用于监测关节健康的假体部件制造技术

本发明专利技术提供适用于长期植入的假体部件。该假体部件包括测量肌肉-骨骼系统的参数的电子电路和传感器。该假体部件包括具有至少一个支撑表面的第一结构、具有被配置用于联接到骨上的至少一个特征的第二结构、以及至少一个传感器。电子电路和传感器是气密地密封在该假体部件内的。该假体部件包括至少一个可透过区域。该可透过区域可以位于暴露于关节之外的区域的区域中。该可透过区域可以包含玻璃。一个或多个传感器可以用于监测邻近该关节的滑液以确定关节健康。该可透过区域可以用于支持该电子电路与远程系统之间的通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测关节健康的假体部件相关申请的交叉引用本申请是基于2012年2月27日提交的美国申请号13/406，519、2012年2月27日提交的美国申请号13/406，523、以及2012年2月27日提交的美国申请号13/406，525的国际申请，这些申请的全部内容通过引用结合在此。美国申请号13/406，519、美国申请号13/406，523以及美国申请号13/406，525各自是2010年6月29日提交的、要求2009年6月30日提交的美国临时专利申请号61/221,881的优先权的美国申请号12/825,852的部分继续申请，这些申请的全部内容通过引用结合在此。此外，美国申请号13/406，519、美国申请号13/406,523以及美国申请号13/406,525要求2010年6月29日提交的非临时申请号12/826,349以及2011年9月23日提交的非临时申请13/242，277和13/242，662的优先权，这些申请的全部内容通过引用结合在此。同样，美国申请号13/406，519、美国申请号13/406,523以及美国申请号13/406，525要求全部在2009年6月30日提交的美国临时专利申请号61/221，761、61/221，767,61/221, 779,61/221, 788,61/221, 793,61/221, 801,61/221, 808,61/221, 817、61/221，867,61/221, 874,61/221, 879,61/221, 881,61/221, 886,61/221, 889,61/221,894、61/221，901,61/221, 909,61/221, 916,61/221, 923 以及 61/221，929 的优先权，这些申请通过引用结合在此。
本专利技术总体上涉及物理参数的测量，且更具体来说，但非排他地，涉及用于高精度感测的医疗电子装置。
技术介绍
哺乳类动物的骨骼系统在不同物种之间存在差异。可能由于环境因素、通过使用而退化以及老化而发生另外的变化。骨骼系统的矫形关节典型地包括相对于彼此移动的两个或更多个骨头。移动是由附接到关节的骨骼系统上的肌组织和肌腱来实现。韧带使该一个或多个关节骨在位置上固持不动且稳定。软骨是防止骨与骨接触、分布负载并且减小摩擦的磨损表面。 在人体骨骼系统的修复中一直存在大量增长。总体上，矫形关节已使用来自模拟、机械原型以及收集并用于发起改进设计的患者数据的信息而得到发展。类似地，用于矫形外科手术的工具这些年来已经得到了改善，但实质上没有改变。因此，用于矫形关节置换的基本程序已被标准化来满足广泛分布的群体的一般需求。尽管这些工具、程序和人工关节满足一般需求，但每个置换程序在不同患者之间均存在显著差异。这些个体差异的校正依赖于外科医生使用可用的工具使置换关节适应并且适合于特定情况的技能。【附图说明】该系统的不同特征在所附权利要求书中具体地阐述。在此这些实施例可以结合附图参照以下说明来理解，在附图中:图1示出根据示例性实施例的在股骨与胫骨之间接触放置以用于测量参数的传感器；图2示出根据示例性实施例的零交叉接收器的框图；图3示出根据示例性实施例的联接到感测组件上的集成零交叉接收器的框图；图4示出根据示例性实施例的结合有零交叉接收器或边沿检测接收器以用于维持正闭环反馈的传播调谐振荡器(PTO)；图5示出根据示例性实施例在连续波复用安排中结合有零交叉接收器以用于维持正闭环反馈的传感器接口；图6示出结合有集成零交叉接收器以用于以连续波模式操作的传播调谐振荡器(PTO)的框图；图7示出根据示例性实施例在脉冲复用安排中结合有集成零交叉接收器以用于维持正闭环反馈的的传感器接口图；图8示出根据示例性实施例的结合有集成零交叉接收器以用于以脉冲模式操作的传播调谐振荡器(PTO)的框图；图9示出根据示例性实施例的边沿检测接收器电路的框图；图10示出联接到感测组件上的边沿检测接收器电路的框图；图11示出根据示例性实施例在脉冲回波复用安排中结合有边沿检测接收器电路以用于维持正闭环反馈的传感器接口图；图12示出结合有边沿检测接收器电路以用于以脉冲回波模式操作的传播调谐振荡器(PTO)的框图；图13示出根据示例性实施例的感测模块的简化截面视图；图14示出根据示例性实施例的用于说明反射和单向操作模式的组装件；图15示出组装件，说明超声波在这个组装件的双向操作模式下在波导内的传播；图16示出用于说明超声波的传播上的变化与波导长度上的变化的传感器元件的截面视图；图17示出根据示例性实施例的用于高精度处理和测量数据的方法步骤的简化流程图；图18示出根据示例性实施例的医疗感测系统的框图；图19示出根据示例性实施例的被配置为生成对应于电容器的测量周期的振荡器；图20示出根据示例性实施例的感测力、压力或负载的方法；图21示出根据示例性实施例的电容器的截面视图；图22示出根据示例性实施例的包括超过一个串联机械联接的电容器的图21的电容器；图23示出根据示例性实施例的包括超过一个机械并联电联接的电容器的图21的电容器；图24示出根据示例性实施例的图21的电容器的导电区域和通向该导电区域的互连件的顶视图；图25示出根据示例性实施例的联接到图21的电容器上的互连件的截面视图；图26示出根据示例性实施例的测量力、压力或负载的方法的图；图27示出根据示例性实施例的具有多个传感器的医疗装置；图28示出根据示例性实施例的具有联接到并且符合非平面表面的传感器的一个或多个假体部件；图29示出根据示例性实施例的具有联接到非平面表面上的一个或多个屏蔽传感器的工具；图30示出根据示例性实施例的使用电容器作为传感器来测量肌肉-骨骼系统的参数的方法的图；图31示出根据示例性实施例的具有多个传感器的假体部件；图32示出根据示例性实施例的该假体部件的结构的截面视图；图33示出根据示例性实施例的该假体部件和插入物；图34示出根据示例性实施例的联接到互连件上的电子电路；图35示出根据示例性实施例的已组装假体部件；图36示出根据示例性实施例的假体部件的部分截面视图；图37示出根据示例性实施例的结构和电子电路；图38示出根据示例性实施例的假体部件和远程系统；图39是根据示例性实施例的电子电路和结构的图示；图40是根据示例性实施例的电子电路和结构的图示；图41描绘了根据示例性实施例的机器的示例性图解表示，该机器呈系统的形式，在该系统内，一个指令集被执行；并且图42是根据示例性实施例的用于测量和报告的通信网络的图示。【具体实施方式】本专利技术的实施例广泛地针对物理参数的测量，且更具体来说，针对支持传感器小变化的准确测量的快速响应电路。以下对一个或多个示例性实施例的说明本质上仅仅是说明性的并且决不是意在限制本专利技术、其应用、或用途。如由本领域的普通技术人员已知的过程、技术、设备和材料可能未进行详细讨论但旨在在适当情况下是实现说明书的一部分。例如，可能没有列出特定计算机代码以用于实现所讨论步骤中的每一个，然而，鉴于在此的实现披露，本领域的普通技术人员将能够在无需实验的情况下写出此代码。此代码旨在落在至少一个示例性实施例的范围内。在所有在此所示和所讨论的实例中，用于处理步骤或特定结构实现方式的任何特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量肌肉‑骨骼系统的参数的系统，该系统包括：假体部件，该假体部件具有可透过区域和被配置为联接到骨上的至少一个特征；电子电路；以及至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为测量该肌肉‑骨骼系统的该参数，该电子电路是联接到该至少一个传感器上的并且该假体部件容纳该电子电路和该至少一个传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.23 US 13/242,277;2011.09.23 US 13/242,662;1.用于测量肌肉-骨骼系统的参数的系统，该系统包括: 假体部件，该假体部件具有可透过区域和被配置为联接到骨上的至少一个特征； 电子电路；以及 至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为测量该肌肉-骨骼系统的该参数，该电子电路是联接到该至少一个传感器上的并且该假体部件容纳该电子电路和该至少一个传感器。2.如权利要求1所述的系统，其中该假体部件包含金属或金属合金。3.如权利要求1或 2所述的系统，其中该可透过区域包含玻璃。4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中该假体部件被配置为无线地传送数据穿过该可透过区域。5.如权利要求1至4中任一项所述的系统，其中该假体部件的该可透过区域被配置成位于滑液附近。6.如权利要求5所述的系统，其中该肌肉-骨骼系统包括该滑液。7.如权利要求5或6所述的系统，该系统进一步包括被配置为监测该滑液的光学传感器。8.如权利要求7所述的系统，其中该光学传感器被配置为监测该滑液的颜色。9.如权利要求7或8所述的系统，其中该光学传感器被配置为监测该滑液的浊度。10.如权利要求5至9中任一项所述的系统，该系统进一步包括被配置为测量该滑液的pH的pH传感器。11.如权利要求5至10中任一项所述的系统，该系统进一步包括被配置为测量该滑液的温度的温度传感器。12.如权利要求1至11中任一项所述的系统，其中该可透过区域包括该假体部件的壁的至少一个部分。13.如权利要求1至12中任一项所述的系统，其中该假体部件包含PEEK。14.包括以下项的系统: 具有至少一个传感器的假体部件，该至少一个传感器被配置为监测邻近该假体部件的滑液；以及 联接到该至少一个传感器上的电子电路，该至少一个传感器和该电子电路是容纳在该假体部件中的。15.如权利要求14所述的系统，其中该假体部件包括可透过区域。16.如权利要求14或15所述的系统，其中该至少一个传感器包括光学传感器、pH传感器、超声波传感器、或温度传感器中的至少一种，并且其中该可透过区域包含玻璃。17.如权利要求13至16中任一项所述的系统，该系统进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为测量施加到该假体部件的支撑表面的力、压力或负载中的至少一个。18.如权利要求14至17中任一项所述的系统，其中该假体部件包含PEEK。19.一种胫骨假体部件，该胫骨假体部件包括: 至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为监测位于该胫骨假体部件附近的滑液；以及联接到该至少一个传感器上的电子电路，该至少一个传感器和该电子电路是容纳在该胫骨假体部件中的。20.如权利要求19所述的胫骨假体部件，该胫骨假体部件进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为测量施加到该胫骨假体部件的支撑表面的力、压力或负载中的至少一个。21.如权利要求19或20所述的胫骨假体部件，其中该胫骨假体部件包含至少一种PEEK。22.如权利要求19至21中任一项所述的胫骨假体部件，其中该胫骨假体部件包含金属或金属合金中的至少一种。23.如权利要求19至22中任一项所述的胫骨假体部件，其中该胫骨假体部件包括可透过区域。24.如权利要求23所述的胫骨假体部件，其中该可透过区域包含玻璃。25.如权利要求19至24中任一项所述的胫骨假体部件，其中该至少一个传感器包括光学传感器、PH传感器 、温度传感器、或超声波传感器中的至少一种。26.包括以下项的假体部件: 至少一个光学传感器；以及 联接到该光学传感器上的电子电路，该电子电路是容纳在该假体部件中的，并且该至少一个光学传感器和该电子电路被配置为监测位于该假体部件附近的滑液。27.如权利要求26所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器包括: 至少一个发光二极管；以及 光电二极管阵列。28.如权利要求27所述的假体部件，其中来自该至少一个发光二极管的光被配置成是由光电二极管接收。29.如权利要求28所述的假体部件，其中该光电二极管阵列包括该光电二极管。30.如权利要求27所述的假体部件，其中来自该至少一个发光二极管的光被配置为照亮位于该假体部件附近的该滑液。31.如权利要求26至30中任一项所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器被配置为测量滑液的颜色。32.如权利要求26至31中任一项所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器被配置为测量红色、绿色、以及蓝色的相对贡献。33.如权利要求32所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器被配置为将这些红色、绿色、以及蓝色的每个颜色贡献与校准值的总和按比例进行比较。34.如权利要求33所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器被配置为将这些红色、绿色、以及蓝色的相对贡献的总和与该校准值的三倍按比例进行比较。35.如权利要求26至33中任一项所述的假体部件，其中该至少一个光学传感器被配置为测量滑液的浊度。36.长期关节监测的方法，该方法包括: 将电子电路和一个或多个传感器容纳在假体部件中； 周期性地测量位于 该假体部件附近的滑液的特性；并且比较该滑液的测量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：M斯坦，AU蔡斯，P汉森，NT伯克哈德，JG凯基，NB波恩海姆，
申请(专利权)人：奥索传感器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US