关节传感器系统及其操作方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年3月23日提交的美国临时专利申请序列号62/136,925的权益，并且其主题通过引用的方式并入本文。

本发明的实施例一般涉及植入物系统，并且更具体地涉及用于关节的外科植入物的系统。

背景技术：

现代医学已经提供了能够帮助患有骨骼和关节疾病的患者重获他们的移动自由并且减少或消除他们经历的痛苦的新过程。在患者磨损或损坏关节的情况下，能够利用能够与骨骼结构融合的结构代替关节并且恢复无痛移动和机能。外科植入物确实包含一些风险。尽管存在植入物提供的益处，但是偶尔会出现问题，其在得到有效处理时能够导致加快恢复。遗憾的是，有创方法通常被用于获取信息以指导外科医生的决定，从而导致额外的恢复和疼痛。如果无创工具可用于此相同的数据收集，则对于患者和医疗保健系统将会有所改善。

因此，仍然需要关节传感器系统来帮助管理、恢复和监视体内具有植入物的患者。鉴于日益增长的商业竞争压力，随着消费者预期的增长以及市场上有意义的产品差异化机会的减少，找到这些问题的答案变得越来越关键。此外，降低成本、提高效率和性能并且满足竞争压力的需要对于找到这些问题的答案的关键必要性添加了甚至更大的紧迫性。

一直在寻求这些问题的解决方案但是以前的发展没有教导或提出任何解决方案并且，因此，这些问题的解决方案长期以来都是本领域技术人员的困惑。

技术实现要素：

一个实施例是一种关节传感器系统，其包括用于邻近患者的关节结构植入的可植入关节相机组件；数据处理设备，其耦合到关节相机组件以从关节相机组件收集关节数据；以及显示器，其耦合到数据处理设备以使用关节相机组件来监视关节接口。

在至少一些实施例中，该系统还包括将被布置在患者的外部并且与关节相机组件和数据处理设备进行通信的数据通信设备。在至少一些实施例中，关节相机组件包括电源并且数据通信设备包括无线发电机以耦合到电源并对电源进行充电。在至少一些实施例中，关节相机组件包括照明控制器以将照明指引在关节结构的部分上。在至少一些实施例中，关节相机组件还包括照明元件以产生白光、紫外光或红外光中的至少一种。在至少一些实施例中，照明控制器和照明元件方便识别关节结构中的外来物。

在至少一些实施例中，关节相机组件包括被配置为监视关节结构的超声控制器。在至少一些实施例中，关节相机组件包括被配置并被布置为产生关节结构的视频或静止图像的相机。在至少一些实施例中，关节相机组件包括至少一个传感器以产生用于确定温度、压力、运动的范围、步数或对关节结构的冲击中的至少一个的传感器数据。在至少一些实施例中，关节相机组件被配置并被布置用于邻近上部植入物组件、下部植入物组件或天然关节进行外科植入。

另一实施例是一种用于在关节结构附近植入的可植入关节相机组件。关节相机组件包括相机以产生关节结构的静止图像或视频中的至少一个；控制器组件，其耦合到相机以将来自相机的数据发送到外部设备；以及照明布置，其产生和控制白光、紫外光或红外光中的至少一种以方便相机的操作。

在至少一些实施例中，关节相机组件还包括电源。在至少一些实施例中，电源被配置并被布置为使用外部无线发电机进行充电。在至少一些实施例中，照明布置包括照明控制器以将照明指引在关节结构的部分上。在至少一些实施例中，照明布置还包括照明元件以产生白光、紫外光或红外光中的至少一种。在至少一些实施例中，照明布置方便识别关节结构中的外来物。

在至少一些实施例中，关节相机组件还包括被配置为监视关节接口的超声控制器。在至少一些实施例中，关节相机组件还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置并被布置为产生用于确定温度、压力、运动的范围、步数或对关节结构的冲击中的至少一个的传感器数据。在至少一些实施例中，至少一个传感器中的至少一个是加速度计、温度传感器、超声传感器、运动检测器、冲击传感器、磁力计、陀螺仪、邻近度传感器、红外传感器、热敏电阻、压电传感器或声纳传感器。在至少一些实施例中，关节相机组件被配置并被布置用于邻近上部植入物组件、下部植入物组件或天然关节进行外科植入。

本发明的某些实施例具有除了或代替上述步骤或元件的其他步骤或元件。当参考附图阅读下面的详细描述时，这些步骤或元件将对本领域的技术人员变得显而易见。

附图说明

图1是关节传感器系统的示例实施例的功能框图。

图2是关节传感器相机和控制器组件的示例实施例的功能图。

图3是图1的关节传感器植入物的示例实施例的功能图。

图4是数据通信设备的示例实施例的功能图。

图5是关节传感器系统的关节接口的示例图像。

图6是本发明的另一实施例中的关节传感器系统的操作的方法的流程图。

具体实施方式

以使得本领域技术人员能够进行和利用本发明的充分的细节描述了以下实施例。应当理解，基于本公开内容，其他实施例将是显而易见的，并且可以在不脱离本发明的实施例的范围的情况下进行系统、过程或机械变化。

在下面的描述中，给出了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。为了避免使本发明的实施例模糊不清，没有详细公开一些周知的电路、系统配置和过程步骤。

示出该系统的实施例的附图是半图解性的，而不是按比例的，并且，特别地，一些尺寸是为了呈现的清楚性并且在附图中被夸大示出。类似地，尽管为了易于描述在附图中的视图通常显示相似的取向，但是在附图中的这种描绘在大多数情况下是任意的。通常，该实施例能够以任何取向操作。为了描述方便，这些实施例已经被编号为第一实施例、第二实施例等，并不旨在具有任何其他意义或提供对本发明的实施例的限制。

本文所用的术语“图像”能够包括二维图像、三维图像、视频帧、计算机文件表示、来自相机的图像、视频帧或其组合。例如，图像能够是机器可读数字文件、物理照片、数字照片、运动图像帧、视频帧、x射线图像、扫描的图像或其组合。

本文所用的术语“模块”能够包括根据使用该术语的上下文的本发明的实施例中的软件、硬件或其组合。例如，软件能够是机器代码、固件、嵌入代码、应用软件或其组合。此外，例如，硬件能够是电路、处理器、计算机、集成电路、集成电路核芯、压力传感器、惯性传感器、微机电系统(mems)、无源设备或其组合。此外，如果模块被写入下面的装置权利要求部分中，则该模块被认为包括用于装置权利要求的目的和范围的硬件电路。

本文所用的术语“单元”是由用于特定功能的硬件部件或硬件状态机形成的电路。“单元”能够用于计时关键功能，是自包含的，并且不一定包括软件功能或支持。

本文所用的术语“邻近”是指直接接触或提供尽可能小的分离。通过示例的方式，铸件邻近断骨因为它被直接形成在覆盖断骨的肉体上。

现在参考图1，其中示出了关节传感器系统100的示例实施例。关节传感器系统100的示例实施例包括通过数据通信设备104连接到数据处理设备106的关节传感器植入物102，其是能够向关节传感器植入物102提供功率以及检索由关节传感器植入物102捕获的数据的支撑结构或固定装置。数据通信设备104能够通过无线或有线网络耦合到数据处理设备106。在其他实施例中，代替使用数据通信设备104作为中介，关节传感器植入物102能够使用无线或有线通信直接耦合到数据处理设备106。与此同时提交(代理案号cono-1-001.1)的题为“systemsandmethodsformonitoringanorthopedicimplantandrehabilitation”的美国专利申请序列号no.____________包括如本文所述的利用关节相机组件监视关节的其他系统和方法，其全部内容通过引用的方式并入本文，并且提供能够用于关节传感器系统100、关节传感器植入物102、数据通信设备104以及可以是数据处理设备106(并且在其中称为用户设备或临床医师设备)的部分的元件和用户接口中的其他传感器的示例。

关节传感器植入物102能够是具有监视和观察功能的关节置换结构。关节传感器植入物102能够包括邻近上部植入物组件110和下部植入物组件112的关节相机组件108。上部植入物组件110和下部植入物组件112两者都能够包括能够被配置为监视温度、加速度、位置、压力和冲击的嵌入式传感器114。

关节相机组件108能够用作用于关节传感器植入物102的通信集线器，其允许在嵌入式传感器114与关节相机组件108之间的传感器数据的传输。关节相机组件108能够包括通信控制器、数据存储设备、感应功率转换器、相机、加速度计、温度传感器、光源、超声、运动检测器、冲击传感器、磁力计、陀螺仪、邻近度传感器、红外传感器、热敏电阻、压电传感器或声纳传感器中的一个或多个的功能。

关节相机组件108能够提供上部植入物组件110和下部植入物组件112的动作的视觉记录。视觉记录能够检测在上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的物理接口中的变化(例如，移动、磨损或损害)，其对于监视关节传感器植入物102的接收者的状况和健康是必要的。关节相机组件也能够用于例如监视以下中的一个或多个：植入物上的磨损、周围骨头或其他组织上的磨损、体液中的颗粒、白细胞或感染、关节表面、软组织碰撞、骨愈合、粘合骨接口完整性、植入物粘连/松动、针到关节中的放置、植入物对准和关节；诸如由干细胞注射引发的生物关节修复；进入植入物中的生物内生长等或其任何组合。

视觉记录能够包括例如视频、静止图像、尺寸测量、表面图、流体颜色、流体不透明度、外来物或颗粒的存在等或其任何组合。为了说明的目的，本说明书使用视频作为示例，但是将理解，能够备选地或额外地使用包括但不限于前面列出的那些的任何其他类型的视觉记录。

在至少一些实施例中，关节相机组件能够利用(植入的或天然的)关节上的标志/标记(视线或嵌入)来评估位置，特别是关节的各部分的相对位置。视觉标志或植入的不可见ir阵列能够用于识别例如关节相机组件相对于关节的组件的精确位置，识别关节的精确屈曲(flexion)角度(不仅仅是由关节相机组件载有加速度计上提供的假设屈曲)，测量是否有内翻/外翻倾斜等或其任何组合。应当理解，关节传感器植入物102可以利用诸如用于夜视设备的图像增强方法，或者利用近红外或其他红外或可见光的照明或利用用于热成像的红外传感器。

数据通信设备104能够包括电源116，其取决于数据通信设备104的应用能够是交流(ac)电源或直流(dc)电源。在实施例中，电源116能够是用于便携式应用的电池或用于系留固定装置的ac转换器。电源116能够耦合到感应发电机118。感应发电机118能够生成电磁场120，电磁场120能够耦合到关节传感器植入物102以便提供主电源或改变关节相机组件108和嵌入式传感器114中的内部电池。能够使用其他无线发电机来代替感应发电机，诸如例如利用超声或wifi或其他射频功率信号在电源116中生成功率的无线发电机。

外部传感器122能够并入数据通信设备104中以用于监视数据通信设备104相对于关节传感器植入物102的位置和移动以及关节传感器植入物102本身的移动。外部传感器122能够耦合到通信控制器124，其能够管理在数据通信设备104与关节传感器植入物102之间的关节数据126的传输以及在数据通信设备104与数据处理设备106之间的通信。通信控制器124能够包括无线发送机制，例如rfid、低功率、wifi、蜂窝等。

外部传感器122是能够检测位置、压力、温度、噪声和接近度以及操作外围设备、安全交互和通信功能中的一个或多个的可配置硬件模块。外部传感器122能够提供支持关节传感器植入物102的额外的环境检测。外部传感器能够检测温度、识别移动类型、检测脉冲、测量g力影响、识别加速度、并且基于建立的阈值来发出警报。

应当理解，数据通信设备104能够是以电话、wifi路由器、关节支撑支架、衣服的形式，或者它能够被装配到一件家具中以便邻近关节传感器植入物102。家具能够是例如床垫、检查台、轮椅、软垫椅、锻炼装置或办公椅。

数据通信设备104能够通过通信控制器124从关节传感器植入物102接收关节数据126作为视频数据和其他遥测数据，并且将关节数据126传输到数据处理设备106。在至少一些实施例中，数据处理设备106必须被授权以与数据通信设备104进行通信。授权能够是以加密密钥交换、密钥字交换或具有预定密钥的加密交换的形式。

数据通信设备104能够具有在电源116、感应发电机118(或其他无线发电机)、外部传感器122、通信控制器124或其组合之间的有线互连件128。有线互连件128能够用于分配主电源以及在外部传感器122与通信控制器124之间交换外部传感器数据。

在将关节数据126和外部传感器数据传输到数据处理设备106之前，通信控制器124能够验证数据处理设备106的授权。数据处理设备106能够将关节数据126和外部传感器数据格式化以显示给用户。数据处理设备106能够是特定的机器，例如服务器、便携式计算设备、薄客户端、笔记本、上网本、智能电话、平板电脑、个人数字助理或蜂窝电话，并且作为具体示例，appleiphone^tm、android^tm智能电话或windows^tm平台智能电话。

取决于应用实现方式，通信控制器124能够通过无线或有线接口耦合到数据处理设备106。数据处理设备106能够允许直接观看包括来自关节相机组件108的视频和由嵌入式传感器114收集的数据的关节数据126。数据处理设备106能够指示关节相机组件108以应用在上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接口的某些区域的数字变焦。数据处理设备106能够指示关节相机组件108能够指示关节相机组件108将操作模式在可见光、红外光、紫外光或超声之间切换。关节相机组件108的不同模式能够提供帮助或以其他方式方便识别在上部植入物组件110和下部植入物组件112之间的接口中的外来物。外来物能够包括骨、粘合屑、金属颗粒或其组合。关节相机组件108能够识别上部植入物组件110和下部植入物组件112中的磨损图案。

应当理解，关节传感器植入物102能够针对身体内的任何目标关节被实现并且能够包括但不限于肩部、臀部、膝部、脚踝、手指和手腕。嵌入式传感器114和关节相机组件108的数量、类型和位置仅是示例并且所实现的数量和位置可以不同。

关节传感器植入物102能够帮助已经受伤或经受手术过程的患者的康复。来自关节传感器植入物102的传感器的数据、测量结果或读数能够用于确定、测量、计算或以其他方式观察一种或多种类型的信息，例如gps位置、步数、脉冲轮廓以及恢复时间、关节冲击监视、睡眠概况、休息持续时间和燃烧的卡路里。外部传感器122的添加能够为关节传感器系统100提供额外的环境和身体信息。由此，关节传感器系统100能够在性能监视、调节程序、手术康复或解决慢性疾病中具有应用。通过监视关节数据126中的脉冲和温度的历史，能够将调节恢复时间计算为被监视的对象的状况的指标。

应当理解，在描述中使用的关节是膝关节，但这仅是示例并且其他关节能够由关节传感器系统100监视。关节传感器系统100的实施例能够包括直接实现在关节相机组件外壳(植入物)内、直接实现在通信控制器(电话)内或第三部件(例如在袜子、衬衫、短裤、手套或能够被配置为将外部传感器122接近目标关节、植入物或骨骼结构放置的一些其他衣服或支架)中的数据通信设备104。在其他实施例中，关节传感器植入物102能够直接与数据处理设备106进行通信。

现在参考图2，其中示出了关节传感器相机组件201的示例实施例的功能图。关节传感器相机组件201的示例实施例的功能图描绘了彼此分离的控制器组件202和相机组件204。控制器组件202被形成为处于图1的关节相机组件108的外部。相机组件204被形成为关节相机组件108的内部接口并且被放置为邻近于在图1的上部植入物组件110与图1的下部植入物组件112之间的接口。

控制器组件202能够包括能够支持通信天线208、可配置传感器210、通信控制器212、存储器存储设备214和功率控制器216的控制器电路载体206。控制器电路载体206能够是印刷电路板、柔性电路、环氧树脂填充的引线载体等。

控制器组件202能够管理在图1的关节相机组件108与数据通信设备104之间的通信，以及控制相机组件204的功能。可配置传感器是能够检测位置、压力、温度、噪声和接近度以及操作外围设备、安全交互和通信功能的可配置硬件模块。可配置传感器210能够通过控制器电路载体206直接连接到通信控制器212。通信控制器212能够在关节相机组件108的操作期间直接耦合到存储器存储设备214以用于收集图1的关节数据126。

功率控制器216能够利用控制器电路载体206的部分来收获图1中的电磁场120。功率控制器216能够为控制器组件202和相机组件204两者的操作提供主电源。当不在数据通信设备104的范围内时，功率控制器216还能够为用于关节相机组件108的基本操作的电池(未示出)充电。

相机组件204能够包括能够耦合相机控制器220、照明控制器222和超声控制器224的相机电路载体218。相机电路载体218可以是印刷电路板、柔性电路，环氧树脂填充的引线载体等。

相机控制器220能够操作相机电路载体218的下侧上的像素阵列(未示出)。相机控制器220能够可操作地改变像素阵列和照明控制器222的功能以便将相机的功能在可见光、红外光或紫外光之间改变。这些选择中的每个能够检测和帮助识别例如可能进入上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接口的任何外来物，或者帮助改善关节的表面的评估。相机控制器还能够关闭像素阵列和照明控制器222以便激活超声控制器224。超声控制器224能够生成输出频率并且映射返回的频率以便识别可能在关节相机组件的视场中的任何碎片或者提供关节108的部件的运动的进一步分析。应当认识到，代替超声控制器，诸如wifi或蓝牙控制器的另一高频发电机能够被用在例如多普勒观察设备中。

已经发现，包括控制器组件202和相机组件204的关节相机组件108的实施例能够监视和显示上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的内部接口。在上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接口中的碎片或外来物的早期检测能够允许执行有知识的校正动作。关节相机组件108利用不同光谱的能力能够识别在上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接口中检测到的材料的类型，而不需要任何手术分析。这种能力能够允许在需要大关节置换手术之前施加微小的校正。

应当理解，能够在控制器组件202和相机组件204中实现不同的模块或模块的组合。在关节相机组件108中添加不同的模块或控制器能够实现额外的分析和校正过程。

通过示例的方式，关节传感器植入物102能够包括关节相机组件108作为人造膝盖的髌骨植入物的部分。对于该示例，关节传感器植入物102能够被配置为对步数进行计数或者监视由关节传感器植入物102经历的动作。这方面能够提供关于身体治疗对关节传感器植入物102的影响的反馈。

关节传感器植入物102还能够被配置为监视关于关节传感器植入物102整体或者关节传感器植入物102身体接触的或邻近关节传感器植入物102的区域的温度或温度趋势。关节传感器植入物102周围的温度的监视能够是感染的前体并且能够提供支持愈合过程所需的反馈。感染的另一种前体能够是由关节传感器植入物102检测到的压力的变化或压力趋势。

关节传感器植入物102还能够被配置成监视在上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接口中的颗粒。关节相机组件108能够检测关节传感器植入物102的区域中的颗粒或颗粒的密度。通过操纵照明控制器222，关节相机组件能够识别被检测为颗粒的材料的类型。关节相机组件能够关闭照明控制器222并且利用超声控制器224能够检测可用光谱中可能不可见的颗粒。这方面能够提供所需的洞察力以处理围绕关节传感器植入物102的感染的损害。

关节传感器植入物102还能够被配置为监视关节传感器植入物102的运动的范围。这能够可用于关节传感器植入物102的接收者的身体治疗并且通过标记运动阈值的范围以及超出运动限制的范围的警告来提供目标反馈。

已经发现，关节传感器系统100使得能够频繁地监视关节传感器植入物102的健康和灵活性而不需要对主治外科医生的办公室访问。监视温度、压力、运动的范围、踏步活动、上部植入物组件110和下部植入物组件112的磨损以及分析任何颗粒的能力能够促进快速愈合并且使得能够对潜在的感染和损害快速响应。

现在参考图3，其中示出了图1的关节传感器植入物102的示例实施例的功能图。关节传感器植入物102的示例实施例的功能图描绘了邻近上部植入物组件110和下部植入物组件112放置的关节相机组件108。关节相机组件108能够通过手术被植入和放置以提供跨上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的关节接口304的视角302。关节接口304能够包括上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的接触区域和间隙。

关节相机组件108的能力能够通过添加嵌入式传感器114来补充，嵌入式传感器114能够提供具有关节传感器植入物102的患者的状态和一般健康的额外分析。可配置传感器306能够与关节相机组件108进行通信并且能够被重新配置以提供关节传感器植入物102的分析所需要的特定反馈。关节相机组件108能够控制照明控制器222以跨视角302投射光谱308。照明控制器222能够被配置为将光谱308投射为白光、紫外光、红外光或其他光谱以提供关节接口304的分析。

在备选实施例中，关节相机组件108能够通过手术被植入以替换已经经过韧带或腱手术的天然膝关节的髌骨的部分。关节相机组件108能够监视天然膝关节的恢复并且提供视频反馈而不需要对膝盖进行进一步的有创手术。

关节相机组件108能够提供跨天然膝关节的韧带的视角302，以及监视天然膝关节的温度、压力、运动的范围、踏步活动、以及与天然膝关节的跌倒、扭转或潜在的损害相关联的警告。关节相机组件108能够与数据通信设备104和数据处理设备106结合操作以在外科手术之后帮助康复和分析愈合。在患者已经愈合之后，关节相机组件108能够保持空闲和无活动，除非需要进行检查或进一步分析。

地理透镜位置内的视角302能够被设计为固定的或可调节的。可以通过mems致动镜(未示出)提供和选择透镜“阵列”以用于改变视角、焦距、宏观与微观等。使用广角(鱼眼)透镜能够进一步增强视角302。

图2的相机控制器220能够控制mems致动镜以转换视角302。用于相机组件204的外壳能够处于气密外壳中，其中至少一部分是半透明的，因而允许光(可见光、ir、紫外光)通过。

能够由相机控制器220通过mems致动镜提供和选择多个透镜和光源能力或极化以指引光离开光源，或返回到相机/传感器。作为其他示例，红外滤波器能够提供热分析以帮助检测指示诸如感染或高摩擦的事情的热点。

关节传感器植入物102和关节相机组件108能够提供患者的恢复的术后视频和统计分析。关节相机组件108的分析能力能够在关节置换手术以及天然膝关节的重建中具有应用。数据通信设备104的利用能够提供能够允许关节相机组件108成为康复和一般健康监视系统的监视和配置能力。

现在参考图4，其中示出了数据通信设备104的示例实施例的功能图。数据通信设备104的示例实施例的功能图描绘了电源116，其取决于数据通信设备104的应用能够是交流(ac)电源或直流(dc)电源。在实施例中，电源116能够是用于便携式应用的电池或用于系留固定装置的ac转换器。电源116能够耦合到感应发电机118。感应发电机118能够生成电磁场120，电磁场120能够耦合到图1的关节传感器植入物102以便提供主电源或改变图1的关节相机组件108和图1的嵌入式传感器114中的内部电池。

外部传感器122能够被并入数据通信设备104中以用于监视数据通信设备104相对于关节传感器植入物102的位置和移动以及关节传感器植入物102本身的移动。外部传感器222能够可重配置为监视图1的关节相机组件108的不同方面。数据通信设备104能够是能够被配置为仅监视外部传感器222的独立设备。数据通信设备104能够在没有关节传感器植入物102的情况下被使用并且能够是自包含的或集成在一件衣服、支撑支架、可穿戴设备等中。

外部传感器122能够被配置为提供传感器数据，例如gps位置、步数、脉冲轮廓和康复时间、关节冲击监视器、睡眠概况、休息持续时间和燃烧的卡路里。能够通过从图1的数据处理设备106接收配置命令来修改外部传感器122的配置。外部传感器122能够耦合到通信控制器124，其能够管理在数据通信设备104与关节相机组件108之间的图1的关节数据126的传输以及在数据通信设备104与数据处理设备106之间的通信。通信控制器124能够被配置为提供存储能力，其将允许收集周期性数据以用于分析和递送到数据处理设备106。通信控制器124能够包括无线传输机制，例如rfid、低功率、wifi、蜂窝等。

外部传感器122是能够检测位置、压力、温度、噪声和接近度以及操作外围设备、安全交互和通信功能的可配置硬件模块。外部传感器122能够提供支持关节传感器植入物102的额外的环境检测。外部传感器122能够基于建立的阈值来检测温度、识别移动类型、检测脉冲、测量g力影响、识别加速度并且发出警报。

应当理解，数据通信设备104能够是以关节支撑、支架、衣服的形式，或者其能够被装配到一件家具中以便邻近关节传感器植入物102。家具能够是例如检查台、轮椅、软垫椅、锻炼装置或办公椅。当数据通信设备104被并入系留应用(例如家具)中时，关节相机组件108能够提供包括视频数据的身体数据126和环境数据，例如温度、压力、脉冲、声学数据、颗粒分析或外来物识别。

已经发现，数据通信设备104能够支持关节相机组件108，无论其是否被安装在天然膝关节或关节传感器植入物102上。数据通信设备104能够被用在独立应用中以监视身体活动，例如锻炼、身体治疗、调节方案等。

现在参考图5，其中示出了图1的关节传感器系统102的关节接口501的示例图像。由邻近关节结构502的图1的关节相机组件108提供的关节接口501的示例图像描绘了上部植入物组件110和下部植入物组件112。突出显示的区域能够描绘上部植入物组件110与下部植入物组件112之间的外来物504。关节相机组件108能够被配置为改变照明控制器222的光谱以尝试识别关节接口501中的外来物504的材料含量。

能够通过图1的数据处理设备106来控制配置变化。在配置变化时能够在数据处理设备106上查看关节数据126。在技术人员或外科医生的控制下，能够识别外来物504并确定校正动作的过程。在一些情况下，超声控制器224能够产生足够的振动能量，其使外来物504能够在没有手术过程的情况下被分解和分散。

关节相机组件108能够被放置邻近关节结构502以观察上部植入物组件110和下部植入物组件112或天然膝关节502的关节接口501以监视关节接口501的健康和性能。应当理解，关节结构502能够是已经经历了韧带或腱手术的患者的天然膝关节502。关节相机组件108的应用能够通过允许对关节接口501的视频检查来监视天然膝关节502的愈合过程，而不需要进一步的手术干预。

已经发现，关节传感器系统102和关节相机组件108能够提供高级的监视、分析和校正动作而无需额外的有创手术。观察关节接口501并确定外来物504的组成的能力能够允许施加不太有创的校正动作以去除外来物504。

应当理解，所示的关节接口501的示例是膝关节，但是关节结构502能够是身体的任何关节区域。还应理解，关节相机组件108能够被形成为适当的形状以支持对目标关节结构502的监视。通过示例的方式，天然膝关节502的关节接口501能够包括在人体结构中将股骨联接到胫骨的区域。

现在参考图6，其中示出了本发明的另一实施例中的关节传感器系统100的操作的方法600的流程图。该方法600包括：在框602中将关节相机组件邻近关节结构放置；在框604中将数据通信设备耦合到关节相机组件；在框606中访问耦合到数据通信设备的数据处理设备以用于收集关节数据；并且在框608中在数据处理设备上显示关节接口以用于利用关节相机组件来监视关节接口。

所得到的方法、过程、装置、设备、产品和/或系统是直接的、成本高效的、不复杂的、高度通用性的、精确的、敏感的、并且有效的，并且能够通过使已知部件适应现成的、有效的且经济的制造、应用和利用来实现。本发明实施例的另一重要方面是其有价值地支持和服务于降低成本、简化系统和提高性能的历史趋势。

因此，本发明的实施例的这些和其他有价值的方面将该技术的状态前进到至少下一级别。

尽管已经结合特定的最佳模式描述了本发明，但是应当理解，鉴于前述描述，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在包含落在所附权利要求的范围内的所有这样的替代、修改和变化。本文阐述的或在附图中示出的所有事项将在说明性且非限制性的意义上来解释。