一种椎间融合器植入控制装置的制造方法_2

文档序号:10395231阅读:来源:国知局
br>[0063] 本实施例所述的椎间融合器植入控制装置适用于多种植入操作的类型,用于对多 种植入部位的椎间融合器植入控制,包括颈椎、胸椎、W及腰椎等。
[0064] 本实施例所采用的压力传感器例如为高精度压力传感器,可W是无线的压力传感 器,也可W是有线的压力传感器。
[0065] 若本实施例采用无线的压力传感器,则各传感器均包含有无线传输模块,(例如蓝 牙模块、无线保真模块等),用于将测量的压力数据无线传输到所述接收模块330。此时,所 述接收模块330也应该为与所述无线传感器包含的无线模块配合工作的无线接收模块。例 如,如图2所示,本实施例中所述压力传感器采用高精密的无线蓝牙通信压力传感器,所述 接收模块为无线蓝牙接收模块。
[0066] 若本实施例采用有线的压力传感器,则各传感器与所述接收模块330电性连接,所 述接收模块330与所述控制模块340也位于所述试模体310中。
[0067] 如图3中所示,为了进一步增强本实施例所述的椎间融合器植入控制装置的控制 精度,所述椎间融合器植入控制装置还可包括至少一个探头324,位于试模杆325上,用于所 述试模体310植入过程中探测到椎体的距离,所述探头324例如为2个,分别位于所述试模杆 325的上下两侧的方向。W使所述控制模块用于根据所述距离和所述压力数据按照预设算 法确定所述试模体的植入位置是否满足预设要求,W根据所述植入位置进行椎间融合器植 入控制。
[0068] 需要说明的是,根据所述压力数据按照预设算法确定所述试模体的植入位置是否 满足预设要求可包括多种,例如:可根据所述多个压力传感器在所述试模体中的位置、当前 植入操作的类型、W及植入对象的身体指标,确定所述多个压力传感器在所述试模体所占 的受力权重。将所述多个压力传感器的压力数据乘W对应的受力权重求和作为所述试模体 的压力参考值,根据所述压力参考值是否满足预设的压力参考值范围确定所述试模体的植 入位置是否满足预设要求。
[0069] 为了精确控制所述多个压力传感器的放置位置,可在所述试模体的表面包括多个 预设轨迹的槽结构,所述多个压力传感器置于所述具有预设轨迹的槽结构中即可准确反映 试模的受力情况,进而控制植入位置。
[0070] 作为示例,为了使本实施例所述的椎间融合器植入控制装置具有适用各种植入操 作的类型的普适性,所述预设轨迹为预设曲线方程轨迹。
[0071] 例如,所述预设曲线方程轨迹,可依据正常人体脊柱解剖数据库的整合,并且通过 生物力学测试确定的符合预设椎间融合器植入操作的类型所对应的多种植入部位的受力 权重所拟合得出的曲线方程轨迹。
[0072] 本实用新型实施例所公开的椎间融合器植入控制装置通过实时获取置于试模体 310的多个预设位置的多个压力传感器的压力数据,根据所述压力数据按照预设算法确定 所述试模体310的植入位置是否满足预设要求,根据所述植入位置进行椎间融合器植入控 审IJ。能提高椎间融合器植入位置的控制精度。
[0073] 实施例二
[0074] 本实施例W所述椎间融合器植入控制装置包括两个压力传感器为例,说明本实施 例的技术方案。
[0075] 所述二个压力传感器可W分别为第一压力传感器W及第二压力传感器。
[0076] 图4是本实用新型具体实施例二所述的椎间融合器植入控制装置的试模体及压力 传感器的位置示意图,即第一压力传感器位置为Xl(xl,yl),第二压力传感器位置为X2U2, y2)。经过有限元分析得出两个压力传感器在整个试模所占受力权重Υ1,Υ2,如图5所示。
[0077] W试模体的几何中屯、为原点,W所述试模体的对称轴中朝向试模体顶端方向的轴 为Υ轴的坐标系为例,依据正常人体脊柱解剖数据库的整合,并且通过生物力学测试确定的 符合针对腰椎、胸椎、颈椎的椎间融合器植入操作的受力权重所拟合得出的曲线方程如下:
[0078] 所述第一压力传感器的预设曲线方程轨迹的曲线方程为:
[0079]
[0080] 所述第二压力传感器的预设曲线方程轨迹的曲线方程为:
[0081]
[0082] 两个高精密压力传感器相对于试模体的安放位置需满足于W上曲线条件,才能反 馈给控制模块满足人体工程学合理的数据,并与控制模块的预设数据进行比对从而精准确 定试模的植入位置,其中曲线设计的原理是依据正常人体脊柱解剖数据库的整合,并且通 过生物力学测试得到了符合不同部位(包括颈椎、胸腰椎等位置)的受力权重,拟合得到了 W上的方程。
[0083] 两个高精密压力传感器需放置在符合W上两条曲线的对应位置,W保证数据的合 理采集并计算,运样可W获得较精确的数据W便于控制系统的判断。为了使得两个传感器 的位置保持对应一致,还要满足W下关系确保采集的数据的对称,要满足tlW2 = JT的关系。
[0084] 两个传感器放置的位置说明:当两个传感器符合W上数学关系时,能够保证两个 传感器在试模体的受重最大位置,运样计算出的终端显示出来的重力最大位置也是准确、 可靠的。
[0085] 所有压力传感器采集到的压力数据通过无线蓝牙方式传输给后端接收模块,通过 控制模块进行数据分析,将最终结果显示到人机交互界面上。
[0086] F1(X)为重力最大位置:
[0087] Fl(X(x,y))=Xl(xl,yl)*YhX2(x2,y2)^2
[0088] L为椎间融合器假体试模的植入长度,L为:
[0089] L=A-Ll*sin( |L1-L2|*L3/L2)
[0090] 其中A为椎间融合器试模植入材料的长度,L为试模植入长度,LI为第一探头距离 所对应的最近的第一椎体的距离,L2为第二探头距离最近相邻第二椎体的距离,L3为探头 之间的距离。
[0091] 本实施例在实施例一的基础之上,W包括两个压力传感器的椎间融合器植入控制 装置为例,说明本装置的具体实现方式,该装置具有普遍的适用性,无论试模体形状如何, 只在特定的植入操作中将所述两个压力传感器放置于既定的曲线上,即可根据现有的预设 算法进行椎间融合器植入控制,本实施例所述的装置具有高精度、普适性的特点。
[0092] 实施例Ξ
[0093] 本实施例W所述椎间融合器植入控制装置包括四个压力传感器为例,说明本实施 例的技术方案。
[0094] 所述四个压力传感器分别为第一压力传感器、第二压力传感器、第Ξ压力传感器、 W及第四压力传感器。
[00%]图6是本实用新型具体实施例Ξ所述的椎间融合器植入控制装置的试模体及压力 传感器的位置示意图,即第一压力传感器位置为Xl(xl,yl),第二压力传感器位置为X2U2, y2),第Ξ压力传感器位置为X3(x3,y3),第四压力传感器位置为X4(x4,y4)。经过有限元分 析得出四个压力传感器在整个试模所占受力权重Y1,Y2,Y3,Y4,如图7所示。
[0096] W试模体的几何中屯、为原点,W所述试模体的对称轴中朝向试模体顶端方向的轴 为Y轴的坐标系为例,依据正常人体脊柱解剖数据库的整合,并且通过生物力学测试确定的 符合针对腰椎、胸椎、颈椎的椎间融合器植入操作的受力权重所拟合得出的曲线方程如下:
[0097] 所述第一压力传感器的预设曲线方程轨迹的曲线方程为:
[0105]四个高精密压力传感器相对于试模体的安放位置需满足于W上曲线条件,才能反 馈给控制模块满足人体工程学合理的数据,并与控制模块的预设数据进行比对从而精准确 定试模的植入位置,其中曲线设计的原理是依据正常人体脊柱解剖数据库的整合,并且通 过生物力学测试得到了符合不同部位(包括颈椎、胸腰椎等位置)的受力权重,拟合得到了 W上的方程。
[0106] 四个高精密压力传感器需放置在符合W上四条曲线的对应位置,W保证数据的合 理采集并计算,运样可W获得较精确的数据W便于控制系统的判断。
[0107] 为了使得四个传感器的位置保持对应一致,还要满足W下关系确保采集的数据的 对称,要满足ti+t2 = π,t3W4=3JT的关系。
[0108] 四个传感器放置的位置说明:当四个传感器符合W上数学关系时,能够保证四个 传感器在试模体的几何中屯、的位置,运样计算出的终端显示出来的重力最大位置也是准 确、可靠的。
[0109] 所有压力传感器采集到的压力数据通过无线蓝牙方式传输给后端接收模块,通过 控制模块进行数据分析,将最终结果显示到人机交互界面上。
[0110] F1(X)为重力最大位置:
[0111] Fl(X(x,y))=Xl(xl,yl)*YhX2(x2,y2)^^X3(x3
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