技術進行改裝。

1.2 方法：分別對10臺醫療器械進行改裝：（1）電動手術臺：將電動手術臺的床面向后傾斜5~25°，相對于改裝前增加了4~8°。電動手術臺的背板床折起的角度調整為10~65°，相對于改裝前增加了10~15°。電動手術臺的床面的高度調整為70~80cm，相對于改裝前調高了6~10cm。當選取標準行程為300MM時，電動手術臺的負載達到6000N。（2）電動護理床： 分別對電動護理床的背部角度、腿部角度進行調整。其中背部角度調節為10~70°，相對于改裝前增加了15~20°；腿部角度調整為10~30°，相對于改裝前增加了0~10°。當選取行程為150MM時，電動護理床的負載達到4000N。（3）電動牽引架 電動牽引架主要應用于對患者的頸部進行牽引等治療中。本次試驗主要是對電動牽引架的高度范圍進行調節。電動牽引架改裝后的高度范圍為110~140cm，相對于改裝前增加20~30cm。當選取標準行程為200MM時，電動牽引架的負載可達3000N。（4）ICU護理床ICU護理床主要是用于重癥加強護理病房中使用的護理床。ICU護理床是ICU病房中心一種必備的醫用設備。目前，ICU護理床根據醫護人員的使用需要，大都是采用手控器進行調節。直線電機驅動技術在ICU護理床中的應用，主要體現為對ICU護理床的背部角度、高度以及腿部范圍進行調節。其中，背部調整的范圍為10~70°，腿部調節的范圍為10~30°，高度范圍調節為40~70cm。當選取的標準行程為150MM時，ICU護理床的負載為4000N，相對于改裝前有所增加。

2 結果

通過利用直線電機驅動技術進行改裝，電動護理床和ICU護理床的角度調節范圍有所增加，電動牽引架和ICU護理床的高度調節范圍有所增加。其中，改裝后，電動護理床的背部角度增加了15~20°，腿部角度增加了0~10°。ICU護理床背部調整的范圍為10~70°，腿部調節的范圍為10~30°，高度范圍調節為40~70cm。電動牽引架的高度范圍增加了20~30cm。電動手術臺的高度范圍增加了6~10cm。當選取相同的標準行程下，四種醫療器械的負載均有所增加。

3 討論

3.1 直線電機驅動技術的特點： 由于直線電機在將電能轉化成直線運動機械能的過程中不需要進行相關的中間轉化機制，因而能夠極大地提高系統運行的效率。 首先，在直線電機系統中，將一些響應時間較長的機械傳動件進行直接地取消，從而極大地增加了整個系統的響應功能，具有高速響應的優點。同時，直線電機驅動系統在運行的過程中，能夠有效地減少插補運動時所帶來的誤差，對直線位置進行適當地控制，從而提高了機床定位的準確度[2]。其次，直線電機驅動系統在其導軌上就可以將直線電機進行串聯，以相應地延長系統行程的長度，并且不受限制。由于系統減少了中間傳動的環節，因而有效地避免了機械因摩擦而產生能量消耗，最終提高了直線電機驅動系統的運行效率[3]。最后，傳動絲杠等部件的機械摩擦的消除，加上轉動導軌的應用，使整個直線電機驅動系統在運行過程中的噪音極大地降低，為醫院提供了一個良好的醫療環境。

3.2 直線電機驅動技術在醫療器械上應用的效果分析：從以上研究結果可發現：通過利用直線電機驅動技術進行改裝，電動護理床和ICU護理床的角度調節范圍有所增加，電動牽引架和ICU護理床的高度調節范圍有所增加。其中，改裝后，電動護理床的背部角度增加了15~20°，腿部角度增加了0~10°。ICU護理床背部調整的范圍為10~70°，腿部調節的范圍為10~30°，高度范圍調節為40~70cm。電動牽引架的高度范圍增加20~30cm。電動手術臺的高度范圍增加了6~10cm。當選取相同的標準行程下，四種醫療器械的負載均有所增加。

由此可知，直線驅動器是一種較為理想的電動醫療床進行驅動的裝置機構。通過程控器、直線驅動結構以及控制板等相關控件的組合，方便醫師和醫護人員根據患者的實際情況，將直線驅動結構的位置進行適當調整。直線驅動器的應用使操作更加簡單化、人性化，不僅可以有效地提高醫師和醫護人員的工作效率，而且還有利于提高醫院的服務水平和患者的滿意度[4]。在對醫療器械進行改裝時，可以根據不同器械的使用標準，采用不同的標準行程，從而提高設計的科學性[5]。

綜上所述，各大醫院應該積極地引進新工藝、新技術、新產品，將更多高精尖的醫療器械應用于臨床醫療中，促進醫院的可持續發展。

參考文獻

[1] 宋書中，胡業發，周祖德.直線電機的發展及應用概況[J].控制工程.2013，01(03):55-56.

[2] 胡幸鳴，許孔揚.直線電機在現代制造業設備中的應用[J].機電工程.2011，10(11):32-34.

[3] 胡耀斌，佘明亮，陳艾華.直線驅動關鍵技術問題及其解決對策[J].機電工程.2012，10(01):44-45.

[4] 張蘭鎖，張利那，劉杰輝.基于ANSYS的直線電機板狀彈簧的剛度分析[J].煤礦機械.2011，10(08):50-56.

[5] 王秀芬.直線電機驅動技術在醫療器械上的應用分析[J].中國保健營養.2012，02(05):78.