CN115414158A - 智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物医学假体技术领域，特别涉及一种智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质，其中，包括：获取关节假体的加工参数；根据加工参数对关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在碳化区域制备得到传感单元；封装传感单元得到封装后的关节垫片，组装封装后的关节垫片、第一关节和第二关节，得到关节假体。由此，解决了相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

Description

智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质

技术领域

本发明涉及生物医学假体技术领域，特别涉及一种智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质。

背景技术

全关节置换术（TJA）是最可靠的骨科手术之一，主要利用金属、高分子聚合物、陶瓷等材料制备成人工关节假体，替代患病关节功能，缓解患者疼痛。这种骨植入物能够在填充人体无法自我修复的巨大骨缺损的同时承受一定的力学负荷，其信息交互方式多为间接测量，包括利用超声波和无线传感技术，主要将传感器嵌入在假体内部。

相关技术中，临床上最常用的钛合金等金属植入物模量高于骨骼的弹性模量，有可能导致应力屏蔽效应较高，此外，这种嵌入式的传感方式容易受到体液影响以及电化学腐蚀，造成测量准确度低甚至植入物松动的不良影响。

发明内容

本发明提供一种智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质，以解决相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

本发明第一方面实施例提供一种关节假体的加工方法，所述关节假体包括关节垫片、第一关节和第二关节，其中，包括以下步骤：获取所述关节假体的加工参数；根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在所述碳化区域制备得到传感单元；封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，组装所述封装后的关节垫片、所述第一关节和所述第二关节，得到所述关节假体。

可选地，所述根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，包括：根据所述加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束；利用所述能束对所述预设传感区域进行辐照，使得所述预设传感区域碳化改性，得到所述碳化区域。

可选地，所述封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，包括：利用预设封装策略将预设有机聚合物材料沉积在所述传感单元的表面，实现所述传感单元的封装，得到封装后的关节垫片。

可选地，所述传感单元为无线有源传感单元或无线无源传感单元。

可选地，所述关节垫片采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到。

可选地，所述第一关节和/或所述第二关节均采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到。

本发明第二方面实施例提供一种关节假体的加工装置，所述关节假体包括关节垫片、第一关节和第二关节，其中，包括：获取模块，用于获取所述关节假体的加工参数；加工模块，用于根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在辐照碳化区域制备得到传感单元；封装模块，用于封装所述传感单元，得到封装后的关节垫片，并组装所述封装后的关节垫片、所述第一关节和所述第二关节，得到所述关节假体。

可选地，所述加工模块用于：根据所述加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束；利用所述能束对所述预设传感区域进行辐照，使得所述预设传感区域碳化改性，得到所述碳化区域。

可选地，所述封装模块用于：利用预设封装策略将预设有机聚合物材料沉积在所述传感单元的表面，实现所述传感单元的封装，得到封装后的关节垫片。

可选地，所述传感单元为无线有源传感单元或无线无源传感单元。

可选地，所述关节垫片采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到。

可选地，所述第一关节和/或所述第二关节均采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到。

本发明第三方面实施例提供一种加工设备，包括：高能束源，用于产生能束；控制器，用于获取关节假体的加工参数，根据所述加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束，利用所述能束对所述关节假体中关节垫片的预设传感区域进行辐照，使得所述预设传感区域碳化改性，得到所述碳化区域，并在所述碳化区域制备得到传感单元；封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，组装所述封装后的关节垫片、所述关节假体的第一关节和所述关节假体的第二关节，得到所述关节假体。

本发明第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的关节假体的加工方法。

本发明第五方面实施例提供一种关节假体，所述关节假体由上述任意一项所述的关节假体的加工方法制备得到，其中，所述关节假体包括：第一关节和第二关节；关节垫片，所述关节垫片连接所述第一关节和所述第二关节，其中，所述关节垫片表面的预设传感区域封装有原位制备的传感单元，利用所述传感单元感测第一关节和所述第二关节之间的压力，输出应变信号，以基于所述应变信号对所述关节假体进行监测。

本发明第六方面实施例提供一种监控系统，包括：如上述所述的关节假体，或者，如上述任意一项所述的关节假体的加工方法制备得到的关节假体；监控设备，所述监控设备与所述关节假体无线通信，获取所述关节垫片表面封装的传感单元感测第一关节和所述第二关节之间压力输出的应变信号，基于所述应变信号对所述关节假体进行监测。

由此，本发明至少具有如下有益效果：

本发明实施例通过激光加工的方式使得碳化有机聚合物关节假体，并利用模量与人体骨骼接近的有机聚合物作为基底，降低屏蔽的同时实现了传感单元的原位制备，并将一体化假体传感器应用于膝关节、髋关节、肩关节以及肘关节，为患者提供智能术后指标，并实时监测患者术后情况。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例提供的一种关节假体的加工方法的流程图；

图2为根据本发明实施例提供的一种关节假体的加工方法的整体框架流程图；

图3为根据本发明实施例提供的膝关节假体的制备过程；

图4为根据本发明实施例提供的人体中几个主要关节示意图；

图5为根据本发明实施例的一种关节假体的加工装置的方框示意图；

图6为根据本发明实施例的加工设备的方框示意图；

图7为根据本发明实施例的关节假体的方框示意图；

图8为根据本发明实施例的监控系统的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的智能关节假体的加工方法、装置、设备、监控系统及介质。针对上述背景技术中提到的最常用的钛合金等金属植入物模量高于骨骼的弹性模量，有可能导致应力屏蔽效应；嵌入式的传感方式容易受到体液影响以及电化学腐蚀，造成测量准确度低甚至植入物松动的不良影响的问题，本发明提供了一种关节假体的加工方法，在该方法中，通过获取关节假体的加工参数，并根据加工参数对关节垫片表明的传感区域进行碳化加工得到碳化区域，并在此区域制备得到传感单元，分装传感单元得到关节垫片，并组装封装后的关节垫片、第一关节和第二关节得到关节假体，既制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体，降低屏蔽的同时也实现传感单元的原位制备，并应用于人体各个关节，为患者提供智能术后指标，并实时监测患者术后情况。由此，解决了相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

具体而言，图1为本发明实施例所提供的一种关节假体的加工方法的流程示意图。

如图1所示，该关节假体的加工方法包括以下步骤：

在步骤S101中，获取关节假体的加工参数。

其中，关节假体包括关节垫片、第一关节和第二关节；加工参数可以根据人体骨骼的相关数据形成加工参数，在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例通过获取关节假体的加工参数，尤其是关节垫片的加工参数，便于后续对关节假体进行加工处理。

在本发明实施例中，关节垫片的材料可以根据实际需求具体选择，比如，可以采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到，不作具体限定。

其中，聚醚醚酮是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料，具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能，在此不做具体限定。

其中，高交联聚乙烯经过交联改性的PE可使其性能得到大幅度的改善，不仅显著提高了PE的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了耐温等级，在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例关节垫片可以采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到，使得关节垫片具有耐温、耐磨、耐腐蚀、耐水解开裂等特点，有效防止关节垫片的损坏，保证其使用性能优良且寿命长，提升用户使用体验。

在本发明实施例中，第一关节和/或第二关节的材料可以根据实际需求具体选择，不作具体限定，比如第一关节和第二关节均可以采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到。

可以理解的是，第一关节和第二关节均可以采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到，而碳纤维突出的特点就是高强度、高模量、低密度，同时还具有抗疲劳性能好、耐磨耗性和润滑性优异、良好的阻尼性能、良好的吸能减震性能，可以增强聚醚醚酮聚合物的紧密度，提升强度、承载能力和耐磨性，保证其使用性能优良且寿命长，提升用户使用体验。

在步骤S102中，根据加工参数对关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在碳化区域制备得到传感单元。

其中，预设传感区域可以是用户事先设置的传感区域，例如：关节垫片中的中间柔弹性层、上硬质层或是下硬质层等传感区域，可根据实际情况进行设置或调整，在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例通过加工参数对关节垫片表面的传感区域进行碳化加工得到碳化区域，并在碳化区域制备得到传感单元，碳化加工关节垫片表面可以有效防止其开裂松动等状况，制备得到的传感单元以便于后续监测患者关节术后运动情况。

在本发明实施例中，根据加工参数对关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，包括：根据加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束；利用能束对预设传感区域进行辐照，使得预设传感区域碳化改性，得到碳化区域。

其中，预设能量密度可以是用户事先设定的能量密度，例如：对于脉宽相同的激光器来说，单个脉冲辐照出的能量密度，可以代表这个激光器的某种水平，也可以通过能量计测得的数值确定激光器输出脉冲的能量，除以激光器输出光斑面积，得到能量密度，在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例根据加工参数控制高能束源产生能束对传感区域进行辐照，使得传感区域碳化改性得到碳化区域，激光加工通过光化学反应将激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应进行加工处理，生产效率高，具有灵活性，提升加工的精准度。

需要说明的是，本发明实施例采用的高能束源可以为激光束、电子束、离子束、电火花、超高频感应冲击、太阳能和同步辐射等，在此不做具体限定。

具体地，以高能束源是激光光源为例，采用的激光光源可以为紫外光、可见光、红外光，脉宽可以为毫秒、纳秒、皮秒、飞秒等，只要能够在器件表面碳化出所需的导电区域即可。另外，本发明实施例可以通过改变激光的输出功率、扫描速度、重复频率、离焦量等激光参数改变激光的能量密度，进而改变导电区域的形貌、成分和电阻率等，同时，还可以通过设计激光加工轨迹对碳化导电层(碳化层)进行图案设计，形成不同的图案、适用于力学(压力、应变、摩擦等)、温度、化学(pH等)等复合信号传感的传感器。

举例而言，激光辐照可以采用紫外纳秒激光，激光器的输出功率可以为5W~10W，例如可以为5W、6W、7W、8W、9W、10W等，重复频率可以为40kHz~100kHz，例如可以为40kHz、50kHz、60kHz、70kHz、80kHz、90kHz、100kHz等，扫描速度可以为20~110mm/s，例如可以为20mm/s、30mm/s、40mm/s、50mm/s、60mm/s、70mm/s、80mm/s、90mm/s、100mm/s、110mm/s等，离焦量可以为2~10mm，例如可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。由此，可以使得辐照在器件的基体表面的能量密度大于0.83J/mm²，进而可以在器件基体的表面形成碳化层。

在步骤S103中，封装传感单元得到封装后的关节垫片，组装封装后的关节垫片、第一关节和第二关节，得到关节假体。

可以理解的是，本发明实施例利用具有生物兼容性和高介电常数的有机聚合物材料进行传感器封装，得到封装后关节垫片，并组装关节垫片、第一关节和第二关节得到关节假体，使得关节假体结合传感器实现非侵入式的持续监测，有利于患者术后健康状态实时分析，尤其在当前疫情环境下实现高效随访。

在本发明实施例中，封装传感单元得到封装后的关节垫片，包括：利用预设封装策略将预设有机聚合物材料沉积在传感单元的表面，实现传感单元的封装，得到封装后的关节垫片。

其中，预设封装策略可以是用户事先设置的封装策略，例如：将传感器封入至有机聚合物材料内形成一个整体，并可以与外部通信连接，在此不做具体限定。

其中，预设有机聚合物材料可以是具有生物兼容性和高介电常数的有机聚合物材料，例如：聚对二甲苯（parylene），在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例利用封装策略将有机聚合物沉积在传感器表面实现传感器的封装，并得到封装后的关节垫片，应用后可实现对关节置换术后非侵入式的持续监测，有利于患者术后健康状态实时分析，尤其在当前疫情环境下实现高效随访。

在本发明实施例中，传感单元为无线有源传感单元或无线无源传感单元。

其中，无线有源传感单元内部有电源供电无需布线，通过电源给传感器供电，传感器发送激励信号，然后通过信号调理电路和数模转换后传输给控制器，利用控制器处理回馈信号得到相关工作参数，实现对关节内部数据的监测，在此不做具体限定。

其中，无线无源传感单元内部无电源无需布线且体积大幅度的减小，器件的寿命更长，不存在恶劣环境下无法测量等状况；通过无线无源传感器发射激励信号，然后通过信号调理电路和数模转换后传输给控制器，利用控制器处理回馈信号得到相关工作参数，实现对关节内部数据的监测，在此不做具体限定。

可以理解的是，本发明实施例可以通过无线有源传感单元或无线无源传感单元等进行无线数据传输，适应实际使用的场景，有效对关节数据检测的同时，也可以减少对患者健康的影响，提升用户的使用体验。

以无线无源传感单元为例，本发明实施例可以将通过辐照碳化，实现对关节垫片表面进行原位碳化，形成的不同形状碳化层作为射频标签，且不同的形状具有对应的特征频率，并在监测到应变后，谐振频率相应改变，实现对应力应变的实时监控，并且由于射频标签与基体之间的结合是非常牢固的，不会随着时间的延长而出现结合不牢固的问题，因而也不会出现谐振响应频率明显升高的问题。

其中，碳纤维增强聚醚醚酮基体上射频标签的形状可以有多种，且不同的形状可以产生不同效果，例如，射频标签可以为细长条状，对于力学信号更为敏感，可以精准而及时地对力学信号做出响应，从而用于反馈力学信号，如应力、应变等；射频标签可以为多条细长线条弯曲连接结构，该结构可以感知温度的细微变化，从而用于反馈温度信号；射频标签可以为正方形，可以通过吸收液体成分并感知液体的变化，从而用于反馈化学信号，例如体内pH的变化等。

根据本发明实施例提出的关节假体的加工方法，通过获取关节假体的加工参数，对关节垫片表面的传感区域进行碳化加工得到碳化区域并制备得到传感单元，封装传感单元得到关节垫片，然后组装关节垫片、第一关节和第二关节得到关节假体，既制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体，降低屏蔽的同时也实现传感单元的原位制备，并应用于人体各个关节，为患者提供智能术后指标，并实时监测患者术后情况。由此，解决了相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

下面将结合图2和图3对关节假体的加工方法进行详细阐述，具体如下：

首先，选取碳纤维增强聚醚醚酮（CFR-PEEK）聚合物作为假体中关节部分，同时利用PEEK与高交联聚乙烯（PE）复合材料作为关节垫片，充分利用这三种有机聚合物的优异的力学性能、耐化学腐蚀性能和生物兼容性等综合性能，使得关节假体不易损坏且使用寿命增加。

然后，利用高能量密度的能束对垫片表面选定区域进行辐照碳化，制备应变传感单元，并利用具有生物兼容性和高介电常数的有机聚合物材料进行传感器封装，比如利用化学沉积方法（CVD）、真空蒸镀等方法将聚对二甲苯（parylene）沉积在传感表面。

紧接着，将封装后的关节垫片与第一关节和第二关节进行组装；并应用于如图4所示的膝关节、髋关节、肩关节以及肘关节等。

最终，利用无线传感方式实时传输应变信号，主要是通过无线无源传感器发射激励信号，然后通过信号调理电路和数模转换后传输给控制器，利用控制器处理回馈信号得到相关工作参数，实现对关节内部数据的监测，其中包括蓝牙技术以及无线射频等方式，在电脑端或手机端实时显示数据。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的关节假体的加工装置。

图5是本发明实施例的关节假体的加工装置的方框示意图。

如图5所示，该关节假体的加工装置10包括：获取模块110、加工模块120和封装模块130。

其中，获取模块110用于获取关节假体的加工参数；加工模块120用于根据加工参数对关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在辐照碳化区域制备得到传感单元；封装模块130用于封装传感单元，得到封装后的关节垫片，并组装封装后的关节垫片、第一关节和第二关节，得到关节假体。

在本发明实施例中，加工模块120用于：根据加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束；利用能束对预设传感区域进行辐照，使得预设传感区域碳化改性，得到碳化区域。

在本发明实施例中，封装模块130用于：利用预设封装策略将预设有机聚合物材料沉积在传感单元的表面，实现传感单元的封装，得到封装后的关节垫片。

在本发明实施例中，传感单元为无线有源传感单元或无线无源传感单元。

在本发明实施例中，关节垫片采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到。

在本发明实施例中，第一关节和/或第二关节均采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到。

需要说明的是，前述对关节假体的加工方法实施例的解释说明也适用于该实施例的关节假体的加工装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的关节假体的加工装置，通过获取关节假体的加工参数，对关节垫片表面的传感区域进行碳化加工得到碳化区域并制备得到传感单元，封装传感单元得到关节垫片，然后组装关节垫片、第一关节和第二关节得到关节假体，既制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体，降低屏蔽的同时也实现传感单元的原位制备，并应用于人体各个关节，为患者提供智能术后指标，并实时监测患者术后情况。由此，解决了相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的加工设备。

图6为本发明实施例提供的加工设备的方框示意图。

如图6所示，该加工设备20可以包括：高能束源210和控制器220。

其中，高能束源210用于产生能束；控制器220用于获取关节假体的加工参数，根据加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束，利用能束对关节假体中关节垫片的预设传感区域进行辐照，使得预设传感区域碳化改性，得到碳化区域，并在碳化区域制备得到传感单元；封装传感单元得到封装后的关节垫片，组装封装后的关节垫片、关节假体的第一关节和关节假体的第二关节，得到关节假体。

根据本发明实施例提出的加工设备，通过加工设备的高能束源产生能束，根据从控制器获取的关节假体的加工参数对关节假体中关节垫片传感区域进行辐照，进行碳化加工得到碳化区域并制备得到传感单元，封装传感单元得到关节垫片，然后组装关节垫片、第一关节和第二关节得到关节假体，既制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体，降低屏蔽的同时也实现传感单元的原位制备，并应用于人体各个关节，为患者提供智能术后指标，并实时监测患者术后情况。由此，解决了相关技术中无法制备出与骨骼弹性模量相近的关节假体导致应力屏蔽效应较高，无法实现传感单元的原位制备，无法实时检测到患者术后的情况，导致使用效果不佳，降低用户使用体验等问题。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的关节假体的加工方法。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的关节假体。

图7为本发明实施例提供的关节假体的方框示意图。

如图7所示，关节假体由如上述任意一项所述的关节假体的加工方法制备得到，其中，该关节假体30可以包括：第一关节310、第二关节320和关节垫片330。

其中，关节垫片330连接第一关节310和第二关节320，其中，关节垫片330表面的预设传感区域封装有原位制备的传感单元，利用传感单元感测第一关节310和第二关节320之间的压力，输出应变信号，以基于应变信号对关节假体进行监测。

根据本发明实施例提出的关节假体，关节假体中关节垫片连接第一关节和第二关节，并通过其表面得传感区域封装传感单元，利用传感单元感测第一关节和第二关节之间的压力，输出应变信号便于对关节假体进行监测，为患者提供智能术后指标，提升用户使用体验。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的监控系统。

图8为本发明实施例提供的监控系统的方框示意图。

如图8所示，该监控系统40可以包括：关节假体30和监控设备400。

其中，关节假体30由上述任意一项关节假体的加工方法制备得到；监控设备400与关节假体30无线通信，获取关节垫片330表面封装的传感单元感测第一关节310和第二关节320之间压力输出的应变信号，基于应变信号对关节假体进行监测。

根据本发明实施例提出的监控系统，通过监控设备与关节假体无线通讯，并获取关节垫片表面封装的传感单元感测第一关节和第二关节之间压力输出的应变信号，以便于对关节假体进行实时监测，了解患者术后健康指标，提升用户使用体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种关节假体的加工方法，其特征在于，所述关节假体包括关节垫片、第一关节和第二关节，其中，所述方法包括以下步骤：

获取所述关节假体的加工参数；

根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在所述碳化区域制备得到传感单元；

封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，组装所述封装后的关节垫片、所述第一关节和所述第二关节，得到所述关节假体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，包括：

根据所述加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束；

利用所述能束对所述预设传感区域进行辐照，使得所述预设传感区域碳化改性，得到所述碳化区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，包括：

利用预设封装策略将预设有机聚合物材料沉积在所述传感单元的表面，实现所述传感单元的封装，得到封装后的关节垫片。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述传感单元为无线有源传感单元或无线无源传感单元。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述关节垫片采用聚醚醚酮与高交联聚乙烯的复合材料制备得到；所述第一关节和/或所述第二关节均采用碳纤维增强聚醚醚酮聚合物制备得到。

6.一种关节假体的加工装置，其特征在于，所述关节假体包括关节垫片、第一关节和第二关节，其中，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述关节假体的加工参数；

加工模块，用于根据所述加工参数对所述关节垫片表面的预设传感区域进行碳化加工，得到碳化区域，并在辐照碳化区域制备得到传感单元；

封装模块，用于封装所述传感单元，得到封装后的关节垫片，并组装所述封装后的关节垫片、所述第一关节和所述第二关节，得到所述关节假体。

7.一种加工设备，其特征在于，包括：

高能束源，用于产生能束；

控制器，用于获取关节假体的加工参数，根据所述加工参数控制高能束源产生预设能量密度的能束，利用所述能束对所述关节假体中关节垫片的预设传感区域进行辐照，使得所述预设传感区域碳化改性，得到所述碳化区域，并在所述碳化区域制备得到传感单元；封装所述传感单元得到封装后的关节垫片，组装所述封装后的关节垫片、所述关节假体的第一关节和所述关节假体的第二关节，得到所述关节假体。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的关节假体的加工方法。

9.一种关节假体，其特征在于，所述关节假体由如权利要求1-5任意一项所述的关节假体的加工方法制备得到，其中，所述关节假体包括：

第一关节和第二关节；

关节垫片，所述关节垫片连接所述第一关节和所述第二关节，其中，所述关节垫片表面的预设传感区域封装有原位制备的传感单元，利用所述传感单元感测第一关节和所述第二关节之间的压力，输出应变信号，以基于所述应变信号对所述关节假体进行监测。

10.一种监控系统，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的关节假体，或者，如权利要求1-5任意一项所述的关节假体的加工方法制备得到的关节假体；

监控设备，所述监控设备与所述关节假体无线通信，获取所述关节垫片表面封装的传感单元感测第一关节和所述第二关节之间压力输出的应变信号，基于所述应变信号对所述关节假体进行监测。

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