CN116746879A - 骨强度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种骨强度测量仪，所述骨强度测量仪包括：手柄；器械接头，所述器械接头与所述手柄的一端相连，所述器械接头适于连接骨科手术器械；受力检测装置，所述受力检测装置设在所述手柄内且用于检测所述器械接头受到的力和力矩中的至少一个；供电装置，所述供电装置设在所述手柄内且与所述受力检测装置电连接。根据本发明实施例的骨强度测量仪具有测量准确、操作方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械制造技术领域，具体而言，涉及一种骨强度测量仪。
背景技术
随着人口老龄化加剧，骨质疏松症的发病率逐年提高，这导致骨质疏松性骨折的风险迅速上升。骨强度是制定骨质疏松性骨折手术方案和选择治疗策略的重要影响因素，因此，准确获取患者的骨强度有重要意义。
相关技术中的获取骨强度的方法，有双能X线吸收测定法和定量超声法，双能X线吸收测定法通过测定骨矿物质密度间接反映骨强度水平，但仅能解释60％-80％的骨强度变化，并且使用双能X线吸收测定法测量骨密度还受到骨骼大小、骨赘新骨形成、小关节退化和主动脉钙化的影响，可能会给出假阴性的结果，而定量超声法是利用声波穿过密度更大、更有弹性的骨骼时传播速度会比穿过较弱骨骼时的声波频率更高并且会损失更多的振幅的原理，通过声波穿过骨骼的传播速度反应骨骼微结构、骨几何形状与骨强度的关系。但定量超声主要以桡骨和跟骨为目标，其反应脊柱或髋部骨强度的变化的准确度较差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种骨强度测量仪，该骨强度测量仪具有测量准确、操作方便等优点。
为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种骨强度测量仪，所述骨强度测量仪包括：手柄；器械接头，所述器械接头与所述手柄的一端相连，所述器械接头适于连接骨科手术器械；受力检测装置，所述受力检测装置设在所述手柄内且用于检测所述器械接头受到的力和力矩中的至少一个；供电装置，所述供电装置设在所述手柄内且与所述受力检测装置电连接。
根据本发明实施例的骨强度测量仪，具有测量准确、操作方便等优点。
另外，根据本发明上述实施例的骨强度测量仪还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述受力检测装置至少用于检测所述器械接头的轴向受力。
根据本发明的一个实施例，所述器械接头可单向转动地设在所述手柄上。
根据本发明的一个实施例，所述器械接头通过棘轮机构可单向转动地设在所述手柄上。
根据本发明的一个实施例，所述受力检测装置至少用于检测所述器械接头受到的转动力矩。
根据本发明的一个实施例，所述受力检测装置包括传感器和信号转换装置，所述传感器用于检测所述器械接头受到的力和力矩中的至少一个并产生模拟信号，所述信号转换装置与所述传感器电连接且用于将所述模拟信号转换为数字信号。
根据本发明的一个实施例，所述骨强度测量仪还包括无线通讯装置，所述无线通讯装置分别与所述供电装置和所述受力检测装置电连接。
根据本发明的一个实施例，所述供电装置为电池。
根据本发明的一个实施例，所述骨强度测量仪还包括传力轴，所述传力轴设在所述手柄内且分别与所述器械接头和所述受力检测装置相连。
根据本发明的一个实施例，所述手柄的外表面设有防滑层。
本发明的附加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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的骨强度测量仪的剖视图。
附图标记：骨强度测量仪1、手柄10、手柄壳体11、手柄端盖12、防滑层13、器械接头20、棘轮机构21、传感器30、供电装置40、传力轴50、电路板60。
具体实施方式
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
骨强度本身是一种力学性质，对骨骼进行直接的力学测量会比相关技术中的通过X射线或超声方法间接测量更直观准确地反应骨强度。
而在骨科手术中涉及很多侵入性操作，如铣削、钻孔、开路等，为直接对骨骼进行测量提供了机会。
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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
下面参考附图描述根据本发明实施例的骨强度测量仪1。
如图1所示，根据本发明实施例的骨强度测量仪1包括手柄10、器械接头20、受力检测装置和供电装置40。
器械接头20与手柄10的一端相连，器械接头20适于连接骨科手术器械。所述受力检测装置设在手柄10内且用于检测器械接头20受到的力和力矩中的至少一个。供电装置40设在手柄10内且与受力检测装置30电连接。
本领域的技术人员可以理解的是，所述骨科手术器械包括但不限于开路器、尖锥、丝攻。
具体而言，在骨科手术中，将所述骨科手术器械安装在器械接头20上，操作人员手持手柄10利用所述骨科手术器械对骨骼进行手术操作，例如开路、钻孔、攻丝等手术操作，所述骨科手术器械与所述骨骼之间的作用力会通过器械接头20传递至所述受力检测装置，由于不同的骨骼强度下在利用所述骨科手术器械对骨骼进行手术操作时所需的力不同，可以通过对所述受力检测装置的检测值的计算反应骨骼强度。
举例而言，在进行开路或钻孔操作时，操作人员手持手柄10利用开路器或尖锥向骨骼轴向施力，骨骼与开路器或尖锥之间的轴向作用力会通过器械接头20传递至所述受力检测装置，从而可以通过对所述受力检测装置的受力检测值的计算反应骨骼强度。
在进行攻丝操作使，操作人员手持手柄10利用丝攻向骨骼轴向施力且使丝攻相对骨骼周向转动，骨骼与丝攻之间的轴向作用力和周向转动扭矩会通过器械接头20传递至所述受力检测装置，从而可以通过对所述受力检测装置的受力和/或力矩检测值的计算反应骨骼强度。
根据本发明实施例的骨强度测量仪1，通过设置手柄10、器械接头20和所述受力检测装置，这样在骨科手术中，可以利用所述受力检测装置检测器械接头20的受力，从而反应器械接头20上连接的所述骨科手术器械的受力，从而反应进行手术操作时所述骨科手术器械与所述骨骼之间的作用力，实现对骨骼进行直接的力学性质的测量，相比相关技术中采用X射线或超声方法对骨强度的间接测量方法，骨强度测量仪1能够更加直观准确地反应骨强度，实现术中骨强度测量，不仅可以帮助外科医生在手术过程中进行实时判断与分析，而且可以根据术中测量得到的骨强度数据，与骨密度、术前血化验、影像学检查结果建立回归预测模型，或根据术中测量得到的骨强度数据，建立骨强度数据库，记录数据库中患者所采取的手术方式及抗骨质疏松治疗方式，通过随访得到数据库中患者的预后信息，建立骨强度预后预测模型，实现通过骨强度指导手术方式的选择及抗骨质疏松药物的选择。最终建立基于骨强度的骨质疏松治疗体系。
并且，骨强度测量仪1可以实现在骨科手术操作中的实时骨强度测量而无需改变原有的骨科手术操作，操作简单方便。
因此，根据本发明实施例的骨强度测量仪1具有测量准确、操作方便等优点。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的骨强度测量仪1。
在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，根据本发明实施例的骨强度测量仪1包括手柄10、器械接头20、受力检测装置和供电装置40。
在一些实施例中，所述受力检测装置至少用于检测器械接头20的轴向受力。这样可以使骨强度测量仪1能够用于轴向施力的骨科手术操作。
在一些实施例中，器械接头20可单向转动地设在手柄10上。这样可以使手柄10沿某一方向转动时能够带动器械接头20和其上连接的所述骨科手术器械一同转动，在手柄10沿另一方向转动时器械接头20和其上连接的所述骨科手术器械不会转动，可以便于操作人员进行需要转动的骨科手术操作，例如攻丝操作等。
具体地，如图1所示，器械接头20通过棘轮机构21可单向转动地设在手柄10上。这样可以便于实现器械接头20单向转动地设置在手柄10上。
有利地，所述受力检测装置至少用于检测器械接头20受到的转动力矩。这样可以通过检测器械接头20受到的转动力矩反应器械接头20上连接的所述骨科手术器械在进行需要周向转动的骨科手术操作时受到的转动力矩，从而反应骨骼强度。
图1示出了根据本发明一些示例的骨强度测量仪1。如图1所示，所述受力检测装置包括传感器30和信号转换装置，传感器30用于检测器械接头20受到的力和力矩中的至少一个并产生模拟信号，所述信号转换装置与传感器30电连接且用于将所述模拟信号转换为数字信号。这样可以便于对传感器30的检测信号进行输出和计算。
有利地，骨强度测量仪1还包括无线通讯装置，所述无线通讯装置分别与供电装置40和所述受力检测装置电连接。具体而言，所述无线通讯装置可以为蓝牙通讯装置，所述蓝牙通讯装置可以与手机等移动终端进行无线通讯。这样可以使骨强度测量仪1能够通过无线通讯输出测量结果，避免有线连接干扰手术操作。
可选地，供电装置40为电池。这样可以便于为所述受力检测装置进行供电，省去供电线路的设置，避免供电线路干扰手术操作。
具体地，如图1所示，骨强度测量仪1还包括传力轴50，传力轴50设在手柄10内且分别与器械接头20和所述受力检测装置相连。这样可以利用传力轴50将器械接头20受到的力和/或力矩传递至所述受力检测装置，便于所述受力检测装置对器械接头20的受力进行检测，便于手柄10内结构的布置。
更为有利地，如图1所示，手柄10的外表面设有防滑层13。具体而言，防滑层13可以为橡胶层。这样可以避免操作人员手持手柄10时发生打滑。
具体而言，手柄10为圆桶状。这样可以使操作人员握持手柄10时更加舒适。
骨强度测量仪1还包括电路板60。所述无线通讯装置和所述信号转换装置设在所述电路板上。这样可以便于电路的集成，便于手柄10内结构的排布。
手柄10内设有连接件，传感器30设在所述连接件靠近器械接头20的一侧。这样可以便于传感器30的安装。
所述电池外可以套设有保护壳。这样可以利用所述保护壳对所述电池进行保护。
手柄10可以包括手柄壳体11和可拆卸地设在手柄壳体11上的手柄端盖12，可以通过拆卸手柄端盖12对所述电池进行更换。
骨强度测量仪1由低温灭菌耐受材料制成。手柄壳体11可以为金属材料件、手柄端盖12可以为塑料件、器械接头20可以为金属材料件。
举例而言，所述受力检测装置的检测值的计算过程可以包括：
根据力和力矩的检测结果实时计算力最大值、力矩最大值、力正部积分、力矩正部积分，设攻丝过程中各时刻的力测量值为Fi，力矩测量值为Ti，对应的时刻为ti，算法如下表所示：
在模型骨预实验中已经得到了验证，其中力矩最大值与模型骨各类力学性质，如压缩强度、抗拉强度、剪切强度、压缩模量、抗拉模量、剪切模量均相关性较好。相关性具体信息如下表所示：
*步骤：A:突破骨皮质后攻丝；B：突破骨皮质、开路后攻丝
**选用的攻丝螺纹直径，单位mm
根据本发明实施例的骨强度测量仪1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种骨强度测量仪，其特征在于，包括：
手柄；
器械接头，所述器械接头与所述手柄的一端相连，所述器械接头适于连接骨科手术器械；
受力检测装置，所述受力检测装置设在所述手柄内且用于检测所述器械接头受到的力和力矩中的至少一个；
供电装置，所述供电装置设在所述手柄内且与所述受力检测装置电连接。
2.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述受力检测装置至少用于检测所述器械接头的轴向受力。
3.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述器械接头可单向转动地设在所述手柄上。
4.根据权利要求3所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述器械接头通过棘轮机构可单向转动地设在所述手柄上。
5.根据权利要求3所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述受力检测装置至少用于检测所述器械接头受到的转动力矩。
6.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述受力检测装置包括传感器和信号转换装置，所述传感器用于检测所述器械接头受到的力和力矩中的至少一个并产生模拟信号，所述信号转换装置与所述传感器电连接且用于将所述模拟信号转换为数字信号。
7.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，还包括无线通讯装置，所述无线通讯装置分别与所述供电装置和所述受力检测装置电连接。
8.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述供电装置为电池。
9.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，还包括传力轴，所述传力轴设在所述手柄内且分别与所述器械接头和所述受力检测装置相连。
10.根据权利要求1所述的骨强度测量仪，其特征在于，所述手柄的外表面设有防滑层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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