用于关节运动模拟的系统和方法技术方案

一种用于驱动假体元件的模拟器包含假体驱动机构，其在所述假体元件的加速磨损测试期间驱动所述假体元件。模拟输入表示所述模拟器的作用，且使用传感器机构来测量施加到所述假体元件的力和扭矩。进一步使用位置与定向控制传感器来测量所述假体元件的位移。使用响应于所述传感器的闭合回路反馈控制系统来确定用于所述驱动机构的驱动信号。所述控制系统有利地添加并入有韧带纤维的机械表示的计算模型。所述计算模型是对人体内的假体将会遭遇到的情况的非人类近似，且包含韧带纤维的插入部位的维度几何结构和机械特性。所述计算模型响应于位置与角位移传感器来确定减轻所述控制系统的作用的韧带的约束力和扭矩。可进一步通过所述测得的力和扭矩来减轻所述控制系统的所述作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案本申请案主张2009年11月9日申请的第61/259，360号美国临时申请案以及2009年12月15日申请的第61/286，672号美国临时申请案的权益，所述临时申请案的全部教示以引用的方式并入本文中。
技术介绍
假体植入故障机构众多。最普遍的故障原因是，聚こ烯磨损、防腐剂松动、感染和不良对准。聚こ烯磨损组成当今植入故障的最大唯一可识别原因。此外，聚こ烯磨损可由于经改造组织的増加的负载而使植入物容易松动。随着植入技术的发展，正识别出新的且更复杂的磨损、破坏和故障模式。由于这些事实，非常需要能够复制人类运动的细微之处的模拟机中的严密植入物生命周期测试。 模拟机通过提供非人类环境来解决植入物寿命问题，使用加速生命测试在所述非人类环境中评估新的现有假体装置。这些机器允许研究人员隔离且研究设计缺陷，识别且校正材料问题，且最终为医生和患者提供较长生命的假体系统。模拟机近似人类关节运动。显然，人类关节运动的近似越接近，结果就越可靠。至今，模拟机充其量仅已提供人类关节运动(例如，膝关节运动)的复杂性的非常粗略的近似。可用位移控制的系统依赖于相关人体部位的运动学的先验描述，从而极少或不允许假体设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.09 US 61/259,360;2009.12.15 US 61/286,6721.一种用于驱动假体元件的模拟器，其特征在于，其包括 假体驱动机构，其驱动所述假体元件； 传感器，其測量施加到所述假体元件的力；以及 控制系统，其响应于所述传感器和模拟输入而驱动所述假体驱动机构，所述控制系统包含并入有韧带的表示的计算模型。2.根据权利要求I所述的模拟器，其特征在于，其中所述表示包含所述韧带的三维几何结构。3.根据权利要求2所述的模拟器，其特征在于，其中所述韧带的所述几何结构由所述韧带的相对末端处的插入部位来界定。4.根据权利要求1、2或3所述的模拟器，其特征在于，其中所述表示包含所述韧带的机械特性。5.根据权利要求4所述的模拟器，其特征在干，其中所述韧带的所述机械特性包含所述韧带的弾性或黏弹性特性中的至少ー者。6.根据任何前述权利要求所述的模拟器，其特征在于，其中所述表示包含所述韧带的不同纤维的特性。7.根据权利要求6所述的模拟器，其特征在于，其中每ー纤维包含不同插入部位。8.根据任何前述权利要求所述的模拟器，其特征在于，其进ー步包括測量所述假体元件的位移的位移传感器。9.根据权利要求8所述的模拟器，其特征在于，其中所述位移传感器包含位置与角位移传感器。10.根据权利要求7或8所述的模拟器，其特征在于，其中所述模型响应于所述位移传感器而确定减轻所述控制系统的作用的韧带的约束カ或扭矩。11.根据任何前述权利要求所述的模拟器，其特征在于，其中所述控制系统包括嵌套回路设计。12.一种用于驱动假体元件的控制系统，其特征在于，所述控制系统包含并入有韧带的表示的计算模型。13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，其中韧带的所述表示包含所述韧带的三维插入部位和机械特性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·F·怀特，
申请(专利权)人：先进机械技术公司，
类型：发明
国别省市：