骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及外科技术领域，特别涉及一种骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法，其中，骨科髓内钉包括：髓内钉本体，髓内钉本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收应变信号，并将应变信号发送至预设终端，以基于应变信号得到人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据；封装体，封装体用于对髓内钉本体和通信单元进行封装。由此，解决了相关技术的应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小、难以实现满足人体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及外科
，特别涉及一种骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法。

技术介绍

[0002]骨折术后不愈合是创伤骨科需要面对的一个巨大难题，在骨折复位手术后，髓内钉所在区域存在血肿、骨痂、骨质的相继演变，组织的模量也随之变化，骨愈合进程中，对其生物力学环境的监测是影响骨折术后后续治疗、康复干预的重要依据，其直接反映愈合情况，但难以直接、实时测量。
[0003]在临床中常用X线或CT(Computer Tomography，电子计算机X射线断层扫描)片等医学影像方式为对骨折愈合过程进行间接的视觉观测，但使用医学影像无法监测骨折端处的受力应变情况，并且由于随访等间隔问题不能对愈合进程中骨折位置的生物力学状态做到实时监测。
[0004]相关技术中，可以通过应变传感监测方式：即将骨植入应变传感器件通过粘接、物理固定等方法附加在植入体上，通过接触式应变传感方式获得力学环境信号，实现对骨折端处受力应变情况的监测。然而，相关技术中，由于骨植入应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小等问题，难以实现满足监测要求的力学反馈机制，有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法，以解决相关技术的应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小、难以实现满足人体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。
[0006]本专利技术第一方面实施例提供一种骨科髓内钉，包括：髓内钉本体，所述髓内钉本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收所述应变信号，并将所述应变信号发送至预设终端，以基于所述应变信号得到人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据；以及封装体，所述封装体用于对所述髓内钉本体和所述通信单元进行封装。
[0007]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述预设材质为碳纤维增强聚醚醚酮（CFR
‑
PEEK），所述预设方式为辐照碳化方式。
[0008]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述预设位置为所述骨折端对应的位置处。
[0009]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述髓内钉本体包括股骨近端髓内钉、股骨髓内钉、胫骨髓内钉和肱骨髓内钉中的至少一项。
[0010]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述通信单元包括在预设材质的表面形成的射频标签，以基于所述射频标签将由所述应变信号形成的射频信号传输至所述预设终端。
[0011]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述封装体为通过化学气相沉积法沉积一层
派瑞林制得。
[0012]本专利技术第二方面实施例提供一种人体骨折端的受力应变监测系统，包括：至少一个上述实施例所述的骨科髓内钉，用于采集人体骨折愈合期间骨折端的应变信号；通信装置，用于接收一个或多个骨科髓内钉上一个或多个通道的应变信号；以及处理器，用于根据所述一个或多个骨科髓内钉上一个或多个通道的应变信号，得到至少一位患者的人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据。
[0013]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述通信装置包括：接收器，所述接收器包括至少一个天线，以在距离骨科髓内钉预设距离内时，接收所述骨科髓内钉的射频信号，并基于所述射频信号解析所述应变信号。
[0014]本专利技术第三方面实施例提供一种人体骨折端的受力应变监测方法，其利用上述实施例所述的人体骨折端的受力应变监测系统，方法包括以下步骤：基于骨科髓内钉，采集人体骨折愈合期间骨折端的应变信号；根据所述人体骨折愈合期间骨折端的应变信号得到至少一位患者的人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据。
[0015]本专利技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例的人体骨折端的受力应变监测方法。
[0016]本专利技术实施例可以基于不同的骨折或伤患位置，植入骨科髓内钉，其中，髓内钉本体可以由具有良好生物兼容性、对比强度较高的预设材质以预设方式制成，以获得骨折或伤患位置的应变信号，与髓内钉本体一同由封装体进行封装的通信单元，可以发送应变信号，以得到人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据，实现受力应变数据的实时监测，便于后续分析髓内钉在体状态及进行愈合进程评估，及时改变患者行为，指导患者康复训练，且收集的数据可以进行群体化分析愈合过程中髓内钉固定方案与骨折断端部位力学环境特征之间的关系，为术中髓内钉的固定方法产生指导。由此，解决了相关技术的应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小、难以实现满足人体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。
[0017]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例提供的一种骨科髓内钉的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的以碳纤维增强聚醚醚酮为基体的髓内钉本体的三点弯曲测试结果示意图；图3为根据本专利技术实施例提供的一种人体骨折端的受力应变监测系统的结构示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的人体骨折端的受力应变监测系统的原理示意图；图5为根据本专利技术实施例提供的一种人体骨折端的受力应变监测方法的流程图。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]下面参考附图描述本专利技术实施例的骨科髓内钉、人体骨折端的受力应变监测系统及方法。针对上述
技术介绍
中提到的相关技术的应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小、难以实现满足人体内监测要求的力学反馈机制等技术问题，本专利技术提供了一种骨科髓内钉，在该骨科髓内钉中，可以基于不同的骨折或伤患位置，植入骨科髓内钉，其中，髓内钉本体可以由具有良好生物兼容性、对比强度较高的预设材质以预设方式制成，以获得骨折或伤患位置的应变信号，与髓内钉本体一同由封装体进行封装的通信单元，可以发送应变信号，以得到人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据，实现受力应变数据的实时监测，便于后续分析髓内钉在体状态及进行愈合进程评估，及时改变患者行为，指导患者康复训练，且收集的数据可以进行群体化分析愈合过程中髓内钉固定方案与骨折断端部位力学环境特征之间的关系，为术中髓内钉的固定方法产生指导。由此，解决了相关技术的应变传感器件存在电化学腐蚀、与植入体刚度失配、有效工作体积过小、难以实现满足人体内监测要求的力学反馈机制等技术问题。
[0021]具体而言，图1为本专利技术实施例所提供的一种骨科髓内钉10的结构示意图。
[0022]如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种骨科髓内钉，其特征在于，包括：髓内钉本体，所述髓内钉本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收所述应变信号，并将所述应变信号发送至预设终端，以基于所述应变信号得到人体骨折愈合期间骨折端的受力应变数据；以及封装体，所述封装体用于对所述髓内钉本体和所述通信单元进行封装。2.根据权利要求1所述的骨科髓内钉，其特征在于，所述预设材质为碳纤维增强聚醚醚酮，所述预设方式为辐照碳化方式。3.根据权利要求1所述的骨科髓内钉，其特征在于，所述预设位置为所述骨折端对应的位置处。4.根据权利要求1所述的骨科髓内钉，其特征在于，所述髓内钉本体包括股骨近端髓内钉、股骨髓内钉、胫骨髓内钉和肱骨髓内钉中的至少一项。5.根据权利要求1所述的骨科髓内钉，其特征在于，所述通信单元包括在预设材质的表面形成的射频标签，以基于所述射频标签将由所述应变信号形成的射频信号传输至所述预设终端。6.根据权利要求1所述的骨科髓内钉，其特征在于，所述封装体为通过化学气相沉积法沉积一层派瑞林制得。7.一种人体骨折端的受力应变监测系统，其特征在于，包括：至少一个如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵喆，臧浠凝，张仕鹏，何一苇，杨广敏，李庆昂，
申请(专利权)人：北京清华长庚医院，
类型：发明
国别省市：