CN111557719A - 一种智能化骨科钉棒内固定系统 - Google Patents

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杨毅
马立泰
刘浩
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West China Hospital of Sichuan University
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Abstract

本发明公开一种智能化骨科钉棒内固定系统，包括钉和棒，钉的一端连接棒，钉的另一端为自由端，棒包括依次轴向连接的棒体A、弹性段和棒体B，弹性段内设有应力传感器和位移传感器。本发明可以在不进行X光、CT检查的情况下，准确的判定患者是否达到骨融合，增加骨融合判定的准确率，并且能够对钉棒植入后的自身位置、应力情况等进行记录并反馈。

Description

一种智能化骨科钉棒内固定系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种智能化骨科钉棒内固定系统。
背景技术
现有的骨科钉棒系统植入后需要反复进行X光、CT检查辅助判断患者是否达到骨愈合，患者需要反复到医院进行多次检查，涉及人力成本、时间成本、经济成本、放射危害等问题。并且，现有的钉棒系统对植入后的自身位置、应力情况，以及患者的肢体运动、康复锻炼时间、休息时间、平卧时间等缺乏记录和反馈。
发明内容
本发明旨在提供一种智能化骨科钉棒内固定系统(可用于脊柱前路手术、后路手术、侧路手术等多种手术)可以在不进行X光、CT检查的情况下，准确的判定患者是否达到骨融合，增加骨融合判定的准确率，并且能够对钉棒植入后的自身位置、应力情况等进行记录并反馈。
为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
本发明公开的智能化钉棒系统，包括钉和棒，所述钉的一端连接棒，钉的另一端为自由端，其特征在于：所述棒包括依次轴向连接的棒体A、弹性段和棒体B，所述弹性段内设有应力传感器和位移传感器。
优选的，所述钉与棒通过螺钉连接，钉与棒的连接部设有应力传感器和位移传感器。
优选的，所述棒体A、棒体B均连接有钉，所述钉与棒垂直。
优选的，所述弹性段的弹性形变方向为棒的轴向。
进一步的，本发明还包括智能终端，所述应力传感器、位移传感器均与智能终端无线连接。
优选的，所述智能终端为手机。
进一步的，所述棒体A和/或棒体B上布置有重力传感器，所述重力传感器与智能终端无线连接。
进一步的，所述棒体A和/或棒体B表面设有化学传感器，所述化学传感器与智能终端无线连接。
优选的，所述弹性段包括弹簧、弹片或交叉弹片。
本发明的工作原理如下：
当骨科钉棒内固定系统植入后，由于人体重力的存在，骨骼会对骨科钉棒内固定系统产生压迫，弹性部件会变形，应力感受器记录应力的大小并传输到连接的智能终端，医生可以在医生端APP中观察到；
当患者运动时，比如身体变化姿势时，弹性部件会再次变形，棒体A、棒体B与钉的连接部发生微动产生位移、应力也会产生相应变化；微动和位移会被位移感受器、应力感受器记录传输到智能终端；姿势的改变引起重力方向的改变，会被重力感受器记录传输到智能终端。
当患者还未达到骨愈合的时候，患者重力主要通过椎间骨科钉棒内固定系统传输，应力主要集中在骨科钉棒内固定系统(骨科钉棒内固定系统的一个主要功能就是支撑作用)，人的活动和变化姿势的时候，会产生应力改变、会有微动和位移产生，也有重力方向改变。当椎间融合后，骨头将上下椎体连接，起到椎间牢固支撑作用；这个时候，骨科钉棒内固定系统就像是混泥土内部的一个空洞里的一个部件，不承担应力、不产生微动和位移，但是仍有重力方向改变。此时位移感受器记录值为0，应力感受器记录的应力为固定在一个较低的值。此时，医生就可以通过记录的应力和位移曲线来判断患者术后是否达到椎间融合，是否完全康复，从而避免反复X光和CT等放射照射。
本发明的有益效果如下：
1、本发明能够智能化实现自身判断是否达到椎间融合！避免传统的X光、CT放射学方法的放射危害，减少医患双方由此产生的时间、人力、经济成本，降低社会医疗负担；
2、本发明完成了纵向弹性设计，增加了椎间的应力刺激，避免了应力遮挡，有利早期康复。
3、本发明增加了螺钉与棒的连接处的位移和应力检测，可以智能化判断钉棒系统是否有松动、断裂、螺钉退出等并发症；
4、本发明通过应力感受器、位移感受器、重力感受器记录的数据，手机APP会自动分析和转化成患者曲线，从而分析得出患者的活动度、活动时间、平卧时间、康复训练锻炼时间等患者数据用于医生更好的指导患者康复锻炼；
5、本发明设计有化学感受器，能获取钉棒系统表面PH值、钛合金碎屑、PEEK碎屑等材料碎屑等局部情况，并传输到APP，用于医生判断是否有材料降解、失效等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电气原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明公开的智能化骨科钉棒内固定系统，包括钉4和棒，钉4的一端连接棒，钉4的另一端为自由端，棒包括依次轴向连接的棒体A1、弹性段2和棒体B3，弹性段2的弹性形变方向为棒的轴向，弹性段2可采用弹簧、弹片或交叉弹片构成，弹性段2内设有应力传感器5和位移传感器6。
钉4与棒通过螺钉连接，钉与棒的连接部设有应力传感器5和位移传感器6。棒体A1、棒体B3均连接有钉4，钉4与棒垂直
棒体A1和/或棒体B3上布置有重力传感器，棒体A1和/或棒体B3表面设有化学传感器。
如图2所示，本发明还包括智能终端，应力传感器、位移传感器、重力传感器、化学传感器均与智能终端无线连接；智能终端优选手机
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能化骨科钉棒内固定系统，包括钉和棒，所述钉的一端连接棒，钉的另一端为自由端，其特征在于：所述棒包括依次轴向连接的棒体A、弹性段和棒体B，所述弹性段内设有应力传感器和位移传感器。
2.根据权利要求1所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述钉与棒通过螺钉连接，钉与棒的连接部设有应力传感器和位移传感器。
3.根据权利要求2所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述棒体A、棒体B均连接有钉，所述钉与棒垂直。
4.根据权利要求1所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述弹性段的弹性形变方向为棒的轴向。
5.根据权利要求1-4任一项所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：还包括智能终端，所述应力传感器、位移传感器均与智能终端无线连接。
6.根据权利要求5所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述智能终端为手机。
7.根据权利要求5所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述棒体A和/或棒体B上布置有重力传感器，所述重力传感器与智能终端无线连接。
8.根据权利要求5所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述棒体A和/或棒体B表面设有化学传感器，所述化学传感器与智能终端无线连接。
9.根据权利要求4所述的智能化骨科钉棒内固定系统，其特征在于：所述弹性段包括弹簧、弹片或交叉弹片。
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