本發明涉及關節置換手術設備領域,具體而言,涉及一種軟組織平衡測力裝置。
背景技術:
膝關節軟組織平衡測力裝置是全膝關節置換術中膝周軟組織平衡的必備手術工具,膝關節軟組織平衡測力裝置能夠對軟組織進行準確地測力并監控該軟組織所承受的力,從而方便醫護人員確定膝關節軟組織松解的具體方案。
現有的膝關節軟組織平衡測力裝置在工作過程中一般通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等實現控制,手術中術者很難在操作手術器械時同時通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式操作膝關節軟組織平衡測力裝置;同時,在手術中通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式操作膝關節軟組織平衡測力裝置,容易產生二次污染的問題。
技術實現要素:
本發明的主要目的在于提供一種軟組織平衡測力裝置,以解決現有技術中的膝關節軟組織平衡測力裝置在手術過程中通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式進行操作容易產生二次污染的問題。
為了實現上述目的,本發明提供了一種軟組織平衡測力裝置,包括:測力傳感器,測力傳感器用于與待測軟組織接觸以檢測待測軟組織上所承受的壓力信號;微控制單元,與測力傳感器連接,用于控制測力傳感器的工作狀態并獲取測力傳感器所檢測的壓力信號,以及對壓力信號進行處理并將處理后的壓力信號進行存儲和/或發送至后臺服務器;語音控制單元,與微控制單元連接,用于接收外部語音信息,并將外部語音信息轉換成控制指令發送至微控制單元,以對微控制單元和/或測力傳感器的工作狀態進行控制。
進一步地,語音控制單元包括:語音獲取模塊,用于接收外部語音信息。
進一步地,語音控制單元還包括:語音解析模塊,與語音獲取模塊連接,用于對外部語音信息進行處理以將外部語音信息轉換為控制指令并發送至微控制單元。
進一步地,微控制單元包括:模數轉換模塊,與測力傳感器連接,用于對測力傳感器檢測到的壓力信號進行模數轉換。
進一步地,微控制單元還包括:數據處理模塊,與模數轉換模塊連接,用于對經過模數轉換后的壓力信號進行相應的運算處理。
進一步地,微控制單元還包括:數據存儲模塊,與數據處理模塊連接,用于將經過數據處理模塊處理后的壓力信號進行存儲。
進一步地,微控制單元還包括:數據傳輸模塊,與數據處理模塊連接,用于將經過數據處理模塊處理后的壓力信號傳送至后臺服務器。
進一步地,測力傳感器包括:兩個硅膜片傳感器,兩個硅膜片傳感器對稱設置;其中,微控制單元與兩個硅膜片傳感器均連接。
進一步地,軟組織平衡測力裝置還包括:電源管理及供電單元,與測力傳感器、微控制單元以及語音控制單元均連接,用于為測力傳感器、微控制單元以及語音控制單元供電。
進一步地,電源管理及供電單元具有充電接口。
應用本發明技術方案的軟組織平衡測力裝置,包括:測力傳感器、微控制單元和語音控制單元,測力傳感器用于與待測軟組織接觸以檢測待測軟組織上所承受的壓力信號;微控制單元與測力傳感器連接,用于控制測力傳感器的工作狀態并獲取測力傳感器所檢測的壓力信號,以及對壓力信號進行處理并將處理后的壓力信號進行存儲和/或發送至后臺服務器;語音控制單元與微控制單元連接,用于接收外部語音信息,并將外部語音信息轉換成控制指令發送至微控制單元,以對微控制單元和測力傳感器的工作狀態進行控制。從而全膝關節置換術中,術者可以通過語音對軟組織平衡測力裝置進行指揮和操控,避免通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式操作造成的二次污染。解決了現有技術中的膝關節軟組織平衡測力裝置在手術過程中通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式進行操作容易產生二次污染的問題。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1是根據本發明實施例可選的一種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖2是根據本發明實施例可選的第二種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖3是根據本發明實施例可選的第三種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖4是根據本發明實施例可選的第四種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖5是根據本發明實施例可選的第五種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖6是根據本發明實施例可選的第六種軟組織平衡測力裝置的結構框圖;
圖7是根據本發明實施例可選的一種軟組織平衡測力裝置的結構示意圖;以及
圖8是根據本發明實施例可選的第七種軟組織平衡測力裝置的結構框圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標記:
10、測力傳感器;11、硅膜片傳感器;20、微控制單元;21、模數轉換模塊;22、數據處理模塊;23、數據存儲模塊;24、數據傳輸模塊;30、語音控制單元;31、語音獲取模塊;32、語音解析模塊;40、后臺服務器;50、電源管理及供電單元;60、墊片。
具體實施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
根據本發明實施例的軟組織平衡測力裝置,如圖1所示,包括:測力傳感器10、微控制單元20和語音控制單元30,測力傳感器10用于與待測軟組織接觸以檢測待測軟組織上所承受的壓力信號;微控制單元20與測力傳感器10連接,用于控制測力傳感器10的工作狀態并獲取測力傳感器10所檢測的壓力信號,以及對壓力信號進行處理并將處理后的壓力信號進行存儲和/或發送至后臺服務器40;語音控制單元30與微控制單元20連接,用于接收外部語音信息,并將外部語音信息轉換成控制指令發送至微控制單元20,以對微控制單元20和/或測力傳感器10的工作狀態進行控制。
應用本發明技術方案的軟組織平衡測力裝置,包括:測力傳感器10、微控制單元20和語音控制單元30,測力傳感器10用于與待測軟組織接觸以檢測待測軟組織上所承受的壓力信號;微控制單元20與測力傳感器10連接,用于控制測力傳感器10的工作狀態并獲取測力傳感器10所檢測的壓力信號,以及對壓力信號進行處理并將處理后的壓力信號進行存儲和/或發送至后臺服務器40;語音控制單元30與微控制單元20連接,用于接收外部語音信息,并將外部語音信息轉換成控制指令發送至微控制單元20,以對微控制單元20和測力傳感器10的工作狀態進行控制。從而全膝關節置換術中,術者可以通過語音對軟組織平衡測力裝置進行指揮和操控,避免通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式操作造成的二次污染。解決了現有技術中的膝關節軟組織平衡測力裝置在手術過程中通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等方式進行操作容易產生二次污染的問題。
具體實施時,如圖2所示,語音控制單元30包括:語音獲取模塊31和語音解析模塊32,語音獲取模塊31內設置有麥克風,語音獲取模塊31用于接收外部語音信息;語音解析模塊32與語音獲取模塊31連接,用于對外部語音信息進行處理以將外部語音信息轉換為控制指令并發送至微控制單元20,由微控制單元20根據外部語音信息所表示的控制指令對測力傳感器10以及微控制單元內部的相應的模塊的工作狀態進行控制。例如,在全膝關節置換術中,當語音獲取模塊31接收到“開啟檢測”的語音信息時,則語音解析模塊32將該語音信息轉換為開啟指令,由微控制單元20控制測力傳感器10開始檢測手術部位軟組織所承受的力;當語音獲取模塊31接收到“停止檢測”的語音信息時,語音解析模塊32將該語音信息轉換為停止指令,由微控制單元20控制測力傳感器10停止對檢測手術部位軟組織的檢測;當語音獲取模塊31接收到“將檢測數據發送到后臺服務器”的語音信息時,語音解析模塊32將該語音信息轉換為數據發送指令,由微控制單元20將檢測數據發送至后臺服務器40。
進一步地,如圖3至圖5所示,微控制單元20包括:模數轉換模塊21、數據處理模塊22、數據存儲模塊23和數據傳輸模塊24。
模數轉換模塊21與測力傳感器10連接,用于對測力傳感器10檢測到的壓力信號進行模數轉換,以將模擬形式的壓力信號轉換為數字形式的壓力信號,以便后續對檢測數據進行相應的運算和處理;數據處理模塊22與模數轉換模塊21連接,用于對經過模數轉換后的壓力信號進行相應的運算處理。經過數據處理模塊22運算處理后的壓力信號根據不同的需求進行相應的處理,數據存儲模塊23用于將經過數據處理模塊22處理后的壓力信號進行存儲;數據傳輸模塊24用于將經過數據處理模塊22處理后的壓力信號發送至后臺服務器40。
如圖6和圖7所示,測力傳感器10包括:兩個硅膜片傳感器11,微控制單元20與兩個硅膜片傳感器11均連接,兩個硅膜片傳感器11對稱設置在軟組織平衡測力裝置的端部,兩個硅膜片傳感器11的上表面覆蓋設置有墊片60,兩個硅膜片傳感器11通過墊片60與待測軟組織接觸以檢測軟組織所承受的力。
如圖8所示,為了保證軟組織平衡測力裝置各個單元和器件的正常運行,進一步地,軟組織平衡測力裝置還包括:電源管理及供電單元50,電源管理及供電單元50與測力傳感器10、微控制單元20以及語音控制單元30均連接,用于為測力傳感器10、微控制單元20以及語音控制單元30供電,從而保證軟組織平衡測力裝置各個單元和器件的正常工作。
電源管理及供電單元50上內部設置與鋰電池,外部設置有與鋰電池連接的充電接口,通過充電接口鋰電池進行充電,實現鋰電池的循環工作。
在本發明實施例中,軟組織平衡測力裝置的測力傳感器10中的傳感器通過與微控制單元20的數據接口分別實現恒流供電,前端處理放大完成后送入專用多通道模數轉換模塊21實現分時高速采用,采用后到數據送入數據處理模塊22進行相應的運算處理,處理完成后的數據送入數據存儲模塊23、數據傳輸模塊24,數據存儲模塊23中的數據可供后期進行數據處理之用,數據傳輸模塊24可將測量數據實時上傳到電腦或移動設備(如手機等終端設備)上進行顯示、數據處理、記錄、報告生成等。
數據傳輸模塊24為無線通信模塊,軟組織平衡測力裝置通過數據傳輸模塊24與后臺服務器40無線連接,軟組織平衡測力裝置工作時將監測到的內外側軟組織張力數據傳輸至服務系統程序和后臺服務器40。服務系統程序包括數據顯示模塊和診斷建議模塊,數據顯示模塊包括兩個獨立的張力顯示區。服務系統程序將接收到的內外側軟組織張力數據傳至張力顯示區進行顯示,后臺服務器40將接收到的數據與以往數據進行比對,并將比對后得出的診斷建議傳至診斷建議模塊進行顯示。數據和診斷建議顯示同時進行存儲備份。另外,服務系統程序可與打印機連接,根據需要選擇性地將張力數據進行打印。
服務系統程序還包括主菜單模塊、患者信息模塊。主菜單模塊包括過往信息查詢、系統設置,患者信息模塊包括基本信息、術中張力信息,基本信息可自行錄入或通過相關信息平臺導入,術中張力信息術中系統自動存儲。
本發明還提供一種用于全膝關節置換術的智能膝關節軟組織平衡測力服務方法,包括以下幾個步驟:
一、數據監測:實時監測軟組織平衡測力裝置的測力傳感器10的兩個傳感系統測量到的膝關節內外側軟組織張力數據,并傳輸至服務系統程序和其后臺服務器40,服務系統程序將接收到的內外側軟組織張力數據傳至張力顯示區進行顯示;
二、數據處理:后臺服務器40接收軟組織平衡測力裝置工作時將監測到的內外側軟組織張力數據并與以往數據進行比對,比對后得出診斷建議并進行顯示;
三、數據存儲:數據監測和數據處理后的診斷建議在系統中顯示同時進行存儲備份,患者基本信息可自行錄入或通過相關信息平臺導入。
本發明實施例的軟組織平衡測力裝置的使用方法:
按手術工具術前滅菌要求,對軟組織平衡測力裝置進行滅菌,全膝關節置換術術中使用時,通過向軟組織平衡測力裝置發送相應的語音信息,例如,“開啟檢測”,語音獲取模塊31接收到“開啟檢測”的語音信息時,則語音解析模塊32將該語音信息轉換為開啟指令,由微控制單元20控制電源管理及供電單元50為系統供電,系統開機,測力傳感器10開始檢測手術部位軟組織所承受的力。
按全膝關節置換術常規操作步驟,完成股骨髁、脛骨近端的切割后,放置智軟組織平衡測力裝置,然后活動膝關節,觀察電腦或移動設備(如手機等終端設備)上服務系統程序顯示的內外兩個區域力值與診斷建議,從而確定膝關節軟組織松解的方案。
使用完畢后,向軟組織平衡測力裝置發送相應的語音信息,例如,“停止檢測”,語音獲取模塊31接收到“停止檢測”的語音信息時,語音解析模塊32將該語音信息轉換為停止指令,由微控制單元20控制測力傳感器10停止對檢測手術部位軟組織的檢測,此時系統完全斷電,智能膝關節軟組織平衡測力系統進入關機模式,待下次使用時使用磁鐵重新觸發開機。
本發明技術方案帶來的有益效果
1、本發明可使軟組織平衡測力裝置實現完全斷電關機,智能設備不必保持待機模式,不會消耗電量,利于存儲電量管理。
2、本發明可使軟組織平衡測力裝置實現非接觸式喚醒,避免了喚醒時二次污染的問題。
3、本發明使用的霍爾開關完全內置于軟組織平衡測力裝置的電源管理電路中,系統外部無需預留物理開關,便于系統總體密封,滿足手術工具術前滅菌要求。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。