CN108289743B - 基于传感器的肩部系统和方法 - Google Patents

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Abstract

主题包括用于提供使在关节的运动范围内在该关节内的力可视化的图形反馈的系统和方法。该方法可以包括接收位置数据，接收力数据，以及基于所述位置数据和所述力数据生成图形表示。接收的位置数据可以包括在关节的至少一个骨骼在运动范围(ROM)内移动的同时针对该至少一个骨骼的数据。接收力数据可以与接收位置数据同时发生并且使用一个或多个处理器，可以从嵌入在所述关节中的试验假体内的至少一个力传感器收集所述力数据。图形表示可以说明在所述骨骼在所述ROM内移动时所述力数据相对于所述骨骼的位置的变化。

Description

基于传感器的肩部系统和方法
优先权要求
本申请要求于2015年7月8日提交的序号为62/190,054的美国临时专利申请的权益，在此要求其优先权的权益并且其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
肩关节是肩胛骨、锁骨和肱骨的复合关节，至少在功能正常的关节中，它们一起作用以达到宽的移动范围。在功能正常的肩关节中，肱骨头适配到通常被称为关节盂的肩胛骨的浅窝中。肩关节的关节运动包括肱骨头在关节盂内的移动，具有配合表面和周围组织的结构提供宽的运动范围。
肩关节可能经历由于诸如类风湿性关节炎，骨关节炎，肌腱套关节成形术，血管坏死或骨折等各种问题而引起的退行性改变。当发生严重关节损伤并且没有发现其他有效治疗方法时，可能需要全部、部分或反向肩部置换或重建。全肩关节置换术可以涉及肱骨假体，其包括柄和用于代替自然肱骨头的头部。全肩关节置换术典型地还将涉及使用假体植入物重新形成关节盂。关节盂植入物通常将包括成形为容纳假体肱骨头的关节杯。反向肩关节置换术(关节成形术)涉及不同组的肱骨和关节盂置换假体。在反向肩部中，肱骨组件包括附着到植入肱骨中的柄的杯形关节表面，而球形关节盂组件用于为肱骨杯提供关节表面。
在肩关节成形手术期间，假体的组件与患者的生物运动学相匹配，努力维持或恢复健康的肩关节的自然运动范围。Zimmer PSI(附加参考)等患者专用仪器可以帮助外科医生规划和实施肩关节成形术以恢复自然的生物运动学。然而，即使在假肢组件和患者专用仪器方面的进步很多，恢复全部运动范围仍然是困难的，特别是对于不经常执行肩部置换的外科医生而言。
甚至当前的手术标准通常是模糊的，该当前的手术标准提供诸如关节张力应该是50/50的松弛度或者关节在整个运动范围内应该“稳定”的指导。目前的手术标准通常使用未量化的主体测度，例如如果适配“太紧”，则执行任何必要的软组织释放。在没有大量经验的情况下，这种指导在确保取得成功方面几乎没有实际用处。
尽管上面讨论了肩部置换过程特有的问题和过程，但是以下系统、设备、方法和仪器的讨论也适用于其他关节置换过程，诸如全髋关节成形术(THA)或全膝关节成形术(TKA)。
发明内容
本文讨论的系统和方法可以利用与以下参考文献中描述的技术类似的技术。在以下文献中讨论了用于在运动范围内的运动期间跟踪骨骼位置的系统或设备：美国专利公布第2011/0218458号，发明名称为“MEMS-BASED METHOD AND SYSTEM FOR TRACKING AFEMORAL FRAME OF REFERENCE(用于跟踪股骨参照系的基于MEMS的方法和系统)”；美国专利5,961,474，发明名称为“NON-INVASIVE MEASUREMENT OF JOINT TRANSLATION ANDRANGE OF MOTION(关节转换和运动范围的无创测量)”，美国专利公布2012/0029389，发明名称为“BONE TRACKING WITH A GYROSCOPE SENSOR IN COMPUTER-ASSISTED SURGERY(在计算机辅助手术中利用陀螺仪传感器的骨跟踪)”，或美国专利公布2009/0247863，发明名称为“TRACKING SYSTEM AND METHOD(跟踪系统和方法)”。将力传感器技术集成到试验假体设备中以在关节过程期间提供量化反馈，例如在名称为“DEVICE AND METHOD FORADVANCED LOW-POWER MANAGEMENT OF A SENSOR TO MEASURE A PARAMETER(用于测量参数的传感器的先进低功率管理的设备和方法)”的美国专利公布2010/0331682中所讨论的。
作为用于量化某些过程的患者结果和益处的方法，循证医学继续获得普及。本文讨论的系统和方法建立在循证医学收集系统上，例如在发明名称为“SYSTEM AND METHODFOR AN ORTHOPEDIC DATA REPOSITORY AND REGISTRY(用于矫正骨科数据库和注册的系统和方法)”的美国专利公布2010/0249533中所讨论的循证医学收集系统。
除其他事项之外，本发明人已经认识到要解决的问题可以包括确定在全肩部置换或反向肩部置换期间对关节张紧和运动范围的正确理解，导致正确的假体尺寸选择或其他手术技术使用(例如，软组织释放)。本文讨论的系统和方法可以通过在过程之前和/或过程期间使用关节功能的各种量化分析(这包括关节张紧和关节运动范围的量化映射)来帮助提供对该问题的解决方案。除此之外，本发明人还认识到要解决的问题还可以包括提供改进的关节功能在过程后的量化证据。本文讨论的系统和方法可以帮助提供对这个问题的解决方案，例如通过图形化地描绘术前和术后的运动范围，以及提供对运动范围的改进的图形指示(映射)等等。除此之外，本发明人还认识到，要解决的问题可以包括在整个运动范围内精确地感测肩关节内的关节力。本文讨论的系统、设备和方法提供了对这个问题的解决方案，诸如通过使用具有集成力传感器技术的各种试验假体中的一种。
本发明人已经认识到，紧凑型传感器技术和小型化电子电路(例如用于无线通信)的可用性使得能够在手术室内采集并运用新的临床相关信息，这提供了协助外科医生执行成功的手术的机会。特别地，当与基于成功结果制定的已知标准(例如，使用本文所讨论的方法和设备开发的标准)进行比较时，过程期间的额外量化数据和反馈能够协助引导老手和新手外科医生取得类似的成功结果。作为示例，以下使用全肩部置换作为示例性关节置换过程来讨论所公开的系统、设备、仪器和方法。
本文的一些示例中讨论的基本系统包括力感测设备、位置感测设备以及由通信地耦合到各种传感器的计算机生成的图形用户界面。在一些示例中，系统可以进一步包括应变仪或提供关于围绕目标关节的骨骼和软组织的附加信息的其他类似的附加输入。
在一个示例中，可以将力感测设备放置在肱骨侧和/或关节盂侧的肩关节上以评估关节张力。在反向肩关节成形术(RSA)过程中，传感器可以被插入到肱骨(衬垫)空间托盘试验件中或关节盂试验件中(参见图1)。在全肩关节成形术(TSA)过程中，力传感器可以被插入到肱骨头试验件或关节盂试验植入物中(参见图2)。在另一个示例中，力感测技术被结合到具有与试验件头中的传感器配合在一起的头/柄结构的整体式试验柄中(图13)。试验假体可以被特别设计成包含一个或多个力感测设备，其提供关于假体关节组件内的张力的量化反馈。在某些示例中，手术套件包括多个试验件尺寸，每个不同的尺寸包括力感测设备，或者手术套件可以包括根据需要与不同的试验件尺寸使用的可互换的力传感器模块。传感器技术可以适应各种不同形状因数的假体，例如，有柄、无柄和整体式等等。如下面更详细讨论的，使用力传感器来提供量化反馈可以帮助外科医生在最终植入之前选择合适的假体尺寸并平衡关节内的软组织。在关节置换过程中获得成功结果的关键是获得骨解剖结构和软组织平衡正确，其中假体选择影响两个方面以及完成该处理的附加过程(例如，软组织释放)。
位置感测设备可以附接到与目标关节相关联的肢体(或另一个部位)，以跟踪肢体在一定运动范围中的移动。在一个示例中，位置感测设备可以附接到手臂，并且然后患者的手臂可以在一定移动范围中移动。运动范围(ROM)可以包括诸如仰角，内收，外展，屈伸，内外旋转以及实际手臂位置(如“刷牙”或“从椅子上抬起”)等位置。在一个示例中，位置感测盒包含加速度计、陀螺仪或可以确定手臂的移动并报告位置(或相对位置)的其他类似的位置传感器，然后该位置可以与同时接收到的力传感器数据相关联。
在一个示例中，计算设备从力传感器和位置感测设备接收信号并分析数据以向外科医生提供量化反馈。例如，计算设备可以将力传感器数据与位置信息相关联以生成整个运动范围内的关节张力的“热图”(参见例如图5)。关节张力数据可以以任意数量的方式被映射到各个关节位置，例如数字方式，使用等压线的地形方式，或者使用表示张力的颜色(类似于热成像/热图)。
在一些实施例中，可以使用额外的传感器(例如应变仪)来提供关于目标关节周围的骨骼或软组织的附加信息。在一个示例中，应变仪可以在肩关节周围的不同点处(例如三角肌，胸大肌，背阔肌或肱三头肌)附接到软组织。应变仪信息可以由计算设备接收并且与位置数据或张力信息相关联。计算设备然后可以产生包括应变仪信息的附加或更新的数字或图形输出。与图8A有关的系统的讨论包括有关应变仪信息整合的附加细节。使用可选的应变传感器，系统可以通知外科医生特定的肌肉是否在各种特定的位置中或在特定的移动期间被激活，以及额外的软组织释放或其他张紧变化(例如，更大的肱骨头，多层衬垫厚度变化，肱骨和/或关节盂隔垫，甚至重新切割肱骨)是否将得到保证。
这里讨论的系统和方法对于外科医生的益处是具有关于目前状态下的关节如何对动力学移动做出响应的客观且量化的视觉反馈。外科医生可以获得这些信息，并能够在他/她的控制下对手术方面进行调整，例如软组织释放或植入物选择，例如在RSA背景下的肱骨托盘/隔垫厚度和关节盂球大小，或者在TSA背景下的肱骨头大小。该系统可以在关节缩小期间就关节张力引导外科医生，以指示在使用特定的试验假体的情况下关节(例如肩部)是否太紧或太松。该系统还可以帮助识别其中由于约束力不足而导致重建关节不稳定的运动范围内的潜在点，例如当关节张力在运动范围内的某个位置下降到阈值量以下时。该系统可以进一步提供关于可以实现的运动范围的可能程度的反馈，以考虑当前重建的关节是否将允许患者恢复各种活动，诸如个人卫生、饮食或移动性所要求的移动。运动范围(ROM)的客观度量也将影响物理治疗的考虑。例如，外科医生可以对PT关于后ROM进行令人难以置信的详细分析。这反过来可以在PT(或者可能如果有的话)将如何改变他/她的治疗方法方面有所不同。
本文讨论的系统和方法可以用于展示关节置换手术的循证结果的目的。例如，手臂位置传感器可以在术前和术后被使用以评估范围或移动。角度和旋转范围可以主动(意味着患者能够通过它们自己在该ROM内移动)和被动(意味着在协助下患者关节可以在该ROM内运动)地被评估。通过接收来自患者的关于疼痛的额外反馈或来自外科医生的关于不稳定性的反馈，也可以在图上显示疼痛和不稳定的区域(参见例如图6)。在关节移动期间，位于计算机控制器上或由计算机控制器处理或位于传感器盒本身上的按钮或命令将被用于基于来自患者、外科医生或传感器系统的反馈来对这些区域进行分类。
该系统可以与补充的术前3D手术规划软件(如Zimmer PSITM肩部规划软件系统)集成，该软件使用术前医学成像(CT或MRI)来数字化地模拟手臂在移动范围内的移动。手术规划软件可以数字化地预测由于作为输入而给出的各种选择(诸如关节盂和肱骨侧植入物，它们的尺寸和位置)将实现的最终的无碰撞ROM。数字建模试图考虑到患者的骨骼和软组织解剖结构。基于数字分析，可以产生热图或类似的量化输出，其显示预测的无碰撞ROM，并且该输出可以驱使替代的手术规划选项被考虑或选择以优化该患者的ROM。此外，上面讨论的术前和术后ROM分析可以进一步与手术规划软件输出进行比较，以提供预期结果与实际结果的额外确认。在适当的研究之后，本文讨论的量化反馈可以用于改进手术规划软件并制定在过程期间使用的标准作为产生期望的术后结果的手术内测量的指南。手术规划软件的使用并不要求生成术前热图来说明术前的运动范围，但是手术规划软件在向本文描述的术前/术中/术后比较能力中增加另一元素的方面是有用的。
如图14所示，来自术前规划软件的结果可以在术中使用，以基于力传感器和位置数据提供实时反馈，例如方差图。在一些示例中，使用本文讨论的机制和技术，经由术前规划的运动范围、关节张力或不稳定性图相对于在手术期间收集的实际数据的差异的图形描绘来提供实时反馈。
随着时间的推移，可以将这种信息与从有经验的外科医生收集的数据进行基准比较，从而产生对于经验较少的外科医生在进行不熟悉的外科手术时获得理解和术中反馈的量化指导。在手术期间做出调整有望提供改善的结果，缩短恢复期，减少修正，改善重建关节的功能性能。
本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。这并不旨在提供对本发明的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图通常以示例而非限制的方式说明本文中讨论的各种实施例。
图1是示出根据一些示例实施例的具有嵌入在试验假体中的传感器的反向肩部关节成形术的图。
图2是示出根据一些示例实施例的具有嵌入在试验假体中的传感器的全肩部关节成形术的图。
图3A是示出根据一些示例实施例的用于在处于低力位置中的试验假体内使用的力传感器模块的图。
图3B是示出根据一些示例实施例的用于在处于高力位置中的试验假体内使用的力传感器模块的图。
图4是示出根据一些示例实施例的检测关节的运动范围的定位感测模块的图。
图5是示出根据一些示例实施例的描绘关节在运动范围内的关节数据的运动图的图形范围的图。
图6是示出根据一些示例实施例的描绘关节在运动范围内的关节数据的运动图的图形范围的图。
图7是示出根据一些示例实施例的手术规划软件和图形输出的图。
图8A是示出根据一些示例实施例的基于传感器的关节置换系统的图。
图8B是示出根据一些示例实施例的基于传感器的关节置换系统的框图。
图9是示出根据一些示例实施例的在关节置换过程期间提供量化反馈的方法的流程图。
图10是示出根据一些示例实施例的用于量化比较术前和术后关节功能的方法的流程图。
图11是示出根据一些示例实施例的可以安装在机器上的软件体系结构的示例的框图。
图12示出了根据示例性实施例的计算机系统形式的机器的图示，在该计算机系统内可以执行一组指令以使该机器执行本文讨论的任何一个或多个方法。
图13是示出根据一些示例实施例的具有嵌入的传感器的反向肩部关节成形术和全肩部关节成形术单块临时试验组件的图。
图14是示出根据一些示例实施例的通过术中使用力传感器和量化映射的用于术前的方法的图。
这里提供的标题仅仅是为了方便，并不一定影响所使用的术语的范围或含义。
具体实施方式
关节置换手术，例如肩关节成形术(全部或反向)，是复杂涉及的过程，其中经验可以使患者的结果有显著差异。对于经验较少的外科医生来说可能是困难的关节置换手术的一个方面是在关节内的软组织与适当的假体选择或组织释放之间进行平衡。适当的关节张力通常导致更好的运动范围、关节稳定性和植入物的寿命等等。然而，适当的关节张力通常是完全凭感觉来完成的，随着时间的推移，有经验的外科医生已经开发了对每个特定患者最终工作良好的“感觉”。本文讨论的系统和方法为外科医生提供了一种在过程期间获得关于在关节的整个运动范围内的关节张力的量化反馈的选择。此外，术前、术中和术后关节张力和/或运动范围的量化比较也是可能的。在一些示例中，可以开发关节张力在关节运动范围上的标准，以允许与已知产生积极结果的标准进行术中比较。
图1是示出根据一些示例实施例的具有嵌入在试验假体中的传感器的反向肩关节成形术的图。反向肩关节成形术系统100包括关节盂假体110，其通过包括嵌入式力传感器140A的关节盂球式试验件固定到肩胛骨105。在肱骨侧，反向肩关节成形术系统100包括肱骨假体125，肱骨假体125通过包括嵌入式力传感器140B的肱骨托盘试验件130固定在肱骨120内。嵌入式力传感器可以可选地装在试验件或可移动模块内。在一些示例中，力传感器在试验件中是整体的，如下面详细讨论的图3A和图3B所示。在一个示例中，诸如嵌入式力传感器140A，140B的力传感器将力数据无线地传送到计算设备，该计算设备然后可以分析该数据以向外科医生提供反馈。嵌入式力传感器140A，140B被设计成当肩部被降低以在试验假体就位的情况下检查关节张力时，接收在关节盂试验件115与肱骨托盘试验件130之间传递的力。在一些示例中，诸如嵌入式力传感器140A的单个嵌入式力传感器被用于为关节提供准确的力数据。在其他示例中，多个力传感器被嵌入在试验假体的不同部分内，以提供关于关节内的加载模式的附加信息。例如，力传感器可以被嵌入在肱骨托盘试验件的周边，这允许在整个运动范围内的试验件的不同部分上的力的映射。
图2是示出根据一些示例实施例的具有嵌入在试验假体中的传感器的全肩关节成形术的图。全肩关节成形术系统200包括通过关节盂假体耦接到肩胛骨110的关节盂试验件215。在该示例中，关节盂试验件215包括嵌入式力传感器140A。在全肩关节成形术系统200的肱骨侧，肱骨头试验件225被添加到肱骨假体并且包括嵌入式力传感器140B。与反向肩关节成形术系统100类似，全肩关节成形术系统200可以可选地包括仅位于一个试验假体中的力传感器或在如图所示的两个试验假体中的力传感器。
图3A和图3B是示出根据一些示例实施例的在试验假体内使用的力传感器模块的图。图3A示出处于低力位置中或者在关节表面310上施加很少力或不施加力的情况的力传感器模块300。图3B示出处于高力位置中的力传感器模块300，其中接近设计极限的力被施加在关节表面310上。在该示例中，力传感器300包括关节表面310、校准的弹簧320、上壳体330、测量轴340、下壳体350和一个或多个传感器360。力传感器模块300被设计用于以下应用，其中关节通过在力感应机制中提供运动范围而自然地在所涉及的骨骼的关节表面之间展现出一些移动或游隙(play)。力传感器300通过具有已知的弹簧常数的校准的弹簧320和位置传感器(诸如传感器360)的组合起作用，该位置传感器用于测量在关节表面310上的负载下偏转的测量轴340的行程。传感器360可以通过各种已知技术来感测轴的位置，诸如磁性、感应或磁致伸缩等等。
图4是示出根据一些示例实施例的检测关节的运动范围的定位感测模块的图。在该示例中，运动范围检测系统400包括被显示附接到肱骨120的位置传感器模块410，该肱骨120可以在运动范围420内移动。运动范围420仅仅是位置传感器模块410可以检测的运动范围信息的图示。位置传感器模块410可以包括加速度计、陀螺仪或类似的运动或位置感测技术的组合。在美国专利公开2009/0247863(发明名称为“TRACKING SYSTEM AND METHOD(跟踪系统和方法)”)中讨论了可以适用于本文讨论的系统和方法的位置传感器模块的一个示例，其全部内容通过引用合并于此。由位置传感器模块410产生的位置或运动数据可以与在运动范围移动期间接收到的力传感器数据相关，以产生下面详细讨论的图形输出。
图5是示出根据一些示例实施例的描绘关节在运动范围内的关节数据的图形运动范围图的图。在一个示例中，运动范围图500包括内旋转轴线510、外旋转轴线520、外展轴线530、内收轴线540以及基于位置的关节数据550。在所示的运动范围图500中，除此之外，基于位置的关节数据550采取能够表示关节张力的等高线的形式。在一些示例中，基于位置的关节数据550是根据结合位置数据收集的关节内的试验假体内的力传感器来计算的。
图6是示出根据一些示例实施例的描绘关节在运动范围内的关节数据的图形运动范围图的图。在一个示例中，运动范围图600包括内/外旋转轴线602，外展/内收位置轴线604，外展矢量612，外旋转矢量614，内收矢量616，内旋转矢量618，被动运动范围图620，主动运动范围图630，不稳定运动范围图640以及疼痛运动范围图650。运动范围图600图示了用于以图形方式描绘附加关节数据的不同选项，例如不稳定性和疼痛。疼痛数据可以使用反馈输入设备或口头地从患者收集。可选地，反馈输入设备包括用于输入疼痛指示的一系列物理按钮或计算机生成的图形用户界面。外科医生可以通过类似的界面捕获不稳定性信息，同时通过安装在患者身上的位置传感器模块捕获的运动范围来操纵关节。额外的关节数据由计算设备捕获并且与位置数据相关，该位置数据也由计算设备捕获。计算设备然后可以生成并输出数字数据或图形，诸如运动范围图600。
图7是示出根据一些示例实施例的手术规划软件和图形输出的图。在该示例中，手术规划系统700包括手术规划界面710和示例手术规划输出图720。手术计划系统700可以帮助外科医生通过使用术前成像(例如，CT或MRI)来规划关节置换手术。在一些示例中，手术规划系统700是生成用于在关节置换手术期间使用的患者特定切割和对准引导的患者特定植入系统的一部分。基于术前成像对患者特定仪器进行建模，并且然后在手术过程之前进行制造。在一些示例中，手术规划系统700在给定选定的假体放置和尺寸的情况下提供针对预测的运动范围的投影。在这些示例中，手术规划系统700根据请求输出预测的运动范围图，诸如手术规划输出图720。预测的运动范围图可以在手术中与本文讨论的系统和方法一起使用，以在置换过程中向外科医生提供基于量化比较的反馈。此外，预测的运动范围图可选地用于评估过程后的结果。
图8A是示出根据一些示例实施例的基于传感器的关节置换系统的图。在所示的示例中，基于传感器的关节置换系统800(或者简单地基于传感器的系统800)包括固定到患者810的位置传感器模块830和应变仪840A-840C以及提供信息(如本文所述)给外科医生820的计算设备850和过程标准860。可选地，可以在计算设备850内数字化地维护过程标准860。此外，计算设备850可以可选地分析从力传感器(未示出)，应变仪840A-840C接收的输入以及从位置传感器模块830接收的位置数据，考虑数字化维护的过程标准860，以生成进一步经处理的输出，以帮助外科医生评估试验假体和关节置换过程的其他方面。
图8B是示出根据一些示例实施例的基于传感器的关节置换系统的框图。在该示例中，基于传感器的系统800包括位置/运动感测模块830，计算设备850，位置/运动计算模块852，关节数据处理模块854，制图模块856，分析模块858，过程标准储存库860以及显示设备870。可选地，基于传感器的系统800包括应变仪840、力传感器842和反馈输入844中的一个或多个。在该示例中，位置/运动计算模块852接收并处理来自位置/运动感测模块830的信息。在某些示例中，位置/运动计算模块852被集成到位置/运动感测模块830中，而不是计算设备850的一部分，如在该示例中所示。在一些示例中，关节数据处理模块854接收并处理来自应变仪840、力传感器842和反馈输入844的数据，这取决于这些关节数据源中的哪些在使用中并且与计算设备850通信。关节数据处理模块854将接收到的关节数据与由位置/运动计算模块852生成的位置数据相关联以供制图模块856使用。在一些示例中，制图模块856使用从位置/运动计算模块852和关节数据处理模块854接收的数据来生成如上所述的运动范围图。在一个示例中，分析模块858可以将来自制图模块856的输出与存储在过程标准储存库860中的过程标准进行比较和评估。来自分析模块858的输出可以通过数字或图形方式经由显示设备870呈现给外科医生。
图9是示出根据一些示例实施例的在关节置换过程期间提供量化反馈的方法的流程图。在一个示例中，方法900包括诸如在910处接收位置数据，同时在920处从假体内接收力数据，在930处参考位置数据生成力数据的图形表示以及在940处将图形表示与目标进行比较等操作。可选地，方法900还包括在940处将图形表示与目标进行比较，并且在950处插入不同大小的假体，随后重复先前的操作。
在一个示例中，方法900在910处开始，其中计算设备850从诸如位置/运动感测模块830的位置或运动传感器接收骨骼的位置数据。在920处，与910同时进行，方法900用计算设备850接收来自假体内的力数据。诸如力传感器842的力传感器可以生成力数据。在930，方法900继续，计算设备850生成与位置数据相关的力数据的图形表示，以生成运动范围图，诸如运动范围图600。可选地，方法600在930可以包括基于与每个数据流相关联的时间戳或类似元数据(例如，位置数据和力数据)将力数据与位置数据相关的操作。
可选地，方法900在940继续，其中计算设备850将图形表示与目标或过程标准进行比较。在一些示例中，比较或评估可以产生表示图形表示与目标匹配有多接近的数字或图形输出，诸如示出差异和相似性的区域以及相对幅度的有色热图(例如，红色区域指示高水平的差异，蓝色区域表示高水平的相似性)。在950处，方法900可选地继续插入不同大小的假体试验件并触发先前的操作以在用新的试验件缩小关节之后重新开始。
图10是示出根据一些示例实施例的用于量化比较术前和术后关节功能的方法的流程图。在该示例中，方法1000包括分解为两个不同时段的操作，包括操作1010至1040的过程前以及包括操作1050至1090的过程后。过程前操作包括在1010处将位置传感器附接至肢体，在1020处收集运动范围数据，在1030处同时接收与关节功能有关的附加反馈，并且在1040生成术前图。过程后操作包括在1050处将位置传感器附接到肢体，在1060处收集运动范围数据，同时在1070处接收与关节功能相关的附加反馈，在1080处生成术后图，以及在1090处将术前图与术后图进行比较。在该示例中，方法1000被用于提供关节置换过程的结果的量化评估和反馈。过程后操作可以在关节置换之后的不同时间间隔处进行，以便在愈合处理期间进一步显现改善。
在一个示例中，方法1000在1010处开始，其中位置传感器被附接到预期患者的肢体。在1020和1030处，方法1000继续使用位置传感器收集运动范围数据，同时肢体主动地或被动地在运动范围内移动。主动运动范围表示患者在没有辅助的情况下所能达到的运动范围，而被动运动范围是肢体可以通过辅助移动的运动范围。在1030，方法1000与操作1020同时，继续接收与关节功能有关的反馈(例如，数据)。在一个示例中，反馈可以包括由患者提供的应变仪信息(指示肌肉功能或其他软组织信息)，不稳定性信息或疼痛信息。在收集运动范围数据的同时收集反馈数据允许反馈数据与运动范围数据相关。在1040处，方法1000继续使用相关的运动范围和反馈数据来生成关节功能的术前图形表示。操作1010到1040提供术前关节功能的量化表示，其可以包括主动与被动运动范围以及与运动范围内的位置相关的不稳定性和疼痛信息。
方法1000可以继续操作1050到1080，重复操作1010到1040的过程后以生成过程后关节功能的量化表示。在1090处，方法1000继续比较过程前图和过程后图以提供手术结果的量化证据。
软件体系结构
图11是示出了可以结合本文所述的各种硬件体系结构使用的代表性软件体系结构1102的框图1100。图11仅仅是软件体系结构的非限制性示例，并且可以理解的是，可以实现许多其他体系结构以促进本文描述的功能。软件体系结构1102可以在诸如图12的机器1200的硬件上执行，除了其它之外，机器1200包括处理器1210、存储器1230和I/O组件1250等。代表性硬件层1104被图示出并且可以表示例如图12的机器1200。代表性硬件层1104包括具有相关联的可执行指令1108的一个或多个处理单元1106。可执行指令1108表示软件体系结构1102的可执行指令，包括图8-10的方法、模块等的实现。硬件层1104还包括也具有可执行指令1108的存储器和/或存储模块1110。硬件层1104还可以包括由1112指示的其他硬件，其表示硬件层1104的任何其他硬件，诸如示出为机器1200的一部分的其他硬件。
在图11的示例体系结构中，软件1102可以被概念化为其中每个层提供特定功能的层的堆叠。例如，软件1102可以包括诸如操作系统1114、库1116、框架/中间件1118、应用程序1120和呈现层1122的层。在操作上，层中的应用程序1120和/或其他组件可以通过软件堆栈调用应用程序编程接口(API)调用1124，并且响应于API调用1124而接收响应、返回的值等等，如消息1126所示。所示的层本质上是代表性的，并不是所有的软件体系结构都具有所有的层。例如，一些移动或专用操作系统可能不提供框架/中间件层1118，而另一些可能提供这样的层。其他软件体系结构可以包括附加的或不同的层。
操作系统1114可以管理硬件资源并提供公共服务。操作系统1114可以包括例如内核1128、服务1130和驱动器1132。内核1128可以充当硬件与其他软件层之间的抽象层。例如，内核1128可以负责存储器管理、处理器管理(例如调度)、组件管理、联网、安全设置等。服务1130可以为其他软件层提供其他公共服务。驱动器1132可以负责控制底层硬件或与底层硬件接口。例如，取决于硬件配置，驱动器1132可以包括显示驱动器，相机驱动器，
Figure BDA0001590245630000141
驱动器，闪存驱动器，串行通信驱动器(例如通用串行总线(USB)驱动器)，
Figure BDA0001590245630000142
驱动器，音频驱动器，电源管理驱动器，等等。
库1116可以提供可以被应用程序1120和/或其他组件和/或层使用的公共基础设施。库1116通常提供允许其他软件模块以比直接与底层操作系统1114功能(例如，内核1128，服务1130和/或驱动器1132)接口更容易的方式执行任务的功能。库1116可以包括可以提供诸如存储器分配功能，字符串操作功能，数学函数等的功能的系统1134库(例如，C标准库)。另外，库1116可以包括API库1136，诸如媒体库(例如，支持各种媒体格式(诸如MPREG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG)的呈现和操纵的库)，图形库(例如可以用来在显示器上的图形内容中渲染2D和3D的OpenGL框架)，数据库库(例如，可以提供各种关系数据库功能的SQLite)，web库(例如，可以提供web浏览功能的WebKit)等等。库1116还可以包括各种各样的其他库1138，以向应用程序1120和其他软件组件/模块提供许多其他API。
框架1118(有时也被称为中间件)可以提供可以由应用程序1120和/或其他软件组件/模块使用的更高级别的公共基础设施。例如，框架1118可以提供各种图形用户界面(GUI)功能、高级资源管理、高级位置服务等等。框架1118可以提供可以由应用程序1120和/或其他软件组件/模块使用的广泛的其他API，其中一些可以是特定于特定的操作系统或平台的。
应用程序1120包括内置应用程序1140和/或第三方应用程序1142。代表性的内置应用程序1140的示例可以包括但不限于联系人应用程序、浏览器应用程序、图书阅读器应用程序、位置应用程序、媒体应用程序、消息收发应用程序和/或游戏应用程序。第三方应用程序1142可以包括任何内置的应用程序以及各种各样的其他应用程序。在具体示例中，第三方应用程序1142(例如，由除特定平台的供应商之外的实体使用Android TM或iOSTM软件开发套件(SDK)开发的应用程序)可以是运行在移动操作系统上的移动软件，移动操作系统诸如为iOSTM，AndroidTM，
Figure BDA0001590245630000151
Phone或其他移动操作系统。在这个示例中，第三方应用程序1142可以调用由诸如操作系统1114的移动操作系统提供的API调用1124以促进本文描述的功能。
应用程序1120可以利用内置操作系统功能(例如，内核1128，服务1130和/或驱动器1132)、库(例如，系统1134，API 1136和其他库1138)、框架/中间件1118来创建用户界面以与系统的用户进行交互。可选地或附加地，在一些系统中，可以通过诸如呈现层1144之类的呈现层来与用户进行交互。在这些系统中，应用程序/模块“逻辑”可以与应用程序/模块的与用户交互的方面分离。
一些软件体系结构利用虚拟机。在图11的示例中，这由虚拟机1148说明。虚拟机创建软件环境，其中应用程序/模块可以像在硬件机器(例如，图12的机器)上执行一样执行。虚拟机由主机操作系统(图12中的操作系统1114)托管，并且典型地但不总是具有虚拟机监视器1146，虚拟机监视器1146管理虚拟机的操作以及与主机操作系统(即，操作系统1114)的接口。软件体系结构在诸如操作系统1150、库1152、框架/中间件1154、应用程序1156和/或呈现层1158的虚拟机内执行。在虚拟机1148内执行的软件体系结构的这些层可以与先前描述的相应的层相同或可能不同。
示例机器体系结构和机器可读介质
图12是示出根据一些示例实施例的能够从机器可读介质(例如，机器可读存储介质)读取指令并且执行本文讨论的任何一个或多个方法的机器1200的组件的框图。具体而言，图12示出了计算机系统的示例性形式的机器1200的示意图，在机器1200内可以执行指令1216(例如，软件，程序，应用程序，小程序，应用或其他可执行代码)，以使机器1200执行本文讨论的任何一个或多个方法。例如，这些指令可以使机器执行图9和图10的流程图。另外或替代地，这些指令可以实现图8B的模块852-858等等。这些指令将通用的、未编程的机器转换成被编程为以所描述的方式执行所描述和示出的功能的特定机器。在替代实施例中，机器1200作为独立设备运行或者可以耦合(例如联网)到其他机器。在联网部署中，机器1200可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器或客户端机器的能力运行，或者在对等(或分布式)网络环境中作为对等机器运行。机器1200可以包括但不限于服务器计算机，客户端计算机，个人计算机(PC)，平板电脑，膝上型计算机，上网本，机顶盒(STB)，个人数字助理(PDA)，娱乐媒体系统，蜂窝电话，智能电话，移动设备，可穿戴设备(例如，智能手表)或者能够顺序地或以其他方式执行指定机器1200要采取的动作的指令1216的任何机器。此外，尽管仅示出了单个机器1200，但是术语“机器”也应当被理解为包括单独地或联合地执行指令1216来执行这里讨论的方法中的任何一个或多个的机器1200的集合。
机器1200可以包括可以被配置为例如经由总线1202彼此通信的处理器1210、存储器1230和I/O组件1250。在示例实施例中，处理器1210(例如，中央处理单元(CPU)，精简指令集计算(RISC)处理器，复杂指令集计算(CISC)处理器，图形处理单元(GPU)，数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，射频集成电路(RFIC)，另一个处理器或其任何适当的组合)可以包括例如可以执行指令1216的处理器1212和处理器1214。术语“处理器”旨在包括多核处理器，其可以包括可以同时执行指令的两个或更多个独立处理器(有时被称为“核心”)。虽然图12示出了多个处理器，但是机器1200可以包括具有单个核心的单个处理器，具有多个核心的单个处理器(例如，多核处理)，具有单个核心的多个处理器，具有多个核心的多个处理器或者其任何组合。
存储器/存储装置1230可以包括存储器1232，诸如主存储器或其它存储器存储装置，以及存储单元1236，都可以由处理器1210例如经由总线1202访问。存储单元1236和存储器1232存储体现本文描述的方法或功能中的任何一个或多个的指令1216。在机器1200执行期间，指令1216还可以完全或部分地驻留在存储器1232内，存储单元1236内，处理器1210中的至少一个处理器内(例如，处理器的高速缓存存储器内)或其任何适当的组合。因此，存储器1232、存储单元1236以及处理器1210的存储器是机器可读介质的示例。
如本文所使用的，“机器可读介质”是指能够暂时或永久地存储指令和数据的设备，并且可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，缓冲存储器，闪存，光学介质，磁介质，高速缓存存储器，其他类型的存储装置(例如，可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和/或其任何适当的组合。术语“机器可读介质”应该被理解为包括能够存储指令1216的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”也应该被认为包括能够存储用于由机器(例如，机器1200)执行的指令(例如，指令1216)的任何介质或多个介质的组合，使得指令在由机器1200的一个或多个处理器(例如，处理器1210)执行时使机器1200执行本文描述的方法中的任何一个或多个。因此，“机器可读介质”是指单个存储装置或设备，以及包括多个存储装置或设备的“基于云的”存储系统或存储网络。术语“机器可读介质”本身不包括信号。
I/O组件1250可以包括用于接收输入，提供输出，产生输出，传输信息，交换信息，捕获测量结果等的各种各样的组件。包括在特定机器中的特定I/O组件1250将取决于机器的类型。例如，诸如移动电话的便携式机器将可能包括触摸输入设备或其他这样的输入机构，而无头式服务器机器将可能不包括这样的触摸输入设备。将会理解，I/O组件1250可以包括图12中未示出的许多其他组件。根据功能对I/O组件1250进行分组仅仅是为了简化以下讨论，并且分组决不是限制性的。在各种示例实施例中，I/O组件1250可以包括输出组件1252和输入组件1254。输出组件1252可以包括视觉组件(例如，诸如等离子显示面板(PDP)，发光二极管(LED)显示器，液晶显示器(LCD)，投影仪或阴极射线管(CRT)的显示器)，声学组件(例如扬声器)，触觉组件(例如振动马达，阻力机构)，其他信号发生器等等。输入组件1254可以包括字母数字输入组件(例如，键盘，被配置为接收字母数字输入的触摸屏，光电键盘或其他字母数字输入组件)，基于点的输入组件(例如鼠标，触摸板，轨迹球、操纵杆、运动传感器或其它指向仪器)，触感输入组件(例如，物理按钮，提供触摸或触摸手势的位置和/或力的触摸屏，或其他触觉输入组件)，音频输入组件(例如，麦克风)等等。
在进一步的示例实施例中，I/O组件1250可以包括在广泛的其他组件中的生物测定组件1256、运动组件1258、环境组件1260或位置组件1262。例如，生物测定组件1256可以包括用于检测表情(例如手部表情，面部表情，声音表情，身体姿势或眼部跟踪)，测量生物信号(例如血压，心率，体温，出汗或脑波)，识别人(例如，语音识别，视网膜识别，面部识别，指纹识别或基于脑电图的识别)等的组件。运动组件1258可以包括加速度传感器组件(例如，加速计)，重力传感器组件，旋转传感器组件(例如陀螺仪)等等。环境组件1260可以包括例如照明传感器组件(例如光度计)，温度传感器组件(例如，检测环境温度的一个或多个温度计)，湿度传感器组件，压力传感器组件(例如气压计)，声学传感器组件(例如，检测背景噪声的一个或多个麦克风)，接近度传感器组件(例如，检测附近物体的红外传感器)，气体传感器(例如检测危险气体的浓度以确保安全或者测量大气中的污染物的气体检测传感器)或可以提供与周围物理环境相对应的指示、测量或信号的其他组件。位置组件1262可以包括地点传感器组件(例如全球定位系统(GPS)接收器组件)，高度传感器组件(例如检测可以从其导出高度的气压的高度计或气压计)，取向传感器组件(例如，磁力计)等。
通信可以使用各种各样的技术来实现。I/O组件1250可以包括通信组件1264，通信组件1264可以分别经由耦合1282和耦合1272将机器1200耦合到网络1280或设备1270。例如，通信组件1264可以包括网络接口组件或其他合适的设备以与网络1280接口。在进一步的示例中，通信组件1264可以包括有线通信组件，无线通信组件，蜂窝通信组件，近场通信(NFC)组件，
Figure BDA0001590245630000181
组件(例如，
Figure BDA0001590245630000182
低功耗)，
Figure BDA0001590245630000183
组件以及通过其他模态提供通信的其他通信组件。设备1270可以是另一台机器或各种各样的外围设备中的任何一种(例如，经由通用串行总线(USB)耦合的外围设备)。
而且，通信组件1264可以检测标识符或者包括可操作为检测标识符的组件。例如，通信组件1264可以包括射频识别(RFID)标签读取器组件，NFC智能标签检测组件，光学读取器组件(例如，用于检测诸如通用产品代码(UPC)条形码的一维条形码，诸如快速响应(QR)码的多维条形码，阿兹特克码(Aztec code)，数据矩阵，Dataglyph，MaxiCode，PDF417，超码(Ultra Code)，UCC RSS-2D条形码以及其他光学码的光学传感器)，或者声学检测组件(例如，用于识别标记的音频信号的麦克风)。另外，可以经由通信组件1264导出各种信息，诸如经由互联网协议(IP)地理位置的位置，经由
Figure BDA0001590245630000191
信号三角测量的位置，经由检测NFC信标信号的位置，该NFC信标信号可以指示特定位置，等等。
传输介质
在各种示例实施例中，网络1280的一个或多个部分可以是自组织网络，内联网，外联网，虚拟专用网络(VPN)，局域网(LAN)，无线LAN(WLAN)，广域网(WAN)，无线WAN(WWAN)，城域网(MAN)，因特网，因特网的一部分，公共交换电话网络(PSTN)的一部分，普通老式电话(POTS)网络，蜂窝电话网络，无线网络，
Figure BDA0001590245630000192
网络，另一种类型的网络或两个或更多个这种网络的组合。例如，网络1280或网络1280的一部分可以包括无线或蜂窝网络，并且耦合1282可以是码分多址(CDMA)连接，全球移动通信系统(GSM)连接或其他类型蜂窝或无线耦合。在这个示例中，耦合1282可以实现各种类型的数据传输技术中的任何一种，诸如单载波无线传输技术(1xRTT)，演进数据优化(EVDO)技术，通用分组无线业务(GPRS)技术，增强型GSM演进数据速率(EDGE)技术，包括3G的第三代合作伙伴计划(3GPP)，第四代无线(4G)网络，通用移动电信系统(UMTS)，高速分组接入(HSPA)，全球微波接入互操作性(WiMAX)，长期演进(LTE)标准，由各种标准设置机构定义的其他技术，其他长距离协议或其他数据传输技术。
指令1216可以经由网络接口设备(例如，包括在通信组件1264中的网络接口组件)并且利用多个众所周知的传输协议(例如，超文本传输协议(HTTP))中的任何一个来使用传输介质通过网络1280进行发送或接收。类似地，可以使用传输介质经由到设备1270的耦合1272(例如，对等耦合)来发送或接收指令1216。术语“传输介质”应该被理解为包括能够存储、编码或携带由机器1200执行的指令1216的任何无形的介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他无形介质以促进这种软件的通信。
语言
在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的组件、操作或结构。尽管一个或多个方法的单个操作被图示和描述为单独的操作，但是单个操作中的一个或多个可以被同时执行，并且不要求以所示的顺序执行操作。在示例配置中被呈现为独立组件的结构和功能可以被实现为组合结构或组件。类似地，被呈现为单个组件的结构和功能可以被实现为单独的组件。这些和其他变化、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。
虽然已经参考具体示例实施例描述了发明主题的概述，但是可以对这些实施例进行各种修改和改变而不脱离本公开的实施例的更宽的范围。本发明主题的这些实施例在本文中可以单独地或共同地由术语“发明”来指代，仅仅是为了方便，而不意图在实际上公开了多于一个的公开或发明构思的情况下将本申请的范围自愿地限制为任何单个公开或发明构思。
本文所示的实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用其他实施例并从中导出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，具体实施方式不应该被认为是限制性的，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求以及由这些权利要求赋予权利的等同物的全部范围来限定。而且，可以为在此描述为单个实例的资源、操作或结构提供多个实例。此外，各种资源、操作、模块、引擎和数据存储库之间的边界有一些随意，特定操作在具体说明性配置的上下文中示出。功能的其他分配被设想并且可以落入本公开的各种实施例的范围内。通常，在示例配置中作为单独资源呈现的结构和功能可以被实现为组合结构或资源。类似地，被呈现为单个资源的结构和功能可以被实现为单独的资源。这些和其它变型、修改、添加和改进落入由所附权利要求表示的本公开的实施例的范围内。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。
如果本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致，则以该文档中的用法为准。
在本文档中，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一”或“一个”包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其它实例或用法。在本文档中，术语“或者”用于指带非排他性的或者，使得“A或B”包括“A而不是B”，“B而不是A”和“A和B，除非另有说明。在本文档中，术语“包括(including)”和“在其中(in which)”被用作相应术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的平易英语等同物。而且，在下面的权利要求中，术语“包括(including)”和“包含(comprising)”是开放式的，也就是说，包括除了权利要求中的这样的术语之后列出的要素之外的要素的系统、设备、物品、组合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。
各种说明和示例
这些非限制性示例中的每一个可以独立存在，或者可以以各种排列或与其他示例中的一个或多个的组合进行组合。
示例1描述了可以包括提供使在关节的运动范围内在该关节内的力可视化的图形反馈的方法的主题。该方法可以包括接收位置数据，接收力数据，以及基于所述位置数据和所述力数据来生成图形表示。接收的位置数据可以包括在关节的至少一个骨骼在运动范围(ROM)内移动的同时该至少一个骨骼的数据。接收力数据可以与接收位置数据同时发生，并且使用一个或多个处理器，所述力数据能够从嵌入在所述关节中的试验假体内的至少一个力传感器收集。图形表示可以说明在所述骨骼在所述ROM内移动时所述力数据相对于所述骨的位置的变化。
在示例2中，示例1的主题可以可选地包括，在接收所述位置数据的同时，从附接到邻近所述关节的一个或多个身体部位的一个或多个应变仪接收应变仪数据。
在示例3中，示例2的主题可以可选地包括用所述应变仪测量肌肉活化。
在示例4中，示例1至3中的任何一个的主题可以可选地包括将所述图形表示与预先生成的目标图形呈现进行比较，以确定所述试验假体是否在整个运动范围内提供目标关节张力。
在示例5中，示例1至4中的任何一个的主题可以可选地包括，接收所述位置数据包括接收由可移除地耦合所述至少一个骨骼的一个或多个传感器提供的位置数据。
在示例6中，示例5的主题可以可选地包括，
所述一个或多个传感器是加速度计和陀螺仪中的至少一个。
在示例7中，示例1至6中的任何一个的主题可以可选地包括，所述力数据是从嵌入在所述试验假体的中心部分内的单个力传感器接收的。
在示例8中，示例1至6中的任何一个的主题可以可选地包括，所述力数据是从嵌入在所述试验假体内的多个力传感器接收的。
在示例9中，示例8的主题可以可选地包括力数据，所述力数据括表示所述试验假体的不同区域的数据。
在示例10中，示例8或9中的任何一个的主题可以可选地包括，所述试验假体是准半球形的并且所述多个力传感器包括从准半球形形状的基部接收力数据的第一传感器，以及围绕所述准半球形形状的周边的多个附加传感器。
在示例11中，示例1至7中的任何一个的主题可以可选地包括，所述试验假体包括一组不同尺寸的插入件，其中所述一组插入件中的每个插入件包括至少一个力传感器。
在示例12中，示例1的主题可以可选地包括，所述试验假体包括适配有传感器模块以生成表示所述关节内的张力的力数据的插入件。
在示例13中，示例12的主题可以可选地包括，所述插入件包括关节表面，所述关节表面接合位于所述关节的第二假体或原生骨骼上的匹配关节表面。
在示例14中，示例12的主题可以可选地包括具有响应于施加在关节表面的至少一部分上的力而压缩的活塞部分的插入件。
在示例15中，示例14的主题可以可选地包括，从检测活塞部分中的运动的传感器模块接收力数据。
在示例16中，示例14的主题可以可选地包括，所述活塞部分具有保持关节表面与位于关节的第二假体或原生骨骼上的匹配关节表面接合的弹簧。
示例17描述了可以包括在关节置换过程之后对运动范围改善进行量化的方法的主题。所述方法可以包括：附接位置传感器，收集第一组运动范围数据，接收附加的反馈，生成术前图，在关节置换后重新执行类似的操作，以及将术前图与术后图进行比较。该方法包括在关节置换之前和关节置换之后的操作，以允许客观地比较运动范围。将位置传感器模块附接到肢体以捕捉关节的运动范围信息。收集第一组运动范围数据与所述肢体的与所述关节相关联的移动相对应。在收集所述运动范围数据的同时执行接收附加的反馈，并且与关节功能相关以生成第一组反馈数据。生成术前图包括第一组运动范围数据和与运动范围数据相关的第一组反馈数据。在关节置换过程之后，该方法包括：附接位置传感器模块，收集运动范围数据，接收附加反馈并生成术后图。此外，该方法包括将术前图与术后图进行比较以确定与关节置换过程有关的量化结果。
在示例18中，示例17的主题可以可选地包括，收集运动范围数据涉及收集反映无辅助肢体运动的主动运动范围数据。
在示例19中，示例18的主题可以可选地包括，所述第一组运动范围数据和所述第二组运动范围数据包括所述主动运动范围数据。
在示例20中，示例17至19中的任何一个的主题可以可选地包括，收集运动范围数据包括收集反映有辅助肢体运动的被动运动范围数据。
在示例21中，示例20的主题可以可选地包括，所述第一组运动范围数据和所述第二组运动范围数据包括被动运动范围数据。
在示例22中，示例17至21中的任何一个的主题可以可选地包括，接收附加反馈包括接收与关节不稳定性相关的反馈。
在示例23中，示例17至22中的任何一个的主题可以可选地包括，接收附加反馈包括接收疼痛信息。
以上详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的那些之外的元件。然而，本发明人还考虑了仅提供所示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑了使用关于特定示例(或其一个或多个方面)或关于本文所示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)的所示出或描述的那些元件(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的示例。
这里描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作用于配置电子设备以执行如以上示例中所述的方法。这样的方法的实现可以包括代码，诸如微码，汇编语言代码，更高级的语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。该代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外，在一个示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性的有形计算机可读介质上，诸如在执行期间或在其他时间。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘，可移动磁盘，可移动光盘(例如，压缩盘和数字视频盘)，磁带盒，存储卡或棒，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)等。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。本领域普通技术人员在查看以上描述时可以使用其他实施例。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，使读者能够迅速确定技术披露的性质。希望理解的是，它不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在上面的具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应该被解释为意图未要求保护的披露特征对任何权利要求是必不可少的。相反，本发明主题可能在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求由此作为示例或实施例被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求独立作为单独的实施例，并且预期这些实施例可以以各种组合或置换相互组合。本发明的范围应该参照所附权利要求以及这些权利要求赋予权利的等同物的全部范围来确定。

Claims (16)

1.一种用于提供使在关节的运动范围内在该关节内的力可视化的图形反馈的方法，所述方法包括：
在所述关节的至少一个骨骼在运动范围内移动时，使用一个或多个处理器接收针对所述至少一个骨骼的位置数据；
在接收所述位置数据的同时，使用一个或多个处理器从嵌入在所述关节中的试验假体内的至少一个力传感器接收力数据；
基于所述位置数据和所述力数据生成用于在显示设备上显示的图形表示，所述图形表示说明了在所述骨骼在所述运动范围内移动时，所述力数据相对于所述骨骼的位置的变化；以及
将所述图形表示与预先生成的目标图形表示进行比较，以确定所述试验假体是否在整个所述运动范围内提供目标关节张力。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在接收所述位置数据的同时，从附接到与所述关节相邻的一个或多个身体部位的一个或多个应变仪接收应变仪数据。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述应变仪测量肌肉活化。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，接收所述位置数据包括接收由能够移除地耦接所述至少一个骨骼的一个或多个传感器提供的位置数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个传感器包括加速度计和陀螺仪中的至少一个。
6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述力数据是从嵌入在所述试验假体的中心部分内的单个力传感器接收的。
7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述力数据是从嵌入在所述试验假体内的多个力传感器接收的。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述力数据包括代表所述试验假体的不同区域的数据。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述试验假体是准半球形的，并且所述多个力传感器包括接收来自准半球形形状的基部的力数据的第一传感器和围绕所述准半球形形状的周边的多个附加传感器。
10.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述试验假体包括不同尺寸的一组插入件，其中所述一组插入件中的每个插入件包括至少一个力传感器。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述试验假体包括适配有传感器模块的插入件，所述传感器模块用于生成表示所述关节内的张力的力数据。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述插入件包括关节表面，所述关节表面接合位于所述关节的第二假体或原生骨骼上的匹配关节表面。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述插入件包括对施加在关节表面的至少一部分上的力做出响应而压缩的活塞部分。
14.一种用于提供使在关节的运动范围内在该关节内的力可视化的图形反馈的方法，所述方法包括：
在所述关节的至少一个骨骼在运动范围内移动时，使用一个或多个处理器接收针对所述至少一个骨骼的位置数据；
在接收所述位置数据的同时，使用一个或多个处理器从嵌入在所述关节中的试验假体内的至少一个力传感器接收力数据；
基于所述位置数据和所述力数据生成用于在显示设备上显示的图形表示，所述图形表示说明了在所述骨骼在所述运动范围内移动时，所述力数据相对于所述骨骼的位置的变化，
其中，所述试验假体包括适配有传感器模块的插入件，所述传感器模块用于生成表示所述关节内的张力的力数据，所述插入件包括对施加在关节表面的至少一部分上的力做出响应而压缩的活塞部分。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述力数据是从检测所述活塞部分中的移动的传感器模块接收的。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述活塞部分包括弹簧，所述弹簧用于保持所述关节表面与位于所述关节的第二假体或原生骨骼上的匹配关节表面接合。
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