一种智能颈椎康复仪器技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体为一种智能颈椎康复仪器。
背景技术
颈椎病又称颈椎综合征，是颈椎骨关节炎、增生性颈椎炎、颈神经根综合征、颈椎间
盘脱出症的总称,是一种以退行性病理改变为基础的疾患。主要由于颈椎长期劳损、骨质
增生，或椎间盘脱出、韧带增厚，致使颈椎脊髓、神经根或椎动脉受压，出现一系列功能
障碍的临床综合征。表现为椎节失稳、松动；髓核突出或脱出；骨刺形成；韧带肥厚和继
发的椎管狭窄等，刺激或压迫了邻近的神经根、脊髓、椎动脉及颈部交感神经等组织，引
起一系列症状和体征。
慢性劳损是指超过正常生理活动范围最大限度或局部所能耐受时值的各种超限活动。
因其有别于明显的外伤或生活、工作中的意外，因此易被忽视，但其对颈椎病的发生、发
展、治疗及预后等都有着直接关系，此种劳损的产生与起因主要来自以下三种情况：
(1)不良的睡眠体位不良的睡眠体位因其持续时间长及在大脑处于休息状态下不能
及时调整，则必然造成椎旁肌肉、韧带及关节的平衡失调。
(2)不当的工作姿势大量统计材料表明某些工作量不大，强度不高，但处于坐位，
尤其是低头工作者的颈椎病发病率特高，包括家务劳动者、刺绣女工、办公室人员、打字
抄写者、仪表流水线上的装配工等等。
(3)不适当的体育锻炼正常的体育锻炼有助于健康，但超过颈部耐量的活动或运动，
如以头颈部为负重支撑点的人体倒立或翻筋斗等，均可加重颈椎的负荷，尤其在缺乏正确
指导的情况下。
其中长时间埋头工作导致的颈椎过度疲劳是慢性颈椎病发生的主要原因。大量统计材
料表明某些工作量不大，强度不高，但处于坐位，尤其是低头工作者的颈椎。
目前市场上出现了一些用于颈椎保护的产品，这些产品的机理通常是对颈椎或颈部穴
位进行按摩，虽然可以一定程度上起到缓解颈部疲劳、治疗颈椎病的作用，但实际上是治
标不治本，无法起到预防颈椎过度疲劳的作用；而且此类产品通常结构复杂，体积庞大，
价格较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能颈椎康复仪器，通过对现有技术中的颈枕进行了改
进，使其集理疗、预警为一体，方便携带，对于颈椎疾病治疗后进行康复理疗的患者来说
亦能够起到很好的辅助效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能颈椎康复仪器，包括两侧支撑部，侧支撑部整体呈c字形，两侧支撑部的一
端相互连接，形成后支撑部，可为头部的后侧提供支撑，在后支撑部的内侧表面设有检测
装置，检测装置包括依次连接的电源、单稳态触发器、报警单元以及可贴附于人体颈部的
应变式传感器，应变传感器固定在所述的后支撑部外侧；所述应变式传感器的信号输出端
与单稳态触发器的触发信号输入端连接；所述侧支撑部另一端末端各延伸设有前支撑端；
两前支撑端可相互重叠形成前支撑部，前支撑部设置在头部的前端，各所述前支撑端上端
面设有第一凹面，任一前支撑端均可重叠于另一前支撑端上部，并且置入第一凹面内。
作为本发明更进一步的技术方案，两侧支撑部和两前支撑端的均由记忆海绵构成。
作为本发明更进一步的技术方案，所述报警单元包括声音报警部件、光报警部件、振
动报警部件中的至少一种。
作为本发明更进一步的技术方案，所述单稳态触发器为基于555定时器的单稳态触发
器。
作为本发明更进一步的技术方案，所述电源为纽扣式电池。
作为本发明更进一步的技术方案，电源、单稳态触发器、报警单元集成于带有夹持机
构的PCB板上。
本发明工作中，当电路已经处于稳态时如果输入端再次接收到低电压脉冲则重新开始
暂稳态的计时。蜂鸣器两端分别接工作电源和单稳态触发电路的输出，当输出为高时，蜂
鸣器不工作；输出为低时，开始工作。因此，暂稳态持续的时长意味着蜂鸣器报警前的最
大容忍时长，超过该时间没有接收到脉冲信号则蜂鸣器响起，提醒使用者活动颈部；本发
明对现有技术中的颈枕进行了改进，使其集理疗、预警为一体，方便携带，对上班族和其
他长时间坐在电脑前的人群来说非常适用，对于颈椎疾病治疗后进行康复理疗的患者来说
亦能够起到很好的辅助效果。
附图说明
图1为本发明一种智能颈椎康复仪器的结构示意图。
图2为本发明一种智能颈椎康复仪器中的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1～2，一种智能颈椎康复仪器，包括两侧支撑部1，侧支撑部1整体呈c字
形，两侧支撑部1的一端相互连接，形成后支撑部，可为头部的后侧提供支撑，在后支撑
部的内侧表面设有检测装置4，检测装置4包括依次连接的电源、单稳态触发器、报警单
元，以及可贴附于人体颈部的应变式传感器，应变传感器固定在所述的后支撑部外侧；所
述应变式传感器的信号输出端与单稳态触发器的触发信号输入端连接；
所述侧支撑部1另一端末端各延伸设有前支撑端2；两前支撑端2可相互重叠形成前
支撑部，前支撑部设置在头部的前端，即为下巴部位提供支撑。各所述前支撑端2上端面
设有第一凹面3，任一前支撑端2均可重叠于另一前支撑端2上部，并且置入第一凹面3
使其不易从其上端面滑落，由于设置第一凹面3后，前支撑端2的上部形成弧形面，用户
可根据需要将一前支撑端2放置于不同位置的另一前支撑端2上方，以选择不同的层叠高
度，满足不同高度的支撑需要。
本发明中两侧支撑部1和两前支撑端的材料为均记忆海绵，在变形后，外力消失的情
况下能缓慢恢复原状，即恢复普通状态，具有较为稳定的结构，长期使用不易变形，而且
回弹力能使其充分贴紧皮肤，提高舒适度。在不使用的时候，可直接卷曲折叠收纳在袋子
中，占据的空间较小，使用时直接取出，其即可慢慢恢复原形状。该种材料为现有技术，
其具体物理特质和原理亦不做详述。
图2显示了本发明的电路原理。本实施例中，应变式传感器采用半导体应变片，单稳
态触发器采用基于555定时器的单稳态触发器，报警单元为蜂鸣器。如图2所示，其电路
包括应变片信号的提取放大、脉冲计时两个部分；半导体应变片的体积很小(塑封后仍小
于1平方厘米)，可以直接贴附在人体表面，其他电路部分制成PCB板体积也很小(不超过
30mm*20mm*10mm)，并可以做成夹在衣领上的装置，方便携带。电源的工作要求在3V～6V，
尽量在5V左右，可以使用纽扣电池串联的方式得到，或者使用3.6V的可充电锂离子纽扣
电池。定时器采用常用的555定时器；由于对精度要求不高，需要单电源，轨至轨输出，
因此运算放大器可以使用OPA2340，或者更为便宜的lm358。PNP型三极管可以使用常用的
9012等。本实施例中使用了某型号国产半导体应变片，其详细参数如表1所示，该半导体
应变片的使用需要从焊点接触导线，再塑封起来，使用时避免外力过度弯曲破坏内部晶体
结构。理论上应变片正常工作下可以形变2000次以上，但为了保证精确度度，可每周更
换。其中的蜂鸣器也可以用LED灯、振动器等其它报警部件替换，或者同时采用声、光、
振动报警部件。
应变片与三个阻值约为1kΩ的电阻(根据应变片工作时的实际常态电阻进行修正)构
成桥式结构的电路。当颈部保持相对静止时，应变片处于常态，与其他电阻阻值相同，电
路输出几乎为0；当颈部进行左右活动时，应变片虽然产生形变，但是并不对该方向的应
力做出感应，因此输出同样为0；只有当颈部进行一定幅度的前后运动时，应变片才会做
出响应，阻值变大。此时，桥式电路输出幅度约为0.2V左右的电压脉冲信号，经过运算
放大器(放大倍数约为20)后可以得到高于3V的脉冲信号，该脉冲信号经由一个非门电路
后作为单稳态触发器的输入信号。
对于单稳态触发电路而言，当输入为高电平时，输出为稳定的高电平，当输入一个短
时的低电压脉冲时，单稳态触发电路进入暂稳态，输出一个时长稳定的低电平状态，然后
恢复到高电平。暂稳态持续的时长由单稳态触发电路的电阻电容的值决定：t＝ln3*RC＝
1.1RC。电路中所接的PNP三极管保证了触发器可以重复触发，即当电路已经处于稳态时
如果输入端再次接收到低电压脉冲则重新开始暂稳态的计时。蜂鸣器两端分别接工作电源
和单稳态触发电路的输出，当输出为高时，蜂鸣器不工作；输出为低时，开始工作。因此，
暂稳态持续的时长意味着蜂鸣器报警前的最大容忍时长，超过该时间没有接收到脉冲信号
则蜂鸣器响起，提醒使用者活动颈部。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在
本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各
种变化。