CN210990216U - 一种膝关节应力感应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种膝关节应力感应器，包括传感器上端盖、传感器下端盖、控制电路、供电组件和传感器模块；其中，传感器上端盖与传感器下端盖相互耦合，以形成一个传感器外壳，传感器模块、供电组件和控制电路均设于传感器外壳内；传感器模块和供电组件均通过信号通路与控制电路信号连接，以提出一种可以实施监测患者关节力，从而测定关节内侧‑外侧平衡情况，以及在患者关节内可以充当膝假体的膝关节应力感应器。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种膝关节应力感应器。
背景技术
整形外科医生将整形假体植入患者体内以例如纠正或缓解患者的骨骼和/或软组织损耗、外伤和/或骨骼变形。整形假体可以置换患者关节的一部分或整个关节，本实用新型中整形假体可以置换患者的膝关节。在膝关节置换的情况下，整形膝关节假体可以包括胫骨托、股骨部件以及定位在胫骨托与股骨部件之间的聚合物插件或轴承。
在整形外科手术中，外科医生首先准备患者的骨骼以容纳整形假体。例如，在膝关节置换整形外科手术的情况下，外科医生可以切除胫骨托将附接的患者胫骨近端的一部分、胫骨部件将附接的患者股骨远端的一部分，和/或髌骨部件将附接的患者髌骨的一部分。在此类手术中，外科医生可以尝试平衡或分配患者关节的关节力以产生与自然关节的运动相似的关节运动。为此，外科医生可以利用外科经验并用手“感受”适合的关节力平衡。除此之外或作为另外一种选择，整形外科医生可以使用外科器械(例如，在膝关节置换手术中使用韧带平衡器)来协助平衡或分配关节力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种可以实施监测患者关节力，从而测定关节内侧-外侧平衡情况，以及在患者关节内可以充当膝假体的膝关节应力感应器。
为达到上述目的，本实用新型提出一种膝关节应力感应器，包括传感器上端盖、传感器下端盖、控制电路、供电组件和传感器模块；
其中，所述传感器上端盖与所述传感器下端盖相互耦合，以形成一个传感器外壳，所述传感器模块、供电组件和所述控制电路均设于所述传感器外壳内；所述传感器模块和所述供电组件均通过信号通路与所述控制电路信号连接。
优选的，所述传感器外壳为置于胫骨近端与股骨远端之间的胫骨板；所述胫骨板的形状与半月板的形状相似；
所述传感器上端盖的中间位置设有凸起；所述传感器上端盖的上表面以所述凸起为分界线，左右两侧均为平面；
所述传感器下端盖的形状与所述传感器上端盖的形状相匹配，从而与所述传感器上端盖之间实现耦合。
优选的，所述传感器下端盖面向所述传感器上端盖的一面为上表面；所述传感器下端盖上表面左右两侧的平面上设有第一凹槽；所述传感器下端盖的中间位置设有第二凹槽。
优选的，所述传感器模块设于所述第一凹槽内；所述控制电路设于所述第二凹槽内；所述传感器模块通过所述信号通路与所述控制电路信号连接。
优选的，所述传感器模块包括多个薄膜按键传感器和传感器电路板；所述传感器电路板为三角状；三角状的所述传感器电路板的三个角以及中心位置均设有所述薄膜按键传感器；所述传感器上端盖下表面设有与所述薄膜按键传感器位置相对应的凸键。
优选的，所述供电组件包括电源和开关组件；所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池与所述控制电路配合连接，为所述控制电路供电；
所述开关组件包括干簧管和磁钢，所述干簧管置于所述控制电路的信号通路上；所述传感器上端盖的下表面设有向内凹陷的磁铁座；通过将所述磁钢插设于所述磁铁座内，实现所述干簧管内电路的接通。
优选的，所述控制电路包括处理器和蓝牙通信设备；所述处理器通过串口信号通路与所述蓝牙通信设备通信耦合。
优选的，所述信号通路为导线、印刷电路板布线或者信号耦合器。
优选的，所述处理器通过所述蓝牙通信设备与外接APP实现信号连通。
优选的，所述膝关节应力感应器还包括两块显示器；两块所述显示器设于所述膝关节应力传感器的表面，并且所述显示器通过导线与所述控制电路实现电连接和信号连接。
与现有技术相比，本实用新型的优势之处在于：本实用新型的膝关节应力感应器在人体内置于胫骨近端与股骨远端之间，充当人体的假膝使用；与此同时，本实用新型的膝关节应力感应器可以通过蓝牙设备与外接的手机APP实现信号连接，通过传感器模块可以实时监测患者的关节力，传感器模块上的薄膜按键传感器可以按照内侧关节受力点以及外侧关节受力点的形势排布，从而监测到患者关节各个受力点的实时受力情况，通过受力情况进而判断患者关节平衡情况，从而进行及时的医治。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中一种膝关节应力感应器中传感器上端盖的上表面结构示意图；
图2为本实用新型一实施例中一种膝关节应力感应器中传感器上端面的下表面结构示意图；
图3为本实用新型一实施例中一种膝关节应力感应器中传感器下端面的上表面结构示意图；
图4为本实用新型一实施例中一种膝关节应力感应器中传感器下端面的下表面结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案作进一步地说明。
本实用新型提出一种膝关节应力感应器，包括传感器上端盖1、传感器下端盖2、控制电路3、供电组件和传感器模块5；
如图3和图4所示，其中，传感器上端盖1与传感器下端盖2相互耦合，以形成一个传感器外壳，外壳的尺寸大小根据患者的身材而定，设计和选择板的总体形状和尺寸，以使得板或外壳相对于患者的相关骨解剖结构不显著悬垂，并且使得板或外壳也不会对周围软组织造成负面影响；传感器模块5、供电组件和控制电路3均设于传感器外壳内；传感器模块5和供电组件均通过信号通路与控制电路3信号连接。
优选的，传感器外壳为置于胫骨近端与股骨远端之间的胫骨板；胫骨板的形状与半月板的形状相似；
如图1所示，传感器上端盖1的中间位置设有凸起11；传感器上端盖1的上表面以凸起11为分界线，左右两侧均为平面；方便股骨远端在传感器上端盖1表面进行滑动，从而实现与膝关节类似的弯曲活动。
传感器下端盖2的形状与传感器上端盖1的形状相匹配，从而与传感器上端盖1之间实现耦合。
在本实施例中，传感器下端盖2面向传感器上端盖1的一面为上表面；传感器下端盖2上表面左右两侧的平面上设有第一凹槽；传感器下端盖2的中间位置设有第二凹槽。
在本实施例中，传感器模块5设于第一凹槽内；控制电路3设于第二凹槽内；传感器模块5通过信号通路与控制电路3信号连接。
如图2所示，在本实施例中，传感器模块5包括多个薄膜按键传感器51和传感器电路板52；传感器电路板52为三角状；三角状的传感器电路板52的三个角以及中心位置均设有薄膜按键传感器51；传感器上端盖1下表面设有与薄膜按键传感器51位置相对应的凸键12。当产生关节力时，薄膜按键传感器51受力，电阻变化，MCU通过ADC口监测电压变化，透传给APP后，经APP换算后得出压力值显示。在使用中，传感器模块5实时监测各薄膜按键传感器51的数据，并实时传输给APP；APP计算并实时显示，从而为外科手术提供导航。
在本实施例中，供电组件包括电源和开关组件；电源为纽扣电池，纽扣电池与控制电路3配合连接，为控制电路3供电；
开关组件包括干簧管和磁钢4，干簧管置于控制电路3的信号通路上；传感器上端盖1的下表面设有向内凹陷的磁铁座；通过将磁钢4插设于磁铁座内，实现干簧管内电路的接通，用户通过干簧管控制传感器模块整体电路的通断，以此来对电源电路进行控制。干簧管在常规状态下是断开的，随着周围磁感应强度的增大，干簧管的阻抗将慢慢减小，以达到控制电路通断的目的。干簧管被封装于传感器模块中，磁铁座预计靠近干簧管的位置塞入磁钢4。在将磁铁座塞入传感器模块后，因磁钢4的影响，干簧管周围的磁感应强度增大，电路接通。此种方法可以有效省电，免使传感器模块在使用前耗尽电量。
在本实施例中，控制电路3包括处理器和蓝牙通信设备；处理器通过串口信号通路与蓝牙通信设备通信耦合。蓝牙发射器电路可被配置成使用无线网络协议、蜂窝通信协议例如分码多址访问协议、BLE协议或其他无线通信协议、标准或技术。在本产品中，使用BLE协议。
在本实施例中，信号通路为导线、印刷电路板布线或者信号耦合器。
在本实施例中，处理器通过蓝牙通信设备与外接APP实现信号连通，外接APP通过外接蓝牙模块与蓝牙通信设备实现信号连接，处理器将多个薄膜按键传感器51测到的关节力在外接APP上进行显示，从而有助有医务人员进行治疗操作。
在本实施例中，本实用新型的膝关节应力感应器在人体内置于胫骨近端与股骨远端之间，充当人体的假膝使用；通过在人的胫骨近端与股骨远端的表面安置连接件；通过将股骨连接件与膝关节应力感应器的上端面活动连接，胫骨连接件与膝关节应力感应器的下端面相固定，从而定位于胫骨与股骨之间，并且实现与膝关节相同的活动。
在本实施例中，膝关节应力感应器还包括两块显示器；两块显示器设于膝关节应力传感器的表面，并且显示器通过导线与控制电路实现电连接和信号连接，处理器将左右两侧的薄膜传感器51测到的关节力分类为关节等级，如等级1-5，医务人员在进行手术时，通过薄膜传感器上两个显示器上显示的数值，来判断关节左右两侧的受力是否平衡，从而对膝关节应力感应器进行调整。
与此同时，本实用新型的膝关节应力感应器可以通过蓝牙设备与外接的手机APP实现信号连接，通过传感器模块5可以实时监测患者的关节力，传感器模块5上的薄膜按键传感器51可以按照内侧关节受力点以及外侧关节受力点的形势排布，从而监测到患者关节各个受力点的实时受力情况，通过受力情况进而判断患者关节平衡情况，从而进行及时的医治。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种膝关节应力感应器，其特征在于，包括传感器上端盖、传感器下端盖、控制电路、供电组件和传感器模块；
其中，所述传感器上端盖与所述传感器下端盖相互耦合，以形成一个传感器外壳，所述传感器模块、供电组件和所述控制电路均设于所述传感器外壳内；所述传感器模块和所述供电组件均通过信号通路与所述控制电路信号连接。
2.根据权利要求1所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述传感器外壳为置于胫骨近端与股骨远端之间的胫骨板；所述胫骨板的形状与半月板的形状相似；
所述传感器上端盖的中间位置设有凸起；所述传感器上端盖的上表面以所述凸起为分界线，左右两侧均为平面；
所述传感器下端盖的形状与所述传感器上端盖的形状相匹配，从而与所述传感器上端盖之间实现耦合。
3.根据权利要求2所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述传感器下端盖面向所述传感器上端盖的一面为上表面；所述传感器下端盖上表面左右两侧的平面上设有第一凹槽；所述传感器下端盖的中间位置设有第二凹槽。
4.根据权利要求3所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述传感器模块设于所述第一凹槽内；所述控制电路设于所述第二凹槽内；所述传感器模块通过所述信号通路与所述控制电路信号连接。
5.根据权利要求1所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述传感器模块包括多个薄膜按键传感器和传感器电路板；所述传感器电路板为三角状；三角状的所述传感器电路板的三个角以及中心位置均设有所述薄膜按键传感器；所述传感器上端盖下表面设有与所述薄膜按键传感器位置相对应的凸键。
6.根据权利要求1所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述供电组件包括电源和开关组件；所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池与所述控制电路配合连接，为所述控制电路供电；
所述开关组件包括干簧管和磁钢，所述干簧管置于所述控制电路的信号通路上；所述传感器上端盖的下表面设有向内凹陷的磁铁座；通过将所述磁钢插设于所述磁铁座内，实现所述干簧管内电路的接通。
7.根据权利要求1所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述控制电路包括处理器和蓝牙通信设备；所述处理器通过串口信号通路与所述蓝牙通信设备通信耦合。
8.根据权利要求7所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述信号通路为导线、印刷电路板布线或者信号耦合器。
9.根据权利要求7所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述处理器通过所述蓝牙通信设备与外接APP实现信号连通。
10.根据权利要求1所述的膝关节应力感应器，其特征在于，所述膝关节应力感应器还包括两块显示器；两块所述显示器设于所述膝关节应力传感器的表面，并且所述显示器通过导线与所述控制电路实现电连接和信号连接。
Priority Applications (1)
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| CN201921122097.8U CN210990216U (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种膝关节应力感应器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110251091A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-09-20 | 上海博进医疗器械有限公司 | 一种膝关节应力感应器 |
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2019
- 2019-07-17 CN CN201921122097.8U patent/CN210990216U/zh active Active
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