CN117442396B - 膝关节撑开器的数据处理方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膝关节撑开器的数据处理方法、装置及电子设备。该方法包括：确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式；获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值；依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。本发明解决了现有技术中膝关节撑开器的执行机构在使用过程中存在形变误差，导致对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性较低的技术问题。

Description

膝关节撑开器的数据处理方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种膝关节撑开器的数据处理方法、装置及电子设备。

背景技术

全膝关节置换术是一种用人工假体替换受损关节的技术，常用于治疗关节炎、创伤以及类风湿等疾病。在治疗过程中，需要使膝关节在屈曲和伸直时都能保持一个矩形的关节间隙，主要有两种截骨技术可以实现这一目标，一种是测量截骨法，即等量截骨法，这种方法是根据股骨胫骨的解剖结构来确定截骨位置和截骨量；另一种是间隙平衡截骨法，这种方法需要在膝关节伸直时撑开一定间距，使软组织平衡后进行截骨，再以此为参考，以相同的撑开力对膝关节进行撑开，在撑开后对股骨髁进行截骨，以达到伸直位和屈曲位软组织张力平衡。

目前，全膝关节置换术截骨使用的器械往往仅能满足一种截骨技术，并且存在以下不足：

（1）大部分采用机械结构调节，无法做到数字化精确化；

（2）在测量截骨法中，需要将膝关节撑开特定距离，但是小型化测量机构末端（如膝关节撑开器的执行机构）在受力时存在形变，对内外侧间隙的测量不够精确，存在误差；

（3）在间隙平衡截骨法中，需要以相同的力将膝关节撑开一定间距，由于软组织应力会造成测量机构末端产生一定的形变，测量准确性较低，使得真实间距比测量值要小，会存在装入假体后膝关节软组织应力较大，影响患者治疗后的体验。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种膝关节撑开器的数据处理方法、装置及电子设备，以至少解决现有技术中膝关节撑开器的执行机构在使用过程中存在形变误差，导致对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种膝关节撑开器的数据处理方法，包括：确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式；获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值；依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

进一步地，在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，该方法还包括：分别对执行机构施加多个压力值，并测量执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到每个压力值对应的形变量；依据每个压力值和每个压力值对应的形变量进行拟合，得到目标模型。

进一步地，在目标控制模式为测力模式的情况下，依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，包括：获取目标撑开距离；依据目标撑开距离控制执行机构运动至目标位置，以将膝关节股骨与胫骨之间的距离撑开至目标撑开距离，其中，目标位置为执行机构期望到达的位置。

进一步地，在目标控制模式为测力模式的情况下，依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：计算第一位置与目标位置的差值，并对差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；若比对结果表征差值大于或等于预设阈值，则将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；重复执行依据形变数值控制执行机构从第一位置运动至第二位置的步骤，直至差值小于预设阈值，确定执行机构处于目标位置；获取执行机构在目标位置处的目标受力值，并将目标受力值作为目标数据值。

进一步地，在目标控制模式为测距模式的情况下，依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，包括：获取目标力值，其中，目标力值用于表征执行机构所期望受到的软组织应力值；依据目标力值控制膝关节撑开器的运动机构带动执行机构运动至第一位置。

进一步地，在目标控制模式为测距模式的情况下，依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：获取执行机构处于第一位置时运动机构的升高距离；将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；对形变数值和升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将目标距离值作为目标数据值。

进一步地，在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，该方法还包括：在目标界面中显示目标数据值，以向目标对象展示目标数据值。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种膝关节撑开器的数据处理装置，包括：第一确定单元，用于确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式；第一获取单元，用于获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值；第一处理单元，用于依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述的膝关节撑开器的数据处理方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述的膝关节撑开器的数据处理方法。

在本发明实施例中，采用通过构建的形变模型对执行机构形变产生的误差进行修正的方式，首先确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，然后获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值，然后依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

在上述过程中，能够根据不同的模式对形变产生的误差进行修正，从而能够在膝关节撑开器的实际使用过程中获得更准确的间隙和软组织应力测量结果；通过形变模型（即目标模型）计算形变量并将形变量修正，有效地提高了膝关节置换过程中相关参数（即膝关节间隙和膝关节软组织应力）的测量准确性和可靠性。

由此可见，通过本发明的技术方案，达到了对形变产生的误差进行修正的目的，从而实现了提高对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性的技术效果，进而解决了现有技术中膝关节撑开器的执行机构在使用过程中存在形变误差，导致对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性较低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的数据处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器受力形变拟合图像的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的相关结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的测力模式的工作流程图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的测力模式的控制流程图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的测距模式的工作流程图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的测距模式的控制流程图；

图8是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的数据处理装置的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明所涉及的相关信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。例如，本系统和相关用户或机构间设置有接口，在获取相关信息之前，需要通过接口向前述的用户或机构发送获取请求，并在接收到前述的用户或机构反馈的同意信息后，获取相关信息。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种膝关节撑开器的数据处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式。

在上述步骤中，可以通过应用系统、处理器、电子设备等装置确定膝关节撑开器的目标控制模式，可选地，通过膝关节撑开器的数据处理系统确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动。

可选地，在本发明实施例中，膝关节撑开器的控制模式包括测力模式和测距模式，可以根据不同的模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，例如，若目标控制模式为测力模式，则可以依据预设距离控制膝关节撑开器的执行机构运动；若目标控制模式为测距模式，则可以依据预设力值控制膝关节撑开器的执行机构运动。

步骤S102，获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值。

步骤S103，依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

可选地，第一受力值用于表征执行机构在第一位置处所受到的软组织应力值，目标数据值为膝关节间隙的测量值或软组织应力的测量值。

可选地，在本发明实施例中，膝关节撑开器能够在撑开膝关节股骨与胫骨间隙的过程中实时监测并根据相应膝关节软组织的应力变化做出一定调整。膝关节撑开器的压力传感器可以实时测量执行机构所受到的力，通过撑开器受力与形变模型（即目标模型）可以将其转化为对应的形变量，从而能够利用形变量调整执行机构的运动情况，得到最终显示数值（即目标数据值）。

例如，若目标控制模式为测力模式，则执行机构开始依据设置的目标距离运动到期望位置，以将膝关节撑开至目标距离，由于执行机构在膝关节软组织应力的作用下沿受力方向会产生一定程度的形变，因此，实际的撑开距离与期望位置有一定差距，即执行机构停止运动时所处的实际位置（即第一位置）并未到达期望位置，通过获取此时执行机构受到的应力值（即执行机构在第一位置处的第一受力值），并通过撑开器受力与形变模型（即目标模型）将其转化为对应的形变量（即对第一受力值进行调整），从而能够利用形变量调整执行机构的运动情况，得到最终显示数值（即目标数据值）。

例如，若目标控制模式为测距模式，则执行机构开始依据设定力值运动，当膝关节软组织应力与设定力值相等时，执行机构停止运动，通过膝关节撑开器的距离传感器可以得出此时撑开器的运动机构升高的距离，由于执行机构受到膝关节软组织应力的影响会产生一定程度的形变，实际的撑开距离（即执行机构在第一位置处对应的撑开距离）与距离传感器的测量值（即运动机构的升高距离）存在一定差距，通过获取此时执行机构受到的应力值（即执行机构在第一位置处的第一受力值），并通过撑开器受力与形变模型（即目标模型）将其转化为对应的形变量（即对第一受力值进行调整），从而能够利用形变量调整执行机构的运动情况，得到最终显示数值（即目标数据值）。

基于上述步骤S101至步骤S103所限定的方案，可以获知，在本发明实施例中，采用通过构建的形变模型对执行机构形变产生的误差进行修正的方式，首先确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，然后获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值，然后依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

容易注意到的是，在上述过程中，能够根据不同的模式对形变产生的误差进行修正，从而能够在膝关节撑开器的实际使用过程中获得更准确的间隙和软组织应力测量结果；通过形变模型（即目标模型）计算形变量并将形变量修正，有效地提高了膝关节置换过程中相关参数（即膝关节间隙和膝关节软组织应力）的测量准确性和可靠性。

由此可见，通过本发明的技术方案，达到了对形变产生的误差进行修正的目的，从而实现了提高对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性的技术效果，进而解决了现有技术中膝关节撑开器的执行机构在使用过程中存在形变误差，导致对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性较低的技术问题。

在一种可选的实施例中，在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对执行机构施加多个压力值，并测量执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到每个压力值对应的形变量；依据每个压力值和每个压力值对应的形变量进行拟合，得到目标模型。

可选地，首先需要构建形变模型，在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对执行机构施加多个压力值，并测量执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到每个压力值对应的形变量，然后依据每个压力值和每个压力值对应的形变量进行拟合，得到目标模型。例如，首先对执行机构进行力学分析和形变测试，通过测量在不同压力下所产生的形变量，并将压力值与形变量记录下来，使用线性回归可以将形变量与压力值拟合成一条线，该线可以描述形变量与压力值的关系，得到执行机构在不同受力情况下的形变模型。

由于执行机构在受力上仅受到垂直方向的力，所受力值均在弹性形变范围内，因此可以建立在不同的力值下所对应的撑开器受力与形变模型。通过对执行机构施加不同的力值，并记录在不同压力下所产生的形变量，采用线性回归公式：，其中，x是自变量（此处对应受到的压力值），y是因变量（此处对应形变量），a是截距，b是斜率。使用最小二乘法，可以计算出斜率b和截距a的值。斜率b的计算公式为：

，截距a的计算公式为：，其中，n是数据点的个数，Σ（xy）是所有数据点的x*y之和，Σx和Σy分别是所有数据点的x值之和与y值之和，Σ(x^2)是所有数据点的x^2之和。根据测量得到的数据，可以计算出斜率b和截距a，从而得到形变模型。

可选地，对执行机构进行力学分析和形变测试，测量并记录不同压力下的形变量如表1所示，然后使用线性回归可以将形变量与压力值拟合成一条线（如图2所示）。

表1

可选地，撑开器受力与形变模型为：

需要说明的是，通过对执行机构进行力学分析和形变测试，可以得到形变模型，为进行形变补偿提供了数据基础，从而能够通过形变模型计算形变量并将形变量修正，有效地提高膝关节置换过程中相关参数（即膝关节间隙和膝关节软组织应力）的测量准确性和可靠性。

在一种可选的实施例中，在目标控制模式为测力模式的情况下，依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，包括：获取目标撑开距离；依据目标撑开距离控制执行机构运动至目标位置，以将膝关节股骨与胫骨之间的距离撑开至目标撑开距离，其中，目标位置为执行机构期望到达的位置。

在一种可选的实施例中，在目标控制模式为测力模式的情况下，依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：计算第一位置与目标位置的差值，并对差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；若比对结果表征差值大于或等于预设阈值，则将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；重复执行依据形变数值控制执行机构从第一位置运动至第二位置的步骤，直至差值小于预设阈值，确定执行机构处于目标位置；获取执行机构在目标位置处的目标受力值，并将目标受力值作为目标数据值。

可选地，在目标控制模式为测力模式的情况下，在依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动的过程中，首先获取目标撑开距离，然后依据目标撑开距离控制执行机构运动至目标位置（即期望位置），以将膝关节股骨与胫骨之间的距离撑开至目标撑开距离。在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值的过程中，首先计算第一位置与目标位置的差值，并对差值与预设阈值进行比对，得到比对结果，若比对结果表征差值大于或等于预设阈值，则将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值，然后重复执行依据形变数值控制执行机构从第一位置运动至第二位置的步骤，直至差值小于预设阈值，确定执行机构处于目标位置，然后获取执行机构在目标位置处的目标受力值，并将目标受力值作为目标数据值。

例如，当膝关节撑开器调整为测力模式时，期望依据所设置的目标（即目标撑开距离）将膝关节股骨与胫骨之间撑开至目标撑开距离，即期望执行机构依据设置的目标撑开距离运动至目标位置（即期望位置），由于执行机构在膝关节软组织应力的作用下沿受力方向会产生一定程度的形变，因此，实际的撑开距离与期望位置有一定差距，通过压力传感器获取执行机构所受到的应力值（即第一受力值），计算第一位置与目标位置的差值，并对差值与预设阈值进行比对，得到比对结果，若比对结果表征差值大于或等于预设阈值，即实际的撑开距离与期望位置差距较大，则根据预先建立的撑开器受力与形变模型和应力值可以得到执行机构的形变量，例如，将第一受力值输入目标模型进行计算，可以得到第一受力值对应的形变数值（即形变量）；根据执行机构的形变量可以调整执行机构的位置达到期望位置，例如，实时监控执行机构受到的应力值并根据受力与形变模型得出形变量，多次迭代调整执行机构的运动控制参数，直至实际位置与期望位置的偏差小于预设阈值（即差值小于预设阈值），停止对执行机构的运动控制参数的调整，确定执行机构处于目标位置，然后获取执行机构在目标位置处的目标受力值，并将目标受力值作为目标数据值（即软组织应力的测量值）。

需要说明的是，通过形变模型计算形变量并将形变量修正，有效地提高了膝关节软组织应力的测量准确性和可靠性。

在一种可选的实施例中，在目标控制模式为测距模式的情况下，依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，包括：获取目标力值，其中，目标力值用于表征执行机构所期望受到的软组织应力值；依据目标力值控制膝关节撑开器的运动机构带动执行机构运动至第一位置。

在一种可选的实施例中，在目标控制模式为测距模式的情况下，依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：获取执行机构处于第一位置时运动机构的升高距离；将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；对形变数值和升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将目标距离值作为目标数据值。

可选地，在目标控制模式为测距模式的情况下，在依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动的过程中，首先获取目标力值，其中，目标力值用于表征执行机构所期望受到的软组织应力值，然后依据目标力值控制膝关节撑开器的运动机构带动执行机构运动至第一位置；在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值的过程中，首先获取执行机构处于第一位置时运动机构的升高距离，然后将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值，然后对形变数值和升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将目标距离值作为目标数据值。

例如，当膝关节撑开器调整为测距模式时，期望依据设定的力值（即目标力值）将膝关节撑开一定距离，膝关节软组织应力随着被撑开的距离增大而增大，当膝关节软组织应力与设定的目标力值相等时，执行机构停止运动，通过距离传感器可以得出此时运动机构升高的距离，由于执行机构受到膝关节软组织应力的影响会产生一定程度的形变，实际的撑开距离（即执行机构在第一位置处对应的撑开距离）与距离传感器的测量值（即运动机构的升高距离）存在一定差距，通过形变模型可以计算出此时执行机构产生的形变（即第一受力值对应的形变数值），然后将距离传感器测量得到的升高距离和形变模型得到的形变量（即形变数值）进行求和计算，可以得到真实的撑开距离（即目标距离值），并将目标距离值作为目标数据值（即膝关节间隙的测量值）。

需要说明的是，通过形变模型计算形变量并将形变量修正，有效地提高了膝关节间隙的测量准确性和可靠性。

在一种可选的实施例中，在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，在目标界面中显示目标数据值，以向目标对象展示目标数据值。

可选地，在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，可以在目标界面中显示目标数据值，以向目标对象（如医生等专业人员）展示目标数据值。例如，在目标控制模式为测力模式的情况下，可以在显示器中显示软组织应力的测量值；在目标控制模式为测距模式的情况下，可以在显示器中显示膝关节间隙的测量值。

图3是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的相关结构示意图，如图3所示，包括：股骨1、胫骨2、胫骨截骨平台3、下叶板4、执行机构5、压力传感器6、运动机构7、电机8、数据处理设备9、显示器10。

图4是根据本发明实施例的一种可选的测力模式的工作流程图，如图4所示，在测力模式下，首先设置膝关节撑开器的目标撑开距离，然后控制执行机构依据目标撑开距离运动，将膝关节股骨与胫骨之间进行撑开，使得执行机构运动至期望位置，通过压力传感器实时获取执行机构所受到的压力，并根据受力与形变模型计算得出形变量，根据形变量与预设阈值作对比，并调整执行机构的运动控制参数进行多次迭代，实现对执行机构的形变补偿，直至实际位置与设定的目标期望位置的偏差满足预设阈值，停止对运动控制参数的调整，输出测量得到的膝关节软组织应力值。

图5是根据本发明实施例的一种可选的测力模式的控制流程图，如图5所示，位置控制器（如运动机构）依据撑开距离控制执行机构运动，通过压力传感器实时获取执行机构所受到的压力，通过处理器（如数据处理设备）依据受力与形变模型计算得出形变量，并根据形变量与预设阈值作对比，判断是否需要位置补偿，若需要，则根据形变量（即补偿量）调整运动控制参数，若不需要，即实际位置与设定的目标期望位置的偏差满足预设阈值，则停止对运动控制参数的调整，输出测量得到的膝关节软组织应力值。

图6是根据本发明实施例的一种可选的测距模式的工作流程图，如图6所示，在测距模式下，首先设置膝关节撑开器的目标力值，然后通过运动机构带动执行机构运动，在软组织产生一定应力的前提下有效地将膝关节股骨远端和胫骨截骨平面之间撑开一定距离，膝关节软组织产生的应力通过执行机构传递至压力传感器，随着撑开间隙的逐渐增大，软组织应力也随之升高，压力传感器实时测量膝关节软组织产生的应力，当测量值与期望值（即目标力值）相等时，运动机构和执行机构停止运动，通过对运动机构的运动距离测量可以得到理论的膝关节间隙值，由于执行机构会产生一定的形变，存在实际间隙值小于测量值的情况，因此，通过将压力传感器测量得到的软组织产生的应力带入形变模型，可以计算出形变量，利用得到的形变量修正距离传感器测得的距离值（即升高距离），可以消除因形变带来的测量误差，得到真实的撑开距离，即膝关节间隙的测量值。

图7是根据本发明实施例的一种可选的测距模式的控制流程图，如图7所示，位置控制器（如运动机构）依据设定力值控制执行机构运动，通过压力传感器实时获取执行机构所受到的压力，通过处理器（如数据处理设备）依据受力与形变模型计算得出形变量，从而计算出真实的撑开距离（即实际间隙），输出测量得到的膝关节间隙值。

由此可见，通过本发明的技术方案，达到了对形变产生的误差进行修正的目的，从而实现了提高对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性的技术效果，进而解决了现有技术中膝关节撑开器的执行机构在使用过程中存在形变误差，导致对膝关节间隙参数和/或软组织应力参数的测量准确性较低的技术问题。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种膝关节撑开器的数据处理装置的实施例，其中，图8是根据本发明实施例的一种可选的膝关节撑开器的数据处理装置的示意图，如图8所示，该装置包括：第一确定单元801，用于确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据目标控制模式控制膝关节撑开器的执行机构运动，其中，目标控制模式为以下之一：测力模式、测距模式；第一获取单元802，用于获取执行机构停止运动时所处的第一位置和执行机构在第一位置处的第一受力值；第一处理单元803，用于依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，目标模型是通过对执行机构进行力学分析和形变测试得到的，目标数据值用于为目标对象提供数据参考。

需要说明的是，上述的第一确定单元801、第一获取单元802以及第一处理单元803对应于上述实施例中的步骤S101至步骤S103，三个单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

可选地，膝关节撑开器的数据处理装置还包括：第二处理单元，用于在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对执行机构施加多个压力值，并测量执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到每个压力值对应的形变量；第三处理单元，用于依据每个压力值和每个压力值对应的形变量进行拟合，得到目标模型。

可选地，在目标控制模式为测力模式的情况下，第一确定单元包括：第一获取子单元，用于获取目标撑开距离；第一控制子单元，用于依据目标撑开距离控制执行机构运动至目标位置，以将膝关节股骨与胫骨之间的距离撑开至目标撑开距离，其中，目标位置为执行机构期望到达的位置。

可选地，在目标控制模式为测力模式的情况下，第一处理单元包括：第一计算子单元，用于计算第一位置与目标位置的差值，并对差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；第二计算子单元，用于若比对结果表征差值大于或等于预设阈值，则将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；第一确定子单元，用于重复执行依据形变数值控制执行机构从第一位置运动至第二位置的步骤，直至差值小于预设阈值，确定执行机构处于目标位置；第二确定子单元，用于获取执行机构在目标位置处的目标受力值，并将目标受力值作为目标数据值。

可选地，在目标控制模式为测距模式的情况下，第一确定单元包括：第二获取子单元，用于获取目标力值，其中，目标力值用于表征执行机构所期望受到的软组织应力值；第二控制子单元，用于依据目标力值控制膝关节撑开器的运动机构带动执行机构运动至第一位置。

可选地，在目标控制模式为测距模式的情况下，第一处理单元包括：第三获取子单元，用于获取执行机构处于第一位置时运动机构的升高距离；第三计算子单元，用于将第一受力值输入目标模型进行计算，得到第一受力值对应的形变数值；第三确定子单元，用于对形变数值和升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将目标距离值作为目标数据值。

可选地，膝关节撑开器的数据处理装置还包括：显示单元，用于在依据目标控制模式和目标模型对第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，在目标界面中显示目标数据值，以向目标对象展示目标数据值。

实施例3

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述的膝关节撑开器的数据处理方法。

实施例4

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，其中，图9是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图，如图9所示，电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述的膝关节撑开器的数据处理方法。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以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全部或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（可为个人计算机、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、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种膝关节撑开器的数据处理装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据所述目标控制模式控制所述膝关节撑开器的执行机构运动，其中，所述目标控制模式为测距模式；

第一获取单元，用于获取所述执行机构停止运动时所处的第一位置和所述执行机构在所述第一位置处的第一受力值；

第一处理单元，用于依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，所述目标模型是通过对所述执行机构进行力学分析和形变测试得到的，所述目标数据值用于为目标对象提供数据参考；

其中，第一确定单元包括：

第二获取子单元，用于获取目标力值，其中，所述目标力值用于表征所述执行机构所期望受到的软组织应力值；

第二控制子单元，用于依据所述目标力值控制所述膝关节撑开器的运动机构带动所述执行机构运动至所述第一位置；

其中，第一处理单元包括：

第三获取子单元，用于获取所述执行机构处于所述第一位置时所述运动机构的升高距离；

第三计算子单元，用于将所述第一受力值输入所述目标模型进行计算，得到所述第一受力值对应的形变数值；

第三确定子单元，用于对所述形变数值和所述升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将所述目标距离值作为所述目标数据值；

其中，所述第一受力值用于表征所述执行机构在所述第一位置处所受到的软组织应力值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二处理单元，用于在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对所述执行机构施加多个压力值，并测量所述执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到所述每个压力值对应的形变量；

第三处理单元，用于依据所述每个压力值和所述每个压力值对应的形变量进行拟合，得到所述目标模型。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

显示单元，用于在依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，在目标界面中显示所述目标数据值，以向所述目标对象展示所述目标数据值。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行以下步骤：

确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据所述目标控制模式控制所述膝关节撑开器的执行机构运动，其中，所述目标控制模式为测距模式；

获取所述执行机构停止运动时所处的第一位置和所述执行机构在所述第一位置处的第一受力值；

依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，所述目标模型是通过对所述执行机构进行力学分析和形变测试得到的，所述目标数据值用于为目标对象提供数据参考；

其中，在所述目标控制模式为所述测距模式的情况下，依据所述目标控制模式控制所述膝关节撑开器的执行机构运动，包括：

获取目标力值，其中，所述目标力值用于表征所述执行机构所期望受到的软组织应力值；

依据所述目标力值控制所述膝关节撑开器的运动机构带动所述执行机构运动至所述第一位置；

其中，在所述目标控制模式为所述测距模式的情况下，依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：

获取所述执行机构处于所述第一位置时所述运动机构的升高距离；

将所述第一受力值输入所述目标模型进行计算，得到所述第一受力值对应的形变数值；

对所述形变数值和所述升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将所述目标距离值作为所述目标数据值；

其中，所述第一受力值用于表征所述执行机构在所述第一位置处所受到的软组织应力值。

5.根据权利要求4所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被设置为运行时执行以下步骤：

在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对所述执行机构施加多个压力值，并测量所述执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到所述每个压力值对应的形变量；

依据所述每个压力值和所述每个压力值对应的形变量进行拟合，得到所述目标模型。

6.根据权利要求4所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被设置为运行时执行以下步骤：

在依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，在目标界面中显示所述目标数据值，以向所述目标对象展示所述目标数据值。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，所述程序被设置为运行时执行以下步骤：

确定膝关节撑开器的目标控制模式，并依据所述目标控制模式控制所述膝关节撑开器的执行机构运动，其中，所述目标控制模式为测距模式；

获取所述执行机构停止运动时所处的第一位置和所述执行机构在所述第一位置处的第一受力值；

依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值，其中，所述目标模型是通过对所述执行机构进行力学分析和形变测试得到的，所述目标数据值用于为目标对象提供数据参考；

其中，在所述目标控制模式为所述测距模式的情况下，依据所述目标控制模式控制所述膝关节撑开器的执行机构运动，包括：

获取目标力值，其中，所述目标力值用于表征所述执行机构所期望受到的软组织应力值；

依据所述目标力值控制所述膝关节撑开器的运动机构带动所述执行机构运动至所述第一位置；

其中，在所述目标控制模式为所述测距模式的情况下，依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值，包括：

获取所述执行机构处于所述第一位置时所述运动机构的升高距离；

将所述第一受力值输入所述目标模型进行计算，得到所述第一受力值对应的形变数值；

对所述形变数值和所述升高距离进行求和计算，得到目标距离值，并将所述目标距离值作为所述目标数据值；

其中，所述第一受力值用于表征所述执行机构在所述第一位置处所受到的软组织应力值。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述程序被设置为运行时执行以下步骤：

在确定膝关节撑开器的目标控制模式之前，分别对所述执行机构施加多个压力值，并测量所述执行机构在每个压力值作用下所产生的形变量，得到所述每个压力值对应的形变量；

依据所述每个压力值和所述每个压力值对应的形变量进行拟合，得到所述目标模型。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述程序被设置为运行时执行以下步骤：

在依据所述目标控制模式和目标模型对所述第一受力值进行调整，得到目标数据值之后，在目标界面中显示所述目标数据值，以向所述目标对象展示所述目标数据值。