一种膝关节组织平衡测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，公开了一种膝关节组织平衡测量装置及其测量方法，设置有尺身，所述尺身的上方天套接有滑块，所述滑块分为左右两端滑块，左端滑块通过螺母固定在尺身上，右端滑块通过紧固螺钉固定在尺身上，可在尺身上滑动，且右端滑块的右侧焊接有游标尺，所述游标尺的下端通过螺母固定有助推杆，所述助推杆套接在尺身上，所述尺身焊接在手柄上，所述滑块的上方焊接有测量爪；本发明专利技术同时公开一种膝关节组织平衡测量装置的测量方法。本发明专利技术能够较为精确的测量膝关节软组织的伸屈间隙，从而从一方面确定膝关节软组织是否处于平衡状态。

【技术实现步骤摘要】
一种膝关节组织平衡测量装置及其测量方法
本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种膝关节组织平衡测量装置及其测量方法。
技术介绍
膝关节主要有股骨、胫骨、髌骨组成，随着社会人口的老龄化，膝关节疾病已经成为影响老年人一种常见的疾病，全膝关节置换手术是治疗晚期病变的一种有效的方法，全膝关节置换是指用假体取代已经严重受损且不能正常行驶的膝关节，在全膝关节的置换过程中恢复重建膝关节与屈膝间隙之间的平衡、内外侧间隙的平衡及相应的软组织的平衡是非常关键的步骤，而对于膝关节间的伸屈间隙的测量是确定膝关节软组织是否平衡的一个非常重要的指标，现有的技术虽然提供配套的器械，且能够综合的对于各个特征值进行相应的检测，但是检测的结果较为粗略，不利于后期数据的采集从而不能精确的针对问题。综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术检测的结果较为粗略，不利于后期数据的采集从而不能精确的针对问题。现有技术中常采用手动助推杆，推动滑块，使得测量的准确性较差；现有技术中数据的读取存在认为误差，给测量带来不便，不能足够真实的反映测量情况；现有技术中涉及到的电子读数装置，普遍为电池提供电源，提高了测量用具的成本。现有技术中，测量方法获得的数据准确度差，不能为手术的准确运行提供条件。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种膝关节组织平衡测量装置及其测量方法。本专利技术是这样实现的，一种膝关节组织平衡测量装置的测量方法，所述膝关节组织平衡测量装置的测量方法包括：主控制器通过螺钉固定在尺身上并通过导线与太阳能蓄电装置连接；太阳能蓄电装置通过导线连接助推杆；助推杆上通过螺丝固定用于显示助推杆运行轨迹的电子显示屏；助推杆与滑块焊接，滑块上通过螺栓固定有距离传感器；滑块的上方焊接有测量爪；主控制器对助推杆进行移动距离和测量爪工作状态进行调节；主控制器对测量爪工作状态进行调节中，确定获取相应的运动距离偏移概率，构建出过渡状态过程；获取最后两种评价状态策略成功、策略失败；构建相应的运动轨迹状态图；距离传感器采用如下模型，对测量间隙距离进行准确识别，具体如下：设f(x)∈C[a,b],pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合；如果则称p＊(x)是f(x)在[a,b]上的最佳极小化极大多项式，采用里米兹算法；由切比雪夫定理得如下公式：其中，ak(k＝0,1,…n)为待求多项式系数；ρ为最佳逼近值；xi用反复校正法取得高精度的读数；主控制器对助推杆进行移动距离调节中，采取GM(1，N)模型对助推杆进行建模处理：助推杆按照数据时间顺序构造，数据序算法如下：式中，称D为X(0)的一次累加生成算子；通过数据的累加处理，提高序列的光滑度，降低原序列数据的离散度，使原始数据的特性与规律明显；电子显示屏显示助推杆运行轨迹中，显示的灰度级以发光时间长短表示，显示屏的色度坐标计算公式如下：其中，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间。灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系；当显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：显示一个任意的颜色，当红、绿、蓝显示屏发光灰度级分别为m，n，k时其对应的XYZ三刺激值为：进一步，X0为初始状态，X1，X2，X3……Xi为由X0通过运动距离安全评价后转移的状态；P01，P02，P03……P0i为由X0到X1，X2，X3……Xi的概率，Xi+1，Xi+2为最后经过主控制器评价后获取的两个状态，分别代表成功策略和失败策略；r1,i+1，r1,i+2为X1到Xi+1，Xi+2的概率，r2,i+1，r2,i+2为X2到Xi+1，Xi+2的概率……ri,i+1，ri,i+2为Xi到Xi+1，Xi+2的概率，从概率得到运动距离安全评价后转移的状态：在矩阵中，p为从状态过渡态的概率，r为吸收态的概率，p和r的关系如下形式：基本矩阵F：F＝(I-Q)-1吸收矩阵B如下：B＝FR＝(I-Q)-1×R。进一步，运动距离安全评价包括：安全评价指标量化：选用的指标量化参数被定义为S，其中每个因素定义为(s0，s1，s2，……)，并对每种因素赋予相应的权重值(n0，n1，n2，……)，则该算法的安全总值为：S＝s0*n0+s1*n1+s2*n2……；效率评价指标量化：选用量化参数被定义为E，其中每个因素定义为(e0，e1，e2，……)，并对每种因素赋予相应的权重值(m0，m1，m2，……)，则算法的效率总值为：E＝e0*m0+e1*m1+e2*m2……；对每种规则的策略进行排序，以S/E的值为标量，接近1的说明安全性与效率最好，大于1的说明安全性高效率低，小于1的说明安全性低效率高，根据离1的距离划分相应的概率，离1越远概率越小，离1越近概率越大。进一步，构建相应的运动轨迹状态图中，测量爪上集成的位移感应器测得测量爪到达待测量部位的相对距离|OB|；建立基于相对运动的坐标系，坐标原点为测量爪的质心，y轴为指向达待测量部位坐标原点的方向，x轴为测量爪绕滑块运动轨迹的切线方向，z轴方向通过右手坐标系确定；于是，待测量部位相对于测量爪的动态模型用如下的状态矢量表示:上式中，r和v分别表示待测量部位相对于测量爪的位置和速度；待测量部位相对测量爪运动轨道的动态模型用如下的Hill方程描述：上式中，分别表示相对加速度，n是测量爪的角速度；根据上述所述动态模型和Hill方程得出相对轨道的状态方程如下：这里，A表示系统矩阵，t表示时间，n是测量爪的角速度，G是系统噪声矩阵，W是系统噪声；通过测量爪上集成的位移感应器测量待测量部位相对于测量爪位置的仰角和方位角，得到测量矢量如下：Z＝[rθφ]T；其中，r为得出测量爪和待测量部位的相对距离，θ为待测量部位相对测量爪位置的仰角，φ为待测量部位相对测量爪的方位角；进一步得到测量方程为：其中，[vrvθvφ]T是测量噪声；得到关于卡尔曼滤波器的测量Jacobean矩阵如下：上式中，运用卡尔曼滤波器,完成轨道的估计。进一步，测量爪上集成的位移感应器测量测量爪和待测量部位的相对距离|OB|的计算过程具体包括：1)位移感应器的信号光子和闲散光子的状态用下式进行描述：|Ψ>是希尔伯特空间中的态矢量，分别相对于信号光子和闲散光子的上升算符，d是微分算符，脚标s和i分别表示信号光子和闲散光子，ωp表示泵浦光频率，Ω＝ωs-ωp/2＝ωp/2-ωi，ωi和ωs分别是闲散光子和信号光子的频率，系数c依赖于泵浦光的强度和磁化率，F(Ω)是信号光子与闲散光子辐射的频谱幅度；2到达时间的二阶Glauber相关函数如下：其中，(rs,ts)和(ri,ti)表示时空上的两个点，ri表示已知的闲散光子的参考路径，rs表示未知的信号光子路径，ts和ti分别为信号光子和闲散光子的到达时间；同时t′j表示光子在非线性晶体中的传播时间；在平稳的情况下，G(2)(ts,rs；ti,ri)取决于到达的时间差ti-ts，对于自发参量下转换过程，有其中，L是非线性晶体的长度，所述非线性晶体是作为产生纠缠态光子的基本材料，D是纠缠光子对的群速差的倒数；于是，到达时间的二阶Glauber相关函数计算为显然的，得到：其中，τc是到达时间差，也即是表达式G(2)(τ)的对称中心，并且由多信道分析仪决定；3)从推出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膝关节组织平衡测量装置的测量方法，其特征在于，所述膝关节组织平衡测量装置的测量方法包括：主控制器通过螺钉固定在尺身上并通过导线与太阳能蓄电装置连接；太阳能蓄电装置通过导线连接助推杆；助推杆上通过螺丝固定用于显示助推杆运行轨迹的电子显示屏；助推杆与滑块焊接，滑块上通过螺栓固定有距离传感器；滑块的上方焊接有测量爪；主控制器对助推杆进行移动距离和测量爪工作状态进行调节；主控制器对测量爪工作状态进行调节中，确定获取相应的运动距离偏移概率，构建出过渡状态过程；获取最后两种评价状态策略成功、策略失败；构建相应的运动轨迹状态图；距离传感器采用如下模型，对测量间隙距离进行准确识别，具体如下：设f(x)∈C[a,b],pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合；如果‖

【技术特征摘要】
1.一种膝关节组织平衡测量装置的测量方法，其特征在于，所述膝关节组织平衡测量装置的测量方法包括：主控制器通过螺钉固定在尺身上并通过导线与太阳能蓄电装置连接；太阳能蓄电装置通过导线连接助推杆；助推杆上通过螺丝固定用于显示助推杆运行轨迹的电子显示屏；助推杆与滑块焊接，滑块上通过螺栓固定有距离传感器；滑块的上方焊接有测量爪；主控制器对助推杆进行移动距离和测量爪工作状态进行调节；主控制器对测量爪工作状态进行调节中，确定获取相应的运动距离偏移概率，构建出过渡状态过程；获取最后两种评价状态策略成功、策略失败；构建相应的运动轨迹状态图；距离传感器采用如下模型，对测量间隙距离进行准确识别，具体如下：设f(x)∈C[a,b],pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合；如果‖则称p＊(x)是f(x)在[a,b]上的最佳极小化极大多项式，采用里米兹算法；由切比雪夫定理得如下公式：其中，ak(k＝0,1,…n)为待求多项式系数；ρ为最佳逼近值；xi用反复校正法取得高精度的读数；主控制器对助推杆进行移动距离调节中，采取GM(1，N)模型对助推杆进行建模处理：助推杆按照数据时间顺序构造，数据序算法如下：式中，k＝1,2,3,…,n,称D为X(0)的一次累加生成算子；通过数据的累加处理，提高序列的光滑度，降低原序列数据的离散度，使原始数据的特性与规律明显；电子显示屏显示助推杆运行轨迹中，显示的灰度级以发光时间长短表示，显示屏的色度坐标计算公式如下：其中，X、Y、Z为三刺激值，t为发光时间。灰度级和XYZ三刺激值之间存在与时间t相关的线性关系；当显示屏总的灰度级级数为N时，每一个灰度级步长“1”所对应的XYZ三刺激值为：显示一个任意的颜色，当红、绿、蓝显示屏发光灰度级分别为m，n，k时其对应的XYZ三刺激值为：2.如权利要求1所述的膝关节组织平衡测量装置的测量方法，其特征在于，X0为初始状态，X1，X2，X3……Xi为由X0通过运动距离安全评价后转移的状态；P01，P02，P03……P0i为由X0到X1，X2，X3……Xi的概率，Xi+1，Xi+2为最后经过主控制器评价后获取的两个状态，分别代表成功策略和失败策略；r1,i+1，r1,i+2为X1到Xi+1，Xi+2的概率，r2,i+1，r2,i+2为X2到Xi+1，Xi+2的概率……ri,i+1，ri,i+2为Xi到Xi+1，Xi+2的概率，从概率得到运动距离安全评价后转移的状态：在矩阵中，p为从状态过渡态的概率，r为吸收态的概率，p和r的关系如下形式：基本矩阵F：F＝(I-Q)-1吸收矩阵B如下：B＝FR＝(I-Q)-1×R。3.如权利要求1所述的膝关节组织平衡测量装置的测量方法，其特征在于，运动距离安全评价包括：安全评价指标量化：选用的指标量化参数被定义为S，其中每个因素定义为(s0，s1，s2，……)，并对每种因素赋予相应的权重值(n0，n1，n2，……)，则该算法的安全总值为：S＝s0*n0+s1*n1+s2*n2……；效率评价指标量化：选用量化参数被定义为E，其中每个因素定义为(e0，e1，e2，……)，并对每种因素赋予相应的权重值(m0，m1，m2，……)，则算法的效率总值为：E＝e0*m0+e1*m1+e2*m2……；对每种规则的策略进行排序，以S/E的值为标量，接近1的说明安全性与效率最好，大于1的说明安全性高效率低，小于1的说明安全性低效率高，根据离1的距离划分相应的概率，离1越远概率越小，离1越近概率越大。4.如权利要求2所述的膝关节组织平衡测量装置的测量方法，其特征在于，构建相应的运动轨迹状态图中，测量爪上集成的位移感应器测得测量爪到达待测量部位的相对距离|OB|；建立基于相对运动的坐标系，坐标原点为测量爪的质心，y轴为指向达待测量部位坐标原点的方向，x轴为测量爪绕滑块运动轨迹的切线方向，z轴方向通过右手坐标系确定；于是，待测量部位相对于测量爪的动态模型用如下的状态矢量表示:上...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建波，刘巍，朱新辉，
申请(专利权)人：南通市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32