CN107647940A - 胫骨平台垫片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种胫骨平台垫片，包括：壳体、测力单元和数据传输处理单元，壳体上设置有触点；测力单元设置在壳体内并与触点接触，以测量与壳体接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；数据传输处理单元与测力单元和终端设备连接，用于根据两个预设区域的张力数据计算两个预设区域的张力差值数据，并将张力差值数据进行处理后传送至终端设备。从而在全膝关节置换术中能够准确测定软组织平衡性，无需术者根据经验、技术以及主观判断，从而保证手术的标准化和最终的手术效果。解决了全膝关节置换术后无法对植入人体的假体的受力情况进行实时监测的问题。

Description

胫骨平台垫片
技术领域
本发明涉及医疗器材领域，具体而言，涉及一种胫骨平台垫片。
背景技术
作为主要关节置换之一，全膝关节置换术是一项成熟的手术，全膝关节置换术的成功与否及对临床疗效的影响因素研究，一直是人们关注的问题。要取得好的临床远期疗效，对于适应症的选择、假体的选定、手术技巧的准确、围手术前的管理都很重要，并应注意关节内外翻及屈曲畸形的矫正和胫骨假体的正确放置以减少胫骨假体的松动，同时进行早期的功能锻炼，努力减少术后并发症。
术后康复不良，造成肌肉萎缩，导致关节不稳，更易损伤假体。过度运动，不正确的关节姿态，比如经常深蹲、盘腿、压腿等，也会造成假体局部的过度受力而磨损。不当的运动也会增加外伤的危险，造成假体周围骨折。术后进行正确的护理，严密观察病情，制订整体的康复计划、促进患者早期功能锻炼等，都可以减轻患者痛苦、促进膝关节功能的恢复，使病人早日恢复正常或者接近正常的生活。在手术之后，需要对患者提供专业的康复计划，指导其功能锻炼。
目前医生对植入人体假体的受力情况不能实时监测，无法及时对患者的术后康复和日常活动提出有助于康复和优化假体远期适用的建议，对于人工膝关节假体寿命的临床研究及人工膝关节假体寿命的提高效果有限。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种胫骨平台垫片，以解决全膝关节置换术后无法对植入人体的假体的受力情况进行实时监测的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种胫骨平台垫片，包括：壳体，壳体上设置有触点；测力单元，设置在壳体内并与触点接触，以测量与壳体接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；数据传输处理单元，与测力单元和终端设备连接，用于根据两个预设区域的张力数据计算两个预设区域的张力差值数据，并将张力差值数据进行处理后传送至终端设备；其中，壳体包括上壳体、中壳体和下壳体，触点设置在上壳体的内壁上；中壳体与上壳体可拆卸地连接，测力单元和数据传输处理单元设置在中壳体上；下壳体与中壳体可拆卸地连接。
进一步地，测力单元包括第一测力模块和第二测力模块，第一测力模块和第二测力模块在壳体内间隔设置；其中，壳体具有第一测力区域和第二测力区域，第一测力模块与第一测力区域对应设置，第二测力模块与第二测力区域对应设置；第一测力区域用于与关节软组织的一个预设区域接触，以使第一测力模块检测该预设区域的张力数据；第二测力区域用于与关节软组织的另一个预设区域接触，以使第二测力模块检测该预设区域的张力数据。
进一步地，第一测力区域与第二测力区域位于上壳体的外壁上。
进一步地，第一测力区域和第二测力区域均为曲面。
进一步地，壳体的横剖面为轴对称图形，第一测力模块和第二测力模块以壳体的横剖面的对称轴为基准对称设置；第一测力区域与第二测力区域以壳体的横剖面的对称轴为基准对称设置。
进一步地，第一测力模块和第二测力模块均包括具有多个压力传感器的传感器组；其中，触点为多个，各个压力传感器与各个触点一一对应接触。
进一步地，每个传感器组具有三个压力传感器，传感器组内的三个压力传感器呈三角形布置。
进一步地，壳体上还设置有定位凸起，定位凸起位于第一测力区域与第二测力区域之间，定位凸起用于将壳体限位在关节的预设位置。
进一步地，胫骨平台垫片还包括：电源模块，设置在下壳体上并与数据传输处理单元连接，以通过数据传输处理单元为测力单元供电。
进一步地，电源模块包括两个供电电池；其中，壳体上设置有电池固定槽，两个供电电池对应地设置在两个电池固定槽内。
应用本发明技术方案的胫骨平台垫片，包括：壳体、测力单元和数据传输处理单元，壳体上设置有触点；测力单元设置在壳体内并与触点接触，以测量与壳体接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；数据传输处理单元与测力单元和终端设备连接，用于根据两个预设区域的张力数据计算两个预设区域的张力差值数据，并将张力差值数据进行处理后传送至终端设备；其中，壳体包括上壳体、中壳体和下壳体，触点设置在上壳体的内壁上；中壳体与上壳体可拆卸地连接，测力单元和数据传输处理单元设置在中壳体上；下壳体与中壳体可拆卸地连接。从而在全膝关节置换术后能够对植入人体的假体的受力情况进行实时监测，进而便于医生对患者的术后康复和日常活动提出有助于康复和优化假体远期适用的建议，使病人早日恢复正常或者接近正常的生活。解决了全膝关节置换术后无法对植入人体的假体的受力情况进行实时监测的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例可选的一种胫骨平台垫片的第一视角的结构示意图；
图2是根据本发明实施例可选的一种胫骨平台垫片的第二视角的结构示意图；
图3是根据本发明实施例可选的一种胫骨平台垫片的结构框图；
图4是根据本发明实施例可选的第二种胫骨平台垫片的结构框图；以及
图5是根据本发明实施例可选的第三种胫骨平台垫片的结构框图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、壳体；11、触点；12、定位凸起；13、上壳体；14、中壳体；15、下壳体；20、测力单元；21、第一测力模块；22、第二测力模块；23、压力传感器；30、数据传输处理单元；40、电源模块；41、供电电池。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明实施例的胫骨平台垫片，如图1至图3所示，胫骨平台垫片，包括：壳体10、测力单元20和数据传输处理单元30，壳体10上设置有触点11；测力单元20设置在壳体10内并与触点11接触，以测量与壳体10接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；数据传输处理单元30与测力单元20和终端设备连接，用于根据两个预设区域的张力数据计算两个预设区域的张力差值数据，并将张力差值数据进行处理后传送至终端设备；其中，壳体10包括上壳体13、中壳体14和下壳体15，触点11设置在上壳体13的内壁上；中壳体14与上壳体13可拆卸地连接，测力单元20和数据传输处理单元30设置在中壳体14上；下壳体15与中壳体14可拆卸地连接。
应用本发明技术方案的胫骨平台垫片，包括：壳体10，壳体10上设置有触点11；测力单元20设置在壳体10内并与触点11接触，以测量与壳体10接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；数据传输处理单元30与测力单元20和终端设备连接，用于根据两个预设区域的张力数据计算两个预设区域的张力差值数据，并将张力差值数据进行处理后传送至终端设备；其中，壳体10包括上壳体13、中壳体14和下壳体15，触点11设置在上壳体13的内壁上；中壳体14与上壳体13可拆卸地连接，测力单元20和数据传输处理单元30设置在中壳体14上；下壳体15与中壳体14可拆卸地连接。从而在全膝关节置换术后能够对植入人体的假体的受力情况进行实时监测，进而便于医生对患者的术后康复和日常活动提出有助于康复和优化假体远期适用的建议，使病人早日恢复正常或者接近正常的生活。解决了全膝关节置换术后无法对植入人体的假体的受力情况进行实时监测的问题。
具体实施时，如图1和图4所示，测力单元20包括第一测力模块21和第二测力模块22，第一测力模块21和第二测力模块22在壳体10内间隔设置；其中，壳体10具有第一测力区域和第二测力区域，第一测力模块21与第一测力区域对应设置，第二测力模块22与第二测力区域对应设置；第一测力区域用于与关节软组织的一个预设区域接触，以使第一测力模块21检测该预设区域的张力数据；第二测力区域用于与关节软组织的另一个预设区域接触，以使第二测力模块22检测该预设区域的张力数据。进一步地，壳体10的横剖面为轴对称图形，即沿与所述壳体10的厚度方向相垂直的剖面为对称图形，第一测力模块21和第二测力模块22以壳体10的横剖面的对称轴为基准对称设置；第一测力区域与第二测力区域以壳体10的横剖面的对称轴为基准对称设置。
为了在测量时能够与关节软组织相适应，进一步地，第一测力区域和第二测力区域均为曲面。
为了提高第一测力模块21和第二测力模块22测量的精确性，进一步地，第一测力模块21和第二测力模块22均包括具有多个压力传感器23的传感器组，每个传感器组具有三个压力传感器23，传感器组内的三个压力传感器23呈三角形布置，即传感器组内的三个压力传感器23均位于一个三角形的三个顶点处。相应地，第一测力区域与第二测力区域分别设置有三个触点11，各个压力传感器23与各个触点11一一对应接触。三个压力传感器23能够通过第一测力区域或第二测力区域对关节软组织的预设区域三个触点分别测量，最终的测量结果为三个触点的平均值，从而有效提高测量的精确性。
数据传输处理单元30包含专用多通道模数转换器、微控制单元、数据存储器、无线数据传输模块、电源管理及供电处理电路。各个压力传感器23通过与数据传输处理单元30的数据接口分别实现恒流供电，前端处理放大完成后送入专用多通道模数转换器实现分时高速采集，采集后到数据送入微控制单元进行相应的运算处理，处理完成后的数据送入数据存储器或无线数据传输模块，数据存储器中的数据可供后期进行数据处理之用，无线数据传输模块可将测量数据实时上传到终端设备，如电脑或智能手机上进行显示、数据处理、记录、报告生成等。
为了在测量时对壳体10进行固定，进一步地，壳体10上还设置有定位凸起12，定位凸起12位于第一测力区域与第二测力区域之间，定位凸起12用于将壳体10限位在关节的预设位置从而将壳体10固定。
如图1、图2和图5所示，胫骨平台垫片还包括：电源模块40，电源模块40与数据传输处理单元30连接，以通过数据传输处理单元30为测力单元20供电。具体地，电源模块40包括两个供电电池41；其中，壳体10上设置有电池固定槽，两个供电电池41对应地设置在两个电池固定槽内。供电电池41为可充电式锂电池，数据传输处理单元30内部设计有电源管理及供电处理电路，从而实现供电电池41的放电管理。
为了实现更好地布局并方便拆卸，壳体10包括：上壳体13、中壳体14和下壳体15，触点11设置在上壳体13的内壁上，第一测力区域与第二测力区域位于上壳体13的外壁上；中壳体14与上壳体13可拆卸地连接，测力单元20和数据传输处理单元30设置在中壳体14上；下壳体15与中壳体14可拆卸地连接，电源模块40设置在下壳体15上。
具体手术过程中，按全膝关节置换术常规操作向患者植入本实施例的胫骨平台垫片，当患者膝关节发生活动时，壳体10的内外两个区域将受压，即第一测力区域和第二测力区域通过各自的三个触点11将力传导至第一测力模块21和第二测力模块22各自的三个压力传感器23，压力传感器23通过与数据传输处理单元30的数据接口分别实现恒流供电，前端处理放大完成后送入专用多通道模数转换器实现分时高速采集，采集后的数据送入微控制单元进行相应的运算处理，处理完成后的数据送入数据存储器、无线数据传输模块，数据存储器中的数据可供后期进行数据处理之用，无线数据传输模块可将测量数据实时上传到电脑或智能手机等终端设备上进行显示、数据处理、记录、报告生成等。
医生可观察终端设备上显示的内外两个区域力值差异判断膝关节的受力情况，通过分析数据，对患者的术后康复和日常活动提出有助于康复和优化假体远期适用的建议，存储的数据可供后期进行数据处理分析，为人工膝关节假体寿命的临床研究及人工膝关节假体寿命的提高提供参考。
本发明技术方案带来的有益效果
1、本发明实施例的胫骨平台垫片可在不增加额外医疗器械的情况下实时监测患者膝关节植入假体的受力情况，为患者的康复计划提供参考，日常使用时可依据监测到的受力情况提示患者适当的改善生活习惯，延长假体使用时间；存储的数据可供后期进行数据处理分析，为人工膝关节假体寿命的临床研究及人工膝关节假体寿命的提高提供参考；
2、本发明实施例的胫骨平台垫片可将压力测量数据实时上传到电脑或智能手机等终端设备上进行显示、数据处理、记录、报告生成等；
3、本发明实施例的胫骨平台垫片与普通胫骨平台垫片适用条件相同，满足全膝关节置换术要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胫骨平台垫片，其特征在于，包括：
壳体(10)，所述壳体(10)上设置有触点(11)；
测力单元(20)，设置在所述壳体(10)内并与所述触点(11)接触，以测量与所述壳体(10)接触的关节软组织的两个预设区域的张力数据；
数据传输处理单元(30)，与所述测力单元(20)和终端设备连接，用于根据两个所述预设区域的所述张力数据计算所述两个所述预设区域的张力差值数据，并将所述张力差值数据进行处理后传送至所述终端设备；
其中，所述壳体(10)包括上壳体(13)、中壳体(14)和下壳体(15)，所述触点(11)设置在所述上壳体(13)的内壁上；所述中壳体(14)与所述上壳体(13)可拆卸地连接，所述测力单元(20)和所述数据传输处理单元(30)设置在所述中壳体(14)上；所述下壳体(15)与所述中壳体(14)可拆卸地连接。
2.根据权利要求1所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述测力单元(20)包括第一测力模块(21)和第二测力模块(22)，所述第一测力模块(21)和所述第二测力模块(22)在所述壳体(10)内间隔设置；
其中，所述壳体(10)具有第一测力区域和第二测力区域，所述第一测力模块(21)与所述第一测力区域对应设置，所述第二测力模块(22)与所述第二测力区域对应设置；所述第一测力区域用于与所述关节软组织的一个预设区域接触，以使所述第一测力模块(21)检测该预设区域的张力数据；所述第二测力区域用于与所述关节软组织的另一个预设区域接触，以使所述第二测力模块(22)检测该预设区域的张力数据。
3.根据权利要求2所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述第一测力区域与所述第二测力区域位于所述上壳体(13)的外壁上。
4.根据权利要求3所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述第一测力区域和所述第二测力区域均为曲面。
5.根据权利要求2所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述壳体(10)的横剖面为轴对称图形，所述第一测力模块(21)和所述第二测力模块(22)以所述壳体(10)的横剖面的对称轴为基准对称设置；所述第一测力区域与所述第二测力区域以所述壳体(10)的横剖面的对称轴为基准对称设置。
6.根据权利要求2所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述第一测力模块(21)和所述第二测力模块(22)均包括具有多个压力传感器(23)的传感器组；
其中，所述触点(11)为多个，各个所述压力传感器(23)与各个所述触点(11)一一对应接触。
7.根据权利要求6所述的胫骨平台垫片，其特征在于，每个所述传感器组具有三个所述压力传感器(23)，所述传感器组内的三个所述压力传感器(23)呈三角形布置。
8.根据权利要求2所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述壳体(10)上还设置有定位凸起(12)，所述定位凸起(12)位于所述第一测力区域与所述第二测力区域之间，所述定位凸起(12)用于将所述壳体(10)限位在关节的预设位置。
9.根据权利要求1所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述胫骨平台垫片还包括：
电源模块(40)，设置在所述下壳体(15)上并与所述数据传输处理单元(30)连接，以通过所述数据传输处理单元(30)为所述测力单元(20)供电。
10.根据权利要求9所述的胫骨平台垫片，其特征在于，所述电源模块(40)包括两个供电电池(41)；
其中，所述壳体(10)上设置有电池固定槽，两个所述供电电池(41)对应地设置在两个所述电池固定槽内。
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