浅析机械技术在医疗器械中的应用

发表时间:2021/3/29   来源:《医师在线》2021年3期   作者:蔡朝江
[导读] 在现代高新技术的发展模式下,机械技术作为制造业的传统核心技术,

        蔡朝江
        钦州市中医医院  广西钦州  535000
        摘要:在现代高新技术的发展模式下,机械技术作为制造业的传统核心技术,在社会各科学领域有着极为广泛的应用。机械技术在人们的生产生活中随处可见,比如电梯的升降、汽车的行驶等,无不透露着机械技术的作用,而在我们日常并不熟悉的医疗器械领域里同样扮演着极为重要的角色,比如最直观的各样牵引床、隐藏在机器内部运用了多种机构的螺旋CT 机等。机械技术的发展极大方便了人们的生活,而生物医学深入地应用机械技术,使其得到快速发展。机械技术在医学中的应用主要是各类医疗器械应用的结构构造。尤其是随着机械制造精度的提高和材料力学的深入研究,制造业获得空前发展,基于此生产的医疗器械必将成为医疗行业发展的重要推动力,从而促进现代医疗器械的繁荣。
        关键词:机械技术;医疗器械;医学设备
        1机械技术概述
        机械,我们一般认为它是“机器”与“机构”的总称。所谓“机构”,我们并不陌生,如连杆机构、齿轮机构等。在工程实际中,常见的机构有带传动机构、链传动机构、凸轮机构、螺旋机构等。各种机构都是一种用来传递运动和力的可动的装置。而所谓“机器”,则都是根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置,可用来变换或传递能量、物料和信息。如电动机或发动机用来变换能量,加工机械用来变换物料状态,起重运输机机械用来传递物料,计算机用来变换信息等。各种不同的机器,具有不同的形式、构造和用途,但通过分析可以看到,这些不同的机器,就其组成来说,却都是由各种机构组合而成。
        2医疗器械概述
        医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品,包括所需要的计算机软件。医疗器械是一个多学科交叉、知识密集、资金密集的高技术行业,涉及到医药、机械、电子、塑料等多个行业,。而高新技术医疗设备的基本特征是数字化和计算机化,是多学科、跨领域的现代高技术的结晶,其产品技术含量高,利润高,因而是各科技大国,国际大型公司相互竞争的制高点,介入门槛较高。即使是在行业整体毛利率较低、投入也不高的子行业也会不断有技术含量较高的产品出现,并从中孕育出一些具有较强盈利能力的企业。因此行业总体趋势是高投入、高收益。
        全国基层医疗卫生机构的医疗器械,有15%左右都是20世纪70年代前后的产品,有60%是20世纪80年代中期以前的产品,它们更新换代的过程又是一个需求释放的过程,保证未来10年甚至更长一段时间中国医疗器械市场的快速增长。伴随改革开放的深入,国家支持力度不断加大及全球一体化进程的加快,中国医疗器械行业更是突飞猛进的发展。
        医疗器械作为医药行业的一个重要组成部分,对于消费者来说,医疗机构中医疗机械的配置情况是仅次于医师配备的用来评判医疗机构的标准。国家对于医疗器械行业发展也是倾注了大量心血,但时至今日,我国医疗器械行业在高端产品领域中,本土企业的竞争力仍是不堪一击。
        3机械技术在医疗器械中的应用
        随着我国经济的不断发展,人民生活水平不断的提高,医疗保健的意识也逐渐的增强,对于医疗器械产品的需求也在不断地攀升,再加上我国进入老龄化社会,我国政策对于医疗器械这个行业的支持,未来医疗器械产业的发展存在非常宽广的发展空间。
        2017年是国产医疗器械发展中里程碑式的一年。

作为长期被GPS为代表的进口品牌垄断的医疗器械行业,国产品牌达到了前所未有的市场占有率。一方面,得益于近年来国产品牌在产品研发上的投入,某些国产医疗器械品牌在产品性能和售后服务上,已赶超同类型的进口设备;另一方面,全社会对于支持国产医疗器械发展的呼声不断高涨,国家政策的扶持,给予了民族品牌极大助力。
        3.1 SS1242型电脑控制牵引床的机械应用。
        这种牵引床电气控制采用MCS-51单板机,可设定和执行多种牵引方式,工作比较稳定。而机械传动部分相当频繁,受力较大且多变,是非常典型的医疗器械中运用了机械技术的。
        SS1242型电脑控制牵引床的机械传动路线为:
        牵引电机—减速机—离合器—主动链轮—链条—从动链轮—绳筒—钢绳。
        机械传动原理分析:
        操作前,医生首先根据病人的病情设定各项牵引参数,然后按启动键,电脑开始按照设定的程序进行工作。牵引电机和电磁离合器的工作状态如:运转、停止、离、合、持续时间等,均按电脑指令进行。牵引过程:牵引时索引电机通电运转,电磁离合器电磁铁。断电,离合器由弹簧推动而啮合,电机动力经离合器、链轮、链条传递给绳筒、钢绳,产生牵引力。该力由拉力传感器测得并输送给电脑,由电脑将此值与设定值进行比较,达到设定值时,电脑发出指令,电机停止运转,进入下一步工作:如需保持牵引力一段时间,则离合器状态保持不变,钢绳继续维持恒定的牵引力。在持续时间内,牵引力如果下降,使拉力传感器的测量值发生变化,电脑可随时启动电机进行补充;如需放松一段时间,则电磁铁通电,离合器处于脱离状态,钢丝绳放松。但由于平面涡卷弹簧(以下简称发条)的作用力,钢绳不会完全松开,而保持一定的绷紧状态。设定的松时间到,即转入下一步。整个过程均按照程序进行,直到设定的治疗时间到,电脑发出指令,一个疗程结束。
        3.2微型医疗器械
        ?机械技术是一门包含高精度制造及材料力学应用的学科,使其在医疗器械的制造和应用上具有无与伦比的优势。而微型医疗器械,基于疾病的诊断和治疗中,无创或微创是病人的迫切需求,由此产生了微型医疗器械这一技术。
         现代科学技术的蓬勃发展为微型器械的发展创造了良好的条件,特别是计算机技术和机械技术的发展,使微型医疗器械有了飞跃性的发展,并让其在现代医疗中占据重要地位。微型医疗器械可以用于治疗方面:内窥镜可以通过人体自带孔径检查身体内部肠、胃、咽喉、支气管等部位,诊断直观明了,极大方便医生判断病情;腹腔镜等可通过微创口直接进行胆囊切除、脾切除等。
        结论
        随着科学技术的进一步发展,机械技术的更新换代,必将给医疗器械发展带来更有效的助力,提高医院诊疗的效率,减少医院的设备成本,帮助病人早日恢复健康,增加医院的社会效益和经济效益,促进医院的可持续发展。
        参考文献:
        [1]西北工业大学机械原理与机械零件教研室.机械原理[M].高等教育出版社.2013,5.
        [2]王明强,朱永梅,刘志强,等. 现代机械设计理论与应用[M]. 北京:高等教育出版社.2011.
        [3]关于医疗器械维修管理的建议[J].高峰,李争.中国医疗器械信息.2017(01).
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