CN113662719A - 一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 - Google Patents
一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113662719A CN113662719A CN202110874803.XA CN202110874803A CN113662719A CN 113662719 A CN113662719 A CN 113662719A CN 202110874803 A CN202110874803 A CN 202110874803A CN 113662719 A CN113662719 A CN 113662719A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bone
- mold
- sensor array
- pressure value
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 174
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 claims description 9
- 206010023230 Joint stiffness Diseases 0.000 claims description 3
- 210000002745 epiphysis Anatomy 0.000 claims 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 11
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 208000006820 Arthralgia Diseases 0.000 description 1
- 208000012659 Joint disease Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000008407 joint function Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
- A61B17/17—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4684—Trial or dummy prostheses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
- A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
- A61F2002/4666—Measuring instruments used for implanting artificial joints for measuring force, pressure or mechanical tension
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Transplantation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法，涉及医疗器械技术领域，包括模具本体、薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块、电源模块与显示器；模具本体具有附骨面，薄膜传感器阵列贴合在附骨面外侧；薄膜传感器阵列、数据转换模块、控制器与显示器依次电连接，薄膜传感器阵列用于检测附骨面与患者骨面之间的贴合压力值，并将贴合压力值传输至控制器中，显示器显示贴合压力值；电源模块用于向薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块与显示器供电。本发明通过设置模具本体，并在模具本体的附骨面上贴合薄膜传感器阵列，快速得知需要进一步修整的骨面，简化手术操作，提高患者骨面与假关节贴合的准确性，确保患者术后的恢复效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法。
背景技术
随着医疗水平的快速发展，对于关节疾病的患者，可通过骨关节置换手术，将损坏的关节替换成金属或高分子材料制成的置换关节，代替患病关节功能，以缓解关节疼痛，恢复关节功能。
但是，目前关节置换手术过程中，医生根据需要安装的关节在患者的骨头上采用手术器械进行部分切削，以匹配对应的置换关节；通常而言，需要切削出多个平面与曲面，以更好的贴合置换关节。目前，医生多通过对应的模具来调试切口，在匹配模具后再替换成置换关节。但是，医生多通过肉眼和经验来观察切口是否完全匹配关节模具，在切削过程中并不能保证切削面能够完全良好地匹配关节模具需要贴合的匹配面，继而无法良好的匹配置换关节，既造成了患者术后效果不佳的问题，又增大了医生的手术操作复杂性。
发明内容
本发明提供一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法，用以解决现有技术中医生多通过肉眼和经验来观察切口是否完全匹配关节模具，在切削过程中并不能保证切削面能够完全良好地匹配关节模具需要贴合的匹配面，继而无法良好的匹配置换关节，既造成了患者术后效果不佳的问题，又增大了医生的手术操作复杂性的缺陷，实现一种便于医生快速切削患者骨面的关节置换系统及其控制方法。
本发明提供一种基于置换模具的关节置换系统，包括模具本体、薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块、电源模块与显示器；
所述模具本体具有附骨面，所述薄膜传感器阵列贴合在所述附骨面外侧；
所述薄膜传感器阵列、所述数据转换模块、所述控制器与所述显示器依次电连接，所述薄膜传感器阵列用于检测所述附骨面与患者骨面之间的贴合压力值，并将所述贴合压力值传输至所述控制器中，所述显示器显示所述贴合压力值；
所述电源模块用于向所述薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块与所述显示器供电。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述关节置换系统包括两个所述模具本体，两个所述模具本体为第一模具本体与第二模具本体，所述第一模具本体与所述第二模具本体通过软骨模件连接。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述第一模具本体上具有第一附骨面，所述第一附骨面上贴合有第一薄膜传感器阵列；
所述第二模具本体上具有第二附骨面，所述第二附骨面上贴合有第二薄膜传感器阵列。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述第一模具本体包括第一基体与第一附骨板，所述第一基体与第一附骨板可拆卸固定连接，所述第一附骨面位于所述第一附骨板上。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述第二模具本体包括第二基体与第二附骨板，所述第二基体与第二附骨板可拆卸固定连接，所述第二附骨面位于所述第二附骨板上。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述薄膜传感器阵列粘贴在所述附骨面上。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述模具本体设有装配对位柱，所述装配对位柱的一端固定在所述附骨面上。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统，所述薄膜传感器阵列通过柔性数据线与所述控制器连接。
本发明还提供一种如上述任一项所述的基于置换模具的关节置换系统控制方法，包括：
当所述关节置换系统收到开启指令时，薄膜传感器阵列将每个传感器单元检测的压力值传输至控制器，所述控制器根据每个所述传感器单元检测的压力值判断每个所述传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面是否贴合；
对于压力值小于第一预设值的传感器单元，所述控制器生成间隙指示信号，显示器根据所述间隙指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面之间具有间隙；
对于压力值大于或等于所述第一预设值的传感器单元，所述控制器生成贴合指示信号，显示器根据所述贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面相贴合。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统控制方法，还包括：
对于压力值大于或等于所述第一预设值的传感器单元，继续根据所述压力值判断是否大于第二预设值；
当所述压力值大于所述第二预设值时，所述控制器生成过紧指示信号，显示器根据所述过紧指示信号显示所述压力值对应传感器单元位置处的附骨面与患者骨面贴合紧密度大于安全紧密度；当压力值小于或等于所述第二预设值时，所述控制器生成所述贴合指示信号，显示器根据所述贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面贴合正常。
根据本发明提供的一种基于置换模具的关节置换系统控制方法，当所述控制器生成过紧指示信号时，计算所述过紧指示信号对应传感器单元检测的压力值与第二预设值的差值，并计算所述差值与所述第二预设值的比值，显示器显示所述比值。
本发明提供的基于置换模具的关节置换系统及其控制方法，通过设置模具本体，并在模具本体的附骨面上贴合薄膜传感器阵列。当医生对患者的骨头进行磨削以匹配模具本体时，将模具本体装配到磨削处，薄膜传感器阵列能够对其每个传感器位置处附骨面与患者骨面之间的压力值进行检测，并将每个压力传感器检测的压力值传输至控制器。控制器对检测的压力值进行判断，检测出患者骨面未与模具本体的附骨面相贴合的区域，并通过显示器进行显示，医生通过显示器显示的信息，可以快速得知需要进一步修整的骨面，简化手术操作；同时提高了患者骨面与附骨面整体贴合的准确性，使得患者骨头与置换假关节进行良好的匹配，确保患者术后的恢复效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的模具本体与薄膜传感器阵列结构示意图之一；
图2是本发明提供的模具本体与薄膜传感器阵列结构示意图之二；
图3是本发明提供的薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块、电源模块与显示器连接示意图；
图4是本发明提供的第一模具本体与第一薄膜传感器阵列结构示意图；
图5是本发明提供的第二模具本体与第二薄膜传感器阵列结构示意图；
图6是本发明提供的关节置换系统控制方法中的显示图。
附图标记：
1：模具本体； 11：附骨面； 111：第一附骨面；
112：第二附骨面； 12：第一模具本体； 121：第一基体；
122：第一附骨板； 13：第二模具本体； 131：第二基体；
132：第二附骨板； 14：对位柱；
2：薄膜传感器阵列；
21：第一薄膜传感器阵列；
22：第二薄膜传感器阵列；
3：控制器；
4：数据转换模块；
5：电源模块；
6：显示器；
7：软骨模件；
8：柔性数据线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”与“第二”等是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“内”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。
需要说明的是，本实施例所述的“Z”轴方向，指的是第一模具本体的定位柱轴线方向。
下面结合图1-图5描述本发明的一种基于置换模具的关节置换系统。
具体地，本发明提供一种基于置换模具的关节置换系统，外部形状与置换关节形状相同，包括模具本体1、薄膜传感器阵列2、控制器3、数据转换模块4、电源模块5与显示器6；
模具本体1具有附骨面11，薄膜传感器阵列2贴合在附骨面11外侧；
薄膜传感器阵列2、数据转换模块4、控制器3与显示器6依次电连接，薄膜传感器阵列2用于检测附骨面11与患者骨面之间的贴合压力值，并将贴合压力值传输至控制器3中，控制器3控制显示器6显示贴合压力值；
电源模块5用于向薄膜传感器阵列2、控制器3、数据转换模块4与显示器6供电。
具体地，模具本体1的形状与尺寸与关节置换手术中需要置换到患者关节处的假关节的形状与尺寸相同。当对患者的疾病关节进行替换时，先通过本实施例所述的模具本体1进行适配，依据患者骨头与模具本体1的适配程度来调节患者骨头的形状。在患者骨头与模具本体1的形状完全匹配时，再将模具本体1取下，替换上置换假关节，实现整个关节置换手术。
本实施例所述的薄膜传感器阵列2，是通过精密印刷工艺，将纳米力敏材料与银桨等材料铺盖在柔性薄膜基材上，经干燥而固化在柔性薄膜上，呈现出多个传感器呈矩阵式排列的排布方式。薄膜传感器阵列2主要用于测量相接触的两个物体之间各个接触点的压力值。在传感器收到压力时，传感器的电阻值随压力的增大而减小，电阻的倒数与压力值呈近似线性关系，传感器的阻压特性表现为电阻与压力呈幂函数关系，通过万用表检测出传感器的电阻值变化，即可获取压力值的变化。较好地，通过数据转换模块4对数据进行处理转换，形成压力数值。
在薄膜传感器阵列2测量过程中，两个物体之间的各个接触位压力直接作用在传感器的薄膜片上，使薄膜片产生与接触位压力成正比的微位移，进而使传感器的电阻发生变化，通过电子线路检测上述电阻变化值，并转换输出为与接触位压力值对应的标准信号，实现薄膜传感器阵列2对相接触两个物体之间各个接触点压力值的测量。
本实施例通过设置模具本体1，并在模具本体1的附骨面11上贴合薄膜传感器阵列2，当医生对患者的骨头进行磨削以匹配模具本体1时，将模具本体1装配到磨削处，薄膜传感器阵列2能够对其每个传感器位置处附骨面11与患者骨面之间的压力值进行检测，并将每个压力传感器检测的压力值传输至控制器3，控制器3对检测的压力值进行判断，检测出患者骨面未与模具本体1的附骨面11相贴合的区域，并通过显示器6进行显示，医生通过显示器6显示的信息，可以快速得知需要进一步修整的骨面，简化手术操作，同时提高了患者骨面与附骨面11整体贴合的准确性，使得患者骨头与置换假关节进行良好的匹配，确保患者术后的恢复效果。
需要说明的是，本实施例所述的附骨面11，指的是模具本体1上用于与患者骨面相贴合的平面或弧形面。
需要说明的是，结合图1至图5所示，本实施例仅以膝关节置换假体模具为示例，但不限定本发明所述的模具本体1形状仅为膝关节置换假体模具。本领域技术人员能够通过本实施例的描述准确获知本发明的创造思路，诸如髋关节与肩关节等其他的关节置换假体模具，也落入本发明对关节置换系统中模具本体1所限定的保护范围内。
较好地，本实施例以膝关节置换假体模具为示例，关节置换系统包括两个模具本体1，结合图1-5所示，两个模具本体1为第一模具本体12与第二模具本体13，第一模具本体12与第二模具本体13通过软骨模件7连接。其中，第一模具本体12用于与膝关节上部连接的骨体连接，第二模具本体13用于与膝关节下部连接的骨体连接。
如图所示，软骨模件7呈半月板状，依据替换不同位置的骨关节，软骨模件7呈不同骨关节中软骨的不用形状。
其中，每个模具本体均需要与患者骨面进行贴合，每个模具本体上均设有附骨面。具体地，第一模具本体12上具有第一附骨面111，第一附骨面111呈弧形，第一附骨面111需要与膝关节上方的骨面进行贴合，第一附骨面111上贴合有第一薄膜传感器阵列21，第一薄膜传感器阵列21用于检测第一模具本体12是否与膝关节上方骨面完全贴合；
同样的，第二模具本体13上具有第二附骨面112，第二附骨面112呈平面状，第二附骨面112上贴合有第二薄膜传感器阵列22，第二薄膜传感器阵列22用于检测第二模具本体13是否与膝关节下方骨面完全贴合。
较好地，第一模具本体12与第二模具本体13共用一套控制器3、数据转换模块4与显示器6形成的数据处理系统，显示器6能够分别显示出第一模具本体12与第二模具本体13中哪个区域未与患者骨面进行匹配贴合。医生在对患者进行关节置换手术时，可通过观察显示器6中显示的信息来确定哪个模具本体中的哪块区域未与患者骨面相贴合，并依次对患者骨面进行修正。
可选的，本实施例所述的模具本体1可以为一体式结构，也可以为分体式结构。
较好地，结合图4所示，第一模具本体12为分体式结构，第一模具本体12包括第一基体121与第一附骨板122，第一基体121与第一附骨板122可拆卸固定连接，第一附骨面111位于第一附骨板122上。其中，第一基体121为构成第一模具本体12的主体部分，并且第一基体121通过软骨模件7与第二模具本体13连接。第一基体121在用于与患者骨面相贴合的一面上固定有第一附骨板122，第一附骨板122与第一基体121之间可拆卸式固定连接，如螺钉连接。第一附骨板122相对于第一基体121而言为厚度较薄的弧形板，其厚度约在2-5mm(包括两端端值)之间。第一附骨面111位于第一附骨板122上，即第一附骨板122与患者骨面相贴合，第一附骨面111上粘贴有第一薄膜传感器阵列21。
本实施例通过设置第一附骨板122，第一附骨板122与第一基体121可拆卸连接，并且第一附骨板122上设有第一附骨面111，第一附骨面111上粘贴有第一薄膜传感器阵列21。在对患者进行关节置换手术时，将第一基体121与第一附骨板122装配到位，即可通过第一模具本体1对患者的骨面进行匹配修整。在修整结束后，可将第一基体121与第一附骨板122拆卸，对第一基体121进行清洗与消毒，以便于第一基体121能够用于下一患者的关节置换手术，以提高所述模具本体的重复使用率。
同样地，第二模具本体13为分体式结构，第二模具本体13包括第二基体131与第二附骨板132，第二基体131与第二附骨板132可拆卸固定连接，第二附骨面112位于第二附骨板132上。其中，第二基体131为构成第二模具本体13的主体部分，并且第二基体131通过软骨模件7与第一模具本体12连接。第二基体131在用于与患者骨面相贴合的一面上固定有第二附骨板132，第二附骨板132与第二基体131之间可拆卸式固定连接，如螺钉连接。第二附骨板132相对于第二基体131而言为厚度较薄的弧形板，其厚度约在2-5mm(包括两端端值)之间。第二附骨面112位于第二附骨板132上，即第二附骨板132与患者骨面相贴合，第二附骨面112上粘贴有第二薄膜传感器阵列22。
本实施例通过设置第二附骨板132，第二附骨板132与第二基体131可拆卸连接，并且第二附骨板132上设有第二附骨面112，第二附骨面112上粘贴有第二薄膜传感器阵列22。在对患者进行关节置换手术时，将第二基体131与第二附骨板132装配到位，即可通过第一模具本体1对患者的骨面进行匹配修整。在修整结束后，可将第二基体131与第二附骨板132拆卸，对第二基体131进行清洗与消毒，以便于第二基体131能够用于下一患者的关节置换手术，以提高所述模具本体的重复使用率。
具体地，本实施例所述的薄膜传感器阵列2固定在附骨面11上，以防止模具本体1在移动过程中，附骨面11与患者骨面多次摩擦而造成薄膜传感器阵列2偏移，防止薄膜传感器阵列2造成检测误差。较好地，薄膜传感器阵列2粘贴在附骨面11上，如采用医用硅橡胶将薄膜传感器阵列2均匀的粘贴在附骨面11上。
具体地，结合图2所示，模具本体1设有装配对位柱14，装配对位柱14的一端固定在附骨面11上。其中，第一模具本体12上设置有沿Z轴正方向延伸的对位柱14，在关节置换手术中，在膝关节上方骨面钻取匹配孔，以将对位柱14插于匹配孔中实现第一模具本体12与患者骨面的快速对位，并且有利于第一模具本体12与患者骨面的安装牢固度。同样地，第二模具本体13上设置有沿Z轴反方向延伸的对位柱14，在关节置换手术中，在膝关节下方骨面钻取匹配孔，以将对位柱14插于匹配孔中实现第二模具本体13与患者骨面的快速对位，并且有利于第二模具本体13与患者骨面的安装牢固度。
具体地，结合图3与图5所示，薄膜传感器阵列2通过柔性数据线8与控制器3连接，以便于薄膜传感器阵列2跟随模具本体1进行多个方向的位移而不会造成信号传输的中断。
具体地，在上述基于置换模具的关节置换系统的基础上，本实施例还提供一种所述关节置换系统的控制方法，包括：
当关节置换系统收到开启指令时，薄膜传感器阵列2将每个传感器单元检测的压力值传输至控制器3，控制器3根据每个传感器单元检测的压力值判断每个传感器单元对应位置处的附骨面11与患者骨面是否贴合；
对于压力值小于第一预设值的传感器单元，控制器3生成间隙指示信号，显示器6根据间隙指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面11与患者骨面之间具有间隙；
对于压力值大于或等于第一预设值的传感器单元，控制器3生成贴合指示信号，显示器6根据贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面11与患者骨面相贴合。
具体地，所述开启指令指的是用户通过按下开启按钮开启关节置换系统时，关节置换系统生成开启指令，并控制电源模块6为各模块进行供电，关节置换系统启动。
本实施例所述的控制方法，薄膜传感器阵列2包含多个呈矩阵式排列的传感器单元，每个传感器单元将其检测的压力值发送至控制器3中，控制器3对接收的所有压力值进行处理，如形成与薄膜传感器阵列2中传感器单元排布方式相匹配的模拟图形，并在模拟图形中在匹配对应的传感器单元位置处显示检测的压力值，并通过显示器6向医生展出，以便于医生准确获取压力值不足的区域，医生可快速对该区域进行修整。
具体地，本实施例所述的第一预设值，指的是通过预先试验测得的模具本体1与患者骨面相贴合时单元传感器检测出的压力值。
具体地，控制器3生成的间隙指示信号，可以通过显示器6以多种方式显示出，如可在对应的传感器单元处显示数值0，或者显示出红色等具有显著标识的颜色，或者直接在对应的传感器单元处显示“间隙”文字。
同样地，控制器3生成的贴合指示信号，可以通过显示器6以多种方式显示出，如可在对应的传感器单元处显示数值1，或者显示出绿色等与间隙指示信号对应颜色能够区分的颜色，或者直接在对应的传感器单元处显示“贴合”文字。
本实施例以数值显示为例，如图6所示，图6示出了一种显示示例，对于第一薄膜传感器阵列21检测的压力值进行显示，其中显示数据为0的区域表明该区域的模具本体与患者骨面之间有间隙，提醒医生对该区域的患者骨面进行及时修整。显示数据为1的区域表明该区域的模具本体与患者骨面之间相贴合。
较好地，本实施例所述的控制方法还包括：
对于压力值大于或等于第一预设值的传感器单元，继续根据压力值判断是否大于第二预设值；
当压力值大于第二预设值时，控制器3生成过紧指示信号，显示器6根据过紧指示信号显示压力值对应传感器单元位置处的附骨面11与患者骨面贴合紧密度大于安全紧密度；当压力值小于或等于第二预设值时，控制器3生成贴合指示信号，显示器6根据贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面11与患者骨面贴合正常。
具体地，当某一传感器单元检测出的压力值大于或等于第一预设值时，即该传感器单元检测出其对应位置处的模具本体1与患者骨面相贴合时，继续判断该传感器单元检测的压力值是否大于第二预设值；对于压力值大于第二预设值的传感器单元，控制器3生成过紧指示信号。过紧指示信号指明该传感器单元位置处的附骨面11与患者骨面贴合紧密度大于安全紧密度，即模具本体1由于外力过大而使得其与患者骨面贴合过紧，容易导致置换假体关节装配时在该区域周围出现间隙，或者该位置区域贴合紧密度过大而不利于患者关节的后期恢复。需要说明的是，本实施例所述的安全紧密度，指的是通过预先试验测得的模具本体1与患者骨面相贴合时有利于患者关节恢复的合适贴合紧密度。
较好地，控制器3生成的过紧指示信号，可以通过显示器6以多种方式显示出，如可在对应的传感器单元处显示数值1+，或者显示出黄色等与间隙指示信号和贴合指示信号对应颜色能够区分的颜色，或者直接在对应的传感器单元处显示“过紧”文字。以便于医生及时获知患者骨面的平整度情况，协助医生将患者骨面切削出平整度好的平面或弧面，以与置换假体关节相匹配。
较好地，本实施例所述的控制方法还包括：当控制器3生成过紧指示信号时，计算过紧指示信号对应传感器单元检测的压力值与第二预设值的差值，并计算差值与第二预设值的比值，显示器6显示所述比值。
具体地，当控制器3生成过紧指示信号时，计算其对应的比值，比值＝(压力值-第二预设值)/第二预设值，以显示出目前该区域的贴合紧密度超过的百分值。如第一次检测出比值为30％，则医生依据该比例来控制该区域的切削程度；如切削后第二次检测出比值为5％，医生能够对切削程度进行更为准确的控制，防止切削过多而出现间隙，提高医生对患者骨面切削修整的操作效率。
具体地，本实施例所述的控制器可以包括：处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、存储器(memory)和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行上述任一实施方式所述的关节置换系统控制方法。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述任一实施方式所述的关节置换系统控制方法。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述任一实施方式所述的关节置换系统控制方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，包括模具本体、薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块、电源模块与显示器；
所述模具本体具有附骨面，所述薄膜传感器阵列贴合在所述附骨面外侧；
所述薄膜传感器阵列、所述数据转换模块、所述控制器与所述显示器依次电连接，所述薄膜传感器阵列用于检测所述附骨面与患者骨面之间的贴合压力值，并将所述贴合压力值传输至所述控制器中，所述显示器显示所述贴合压力值；
所述电源模块用于向所述薄膜传感器阵列、控制器、数据转换模块与所述显示器供电。
2.根据权利要求1所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述关节置换系统包括两个所述模具本体，两个所述模具本体为第一模具本体与第二模具本体，所述第一模具本体与所述第二模具本体通过软骨模件连接。
3.根据权利要求2所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述第一模具本体上具有第一附骨面，所述第一附骨面上贴合有第一薄膜传感器阵列；
所述第二模具本体上具有第二附骨面，所述第二附骨面上贴合有第二薄膜传感器阵列。
4.根据权利要求3所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述第一模具本体包括第一基体与第一附骨板，所述第一基体与第一附骨板可拆卸固定连接，所述第一附骨面位于所述第一附骨板上。
5.根据权利要求3所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述第二模具本体包括第二基体与第二附骨板，所述第二基体与第二附骨板可拆卸固定连接，所述第二附骨面位于所述第二附骨板上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述薄膜传感器阵列粘贴在所述附骨面上。
7.根据权利要求1所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述模具本体设有装配对位柱，所述装配对位柱的一端固定在所述附骨面上。
8.根据权利要求1所述的基于置换模具的关节置换系统，其特征在于，所述薄膜传感器阵列通过柔性数据线与所述控制器连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于置换模具的关节置换系统控制方法，其特征在于，包括：
当所述关节置换系统收到开启指令时，薄膜传感器阵列将每个传感器单元检测的压力值传输至控制器，所述控制器根据每个所述传感器单元检测的压力值判断每个所述传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面是否贴合；
对于压力值小于第一预设值的传感器单元，所述控制器生成间隙指示信号，显示器根据所述间隙指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面之间具有间隙；
对于压力值大于或等于所述第一预设值的传感器单元，所述控制器生成贴合指示信号，显示器根据所述贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面相贴合。
10.根据权利要求9所述的基于置换模具的关节置换系统控制方法，其特征在于，还包括：
对于压力值大于或等于所述第一预设值的传感器单元，继续根据所述压力值判断是否大于第二预设值；
当所述压力值大于所述第二预设值时，所述控制器生成过紧指示信号，显示器根据所述过紧指示信号显示所述压力值对应传感器单元位置处的附骨面与患者骨面贴合紧密度大于安全紧密度；当压力值小于或等于所述第二预设值时，所述控制器生成所述贴合指示信号，显示器根据所述贴合指示信号显示该传感器单元对应位置处的附骨面与患者骨面贴合正常。
11.根据权利要求10所述的基于置换模具的关节置换系统控制方法，其特征在于，当所述控制器生成过紧指示信号时，计算所述过紧指示信号对应传感器单元检测的压力值与第二预设值的差值，并计算所述差值与所述第二预设值的比值，显示器显示所述比值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110874803.XA CN113662719A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110874803.XA CN113662719A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113662719A true CN113662719A (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=78540899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110874803.XA Pending CN113662719A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113662719A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104379094A (zh) * | 2012-03-30 | 2015-02-25 | 捷迈有限公司 | 胫骨假体系统、配套组件和方法 |
| CN107802382A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-16 | 吴小玲 | 全膝关节置换术中膝关节平衡检测系统及其平衡判别方法 |
| CN109528363A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-03-29 | 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 | 控制系统及具有其的关节假体 |
| CN111568611A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-25 | 北京市春立正达医疗器械股份有限公司 | 一种间隙测垫、膝关节压力检测装置及使用方法 |
| KR20200133039A (ko) * | 2019-05-15 | 2020-11-26 | 주식회사 와이즈터치 | 무릎 인공관절 수술용 스마트 센서 시스템 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110874803.XA patent/CN113662719A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104379094A (zh) * | 2012-03-30 | 2015-02-25 | 捷迈有限公司 | 胫骨假体系统、配套组件和方法 |
| CN107802382A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-16 | 吴小玲 | 全膝关节置换术中膝关节平衡检测系统及其平衡判别方法 |
| CN109528363A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-03-29 | 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 | 控制系统及具有其的关节假体 |
| KR20200133039A (ko) * | 2019-05-15 | 2020-11-26 | 주식회사 와이즈터치 | 무릎 인공관절 수술용 스마트 센서 시스템 |
| CN111568611A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-25 | 北京市春立正达医疗器械股份有限公司 | 一种间隙测垫、膝关节压力检测装置及使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230048040A1 (en) | Wearable device for coupling to a user, and measuring and monitoring user activity | |
| CN103417296B (zh) | 用于确认整形外科方案的系统和方法 | |
| US9579043B2 (en) | Systems and methods for intraoperatively measuring anatomical orientation | |
| JP6359628B2 (ja) | 寛骨臼カッププロテーゼのアラインメントシステム及び方法 | |
| US20170065430A1 (en) | Prosthetic placement tool and associated methods | |
| US20210038147A1 (en) | User interface for strut device | |
| US20200305897A1 (en) | Systems and methods for placement of surgical instrumentation | |
| CN107242907B (zh) | 膝关节单髁压力测量装置及系统 | |
| US20120053488A1 (en) | Proximity-triggered computer-assisted surgery system and method | |
| EP3389572B1 (en) | Bio-sensor | |
| CN109708782B (zh) | 膝关节假体垫片三维力传感器及其接触应力测量方法 | |
| CA2736525A1 (en) | Hip surgery systems and methods | |
| JP2019514606A (ja) | 分析物測定システムおよび初期化方法 | |
| CN103565438B (zh) | 韧带平衡调节辅助装置及其膝关节弯曲与外旋角度计算方法 | |
| CN111419253A (zh) | 膝关节软组织压力测量装置、测量系统和测量方法 | |
| JP7220631B2 (ja) | 情報処理システム | |
| WO2018081097A1 (en) | Diagnostic and therapeutic approaches for spinal deformities | |
| CN113662719A (zh) | 一种基于置换模具的关节置换系统及其控制方法 | |
| CN202740012U (zh) | 韧带平衡调节辅助装置 | |
| CN111568611B (zh) | 一种间隙测垫、膝关节压力检测装置及使用方法 | |
| CN114343922B (zh) | 数字化全髋关节置换装置 | |
| US10980647B2 (en) | Knee ligament balancer | |
| CN213217065U (zh) | 膝关节软组织压力测量装置和测量系统 | |
| CN208552181U (zh) | 一种基于3d打印的多功能鼻撑制备系统 | |
| KR101869870B1 (ko) | 무정지 보장형 스마트패치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |