本发明涉及骨科手术专用设备，尤其涉及一种运动医用关节镜手术设备。
背景技术：
：人工关节置换术的治疗效果经过三十多年的临床实践，己经得到充分的肯定并己经发展成为一种可靠的治疗手段，人工关节置换术主要目的是缓解关节疼痛、矫正畸形、恢复和改善关节的运动功能，随着我国经济水平的不断发展，每年接受关节置换的患者在逐年增加，因此在骸关节置换中也暴露了很多问题，如在骸关节置换中对骸臼的显露，目前对于骸臼的显露主要靠多把不同大小的霍夫曼拉钩来进行，但是该解决方案存在明显的缺陷:需要多名助手持续性拉钩，不仅浪费人力，也给手术助手增添麻烦。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种运动医用关节镜手术设备，该装置中的拉钩通过驱动电机驱动，使手术切口撑开稳定，手术切口暴露明显，并且节约医用人力成本。为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案:一种运动医用关节镜手术设备，包括支架，以及铰接在支架上的转向平台，以及用于驱动转向平台的转向电机，以及设置在转向平台上的撑开装置；所述撑开装置包括驱动电机，以及设置在驱动电机输出轴上的变速箱，以及通过齿轮与变速箱啮合传动的两根螺杆，以及设置在螺杆上的拉钩；所述两根螺杆反向设置，两根螺杆上的拉钩移动方向相反，所述拉钩包括横向设置的拉钩柄，以及纵向设置在拉钩柄内端部上的拉钩体，两个拉钩体之间的距离不大于6cm；所述螺杆上螺纹连接有移动座，移动座上设置有夹装口，拉钩固定在夹装口内；通过该结构，可实现拉钩的拆卸、更换；所述支架为可移动落地式支架；所述驱动电机上设置有控制模块，所述控制模块设置有信号采集模块；所述螺杆上安装有位移检测模块，所述位移检测模块用于检测螺杆的位移距离，并将检测的信号出输给信号采集模块；所述信号采集模块用于接收位移检测模块传输的检测信号。进一步，所述信号采集模块信号采集方法包括：根据接收信号的特征谱确定决策平面；判断接收信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性；在所述通信信道呈现准用静态变换特性时，利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界；在通信信道没有呈现准用静态变换特性时，利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界；根据所述决策边界对接收到的信号进行检测；所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括：对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵；根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱；从所述能量特征谱中获取决策平面；根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括：对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵，得到接收信号的能量特征谱；从所述能量特征谱中获取决策平面包括：根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量；按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量；所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到，并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量；在从所述能量特征谱中获取决策平面之前，所述方法还包括：对所述能量特征谱进行滑动平均处理；所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统；所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤：获取信号，通过传感器采集数据并对信号进行放大处理；信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；小波包去噪；即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；组成特征向量，即利用主成分分析方法，结合实验分析，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。进一步，小波包去噪和小波包分解与重构包括：信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：x(a-1)=3x(a)-3x(a+1)+x(a+2)x(a+3)=3x(a+2)-3x(a+1)+x(a);]]>消去单子带多余频率成分；将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式X(k)=Σn=0Nj-1x(n)Wkn,0≤k≤Nj4;3Nj4≤k≤NjX(k)=0,x(n)=Σk=0Nj-1x(k)W-kn,]]>LF-cut-IF算子采用下式X(k)=Σn=0Nj-1x(n)Wkn,Nj4≤k≤3Nj4X(k)=0,x(n)=Σk=0Nj-1x(k)W-kn,]]>在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；单子带信号重构：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。进一步，所述控制器模块还设置有数据控制处理模块，所述数据控制处理模块采用PID控制算法进行控制，所述PID控制算法包括：第一步，PID控制算法由比例、积分、微分三个环节组成，数学描述为：u(k)＝Kpx(1)+Kdx(2)+Kix(3)式中，Kp为比例系数；Ki为积分时间常数；Kd为微分时间常数；u(k)为通过PID计算后得到的驱动电机驱动距离的增加减少值，x(1)为比例的校正值；x(2)为微分的校正值；x(3)为积分的校正值；第二步，通过控制器模块输入量的测量值与控制器模块的期望值的误差及采样时间求出第一步中的x(1)、x(2)、x(3)，计算公式为：x(1)＝error(k)；x(2)＝[error(k)-error_1]/ts；x(3)＝x(3)+error(k)*ts；式中，error(k)为在k时刻通过测量值与期望值计算出的误差；ts为采样时间；第三步，将上两个步骤进行编程后，输出的值u(k)即为给的驱动电机驱动距离的修正值，并记录下来。本发明采用上述技术方案，该一种运动医用关节镜手术设备中的拉钩通过驱动电机驱动，使手术切口撑开稳定，手术切口暴露明显，并且节约医用人力成本，手术时，第一步:需要切开皮肤，切口起自骼后上棘外下方约6cm处，沿臀大肌纤维方向至股骨大转子后延，继转向股骨干方向，向下延伸约5cm，第二步:调整该一种运动医用关节镜手术设备，具体通过调整转向平台与支架之间的夹角可适应病人卧床角度；通过转向平台的转动可使撑开装置适应手术切口方向。第三步:驱动电机通过变速箱带动螺杆转动，进而使螺杆上的拉钩移动，通过拉钩可将手术切口撑开；两拉钩体之间的距离不大于6cm，可约束手术切口的大小，避免机械控制不准确导致的拉伤。本发明集信号接收方法、设备的加工方法、测试方法、信号处理方法于一体，实现了功能多样化和完全智能化，提高了生产效率。本发明采用PID控制算法进行控制使驱动电机进一步达到精确控制的目的。附图说明图1为本发明实施例提供的运动医用关节镜手术设备结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明，如图1所示的一种运动医用关节镜手术设备，包括可移动落地式的支架1，以及铰接在支架1上的转向平台21，以及用于驱动转向平台21的转向电机22，以及设置在转向平台21上的撑开装置，所述一种运动医用关节镜手术设备包括驱动电机31，以及设置在驱动电机31输出轴上的变速箱32，以及通过齿轮与变速箱32啮合传动的两根螺杆33，以及设置在螺杆33上的拉钩4；所述两根螺杆33反向设置，螺杆33上螺纹连接有移动座34，移动座34上设置有夹装口，拉钩固定在夹装口内；通过该结构，可实现拉钩的拆卸、更换，所述两根螺杆33上的拉钩移动方向相反，所述拉钩包括横向设置的拉钩柄41，以及纵向设置在拉钩柄41内端部上的拉钩体42，两个拉钩体42之间的距离a不大于6cm。所述驱动电机上设置有控制模块，所述控制模块设置有信号采集模块；所述螺杆上安装有位移检测模块，所述位移检测模块用于检测螺杆的位移距离，并将检测的信号出输给信号采集模块；所述信号采集模块用于接收位移检测模块传输的检测信号。进一步，所述信号采集模块信号采集方法包括：根据接收信号的特征谱确定决策平面；判断接收信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性；在所述通信信道呈现准用静态变换特性时，利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界；在通信信道没有呈现准用静态变换特性时，利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界；根据所述决策边界对接收到的信号进行检测；所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括：对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵；根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱；从所述能量特征谱中获取决策平面；根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括：对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵，得到接收信号的能量特征谱；从所述能量特征谱中获取决策平面包括：根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量；按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量；所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到，并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量；在从所述能量特征谱中获取决策平面之前，所述方法还包括：对所述能量特征谱进行滑动平均处理；所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统；所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤：获取信号，通过传感器采集数据并对信号进行放大处理；信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；小波包去噪；即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；组成特征向量，即利用主成分分析方法，结合实验分析，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。进一步，小波包去噪和小波包分解与重构包括：信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：x(a-1)=3x(a)-3x(a+1)+x(a+2)x(a+3)=3x(a+2)-3x(a+1)+x(a);]]>消去单子带多余频率成分；将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式X(k)=Σn=0Nj-1x(n)Wkn,0≤k≤Nj4;3Nj4≤k≤NjX(k)=0,x(n)=Σk=0Nj-1x(k)W-kn,]]>LF-cut-IF算子采用下式X(k)=Σn=0Nj-1x(n)Wkn,Nj4≤k≤3Nj4X(k)=0,x(n)=Σk=0Nj-1x(k)W-kn,]]>在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；单子带信号重构：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。进一步，所述控制器模块还设置有数据控制处理模块，所述数据控制处理模块采用PID控制算法进行控制，所述PID控制算法包括：第一步，PID控制算法由比例、积分、微分三个环节组成，数学描述为：u(k)＝Kpx(1)+Kdx(2)+Kix(3)式中，Kp为比例系数；Ki为积分时间常数；Kd为微分时间常数；u(k)为通过PID计算后得到的驱动电机驱动距离的增加减少值，x(1)为比例的校正值；x(2)为微分的校正值；x(3)为积分的校正值；第二步，通过控制器模块输入量的测量值与控制器模块的期望值的误差及采样时间求出第一步中的x(1)、x(2)、x(3)，计算公式为：x(1)＝error(k)；x(2)＝[error(k)-error_1]/ts；x(3)＝x(3)+error(k)*ts；式中，error(k)为在k时刻通过测量值与期望值计算出的误差；ts为采样时间；第三步，将上两个步骤进行编程后，输出的值u(k)即为给的驱动电机驱动距离的修正值，并记录下来。综上所述，该一种运动医用关节镜手术设备中的拉钩通过驱动电机31驱动，使手术切口撑开稳定，手术切口暴露明显，并且节约医用人力成本。手术时，第一步:需要切开皮肤，切口起自骼后上棘外下方约6cm处，沿臀大肌纤维方向至股骨大转子后延，继转向股骨干方向，向下延伸约5cm，第二步:调整该一种运动医用关节镜手术设备，具体通过调整转向平台21与支架1之间的夹角可适应病人卧床角度；通过转向平台21的转动可使撑开装置适应手术切口方向。第三步:驱动电机31通过变速箱32带动螺杆33转动，进而使螺杆33上的拉钩移动，通过拉钩可将手术切口撑开；两拉钩体42之间的距离不大于6cm，可约束手术切口的大小，避免机械控制不准确导致的拉伤。利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。当前第1页1 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