软组织平衡测力装置的制作方法

本发明涉及关节置换手术设备领域，具体而言，涉及一种软组织平衡测力装置。

背景技术：

膝关节软组织平衡测力装置是全膝关节置换术中膝周软组织平衡的必备手术工具，膝关节软组织平衡测力装置能够对软组织进行准确地测力并监控该软组织所承受的力，从而方便医护人员确定膝关节软组织松解的具体方案。

现有的膝关节软组织平衡测力装置在工作过程中一般通过按键、旋钮、触摸屏等实现控制，手术中术者很难在操作手术器械时同时通过按键、旋钮、触摸屏等方式操作膝关节软组织平衡测力装置；同时，在手术中通过按键、旋钮、触摸屏等方式操作膝关节软组织平衡测力装置，容易产生二次污染的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种软组织平衡测力装置，以解决现有技术中的膝关节软组织平衡测力装置在手术过程中通过按键、旋钮、触摸屏等方式进行操作容易产生二次污染的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种软组织平衡测力装置，包括：测力传感器，测力传感器用于与待测软组织接触以检测待测软组织上所承受的压力信号；微控制单元，与测力传感器连接，用于控制测力传感器的工作状态并获取测力传感器所检测的压力信号，以及对压力信号进行处理并将处理后的压力信号进行存储和/或发送至后台服务器；语音控制单元，与微控制单元连接，用于接收外部语音信息，并将外部语音信息转换成控制指令发送至微控制单元，以对微控制单元和/或测力传感器的工作状态进行控制。

进一步地，语音控制单元包括：语音获取模块，用于接收外部语音信息。

进一步地，语音控制单元还包括：语音解析模块，与语音获取模块连接，用于对外部语音信息进行处理以将外部语音信息转换为控制指令并发送至微控制单元。

进一步地，微控制单元包括：模数转换模块，与测力传感器连接，用于对测力传感器检测到的压力信号进行模数转换。

进一步地，微控制单元还包括：数据处理模块，与模数转换模块连接，用于对经过模数转换后的压力信号进行相应的运算处理。

进一步地，微控制单元还包括：数据存储模块，与数据处理模块连接，用于将经过数据处理模块处理后的压力信号进行存储。

进一步地，微控制单元还包括：数据传输模块，与数据处理模块连接，用于将经过数据处理模块处理后的压力信号传送至后台服务器。

进一步地，测力传感器包括：两个硅膜片传感器，两个硅膜片传感器对称设置；其中，微控制单元与两个硅膜片传感器均连接。

进一步地，软组织平衡测力装置还包括：电源管理及供电单元，与测力传感器、微控制单元以及语音控制单元均连接，用于为测力传感器、微控制单元以及语音控制单元供电。

进一步地，电源管理及供电单元具有充电接口。

应用本发明技术方案的软组织平衡测力装置，包括：测力传感器、微控制单元和语音控制单元，测力传感器用于与待测软组织接触以检测待测软组织上所承受的压力信号；微控制单元与测力传感器连接，用于控制测力传感器的工作状态并获取测力传感器所检测的压力信号，以及对压力信号进行处理并将处理后的压力信号进行存储和/或发送至后台服务器；语音控制单元与微控制单元连接，用于接收外部语音信息，并将外部语音信息转换成控制指令发送至微控制单元，以对微控制单元和测力传感器的工作状态进行控制。从而全膝关节置换术中，术者可以通过语音对软组织平衡测力装置进行指挥和操控，避免通过按键、旋钮、触摸屏等方式操作造成的二次污染。解决了现有技术中的膝关节软组织平衡测力装置在手术过程中通过按键、旋钮、触摸屏等方式进行操作容易产生二次污染的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例可选的一种软组织平衡测力装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例可选的第二种软组织平衡测力装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例可选的第三种软组织平衡测力装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例可选的第四种软组织平衡测力装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例可选的第五种软组织平衡测力装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例可选的第六种软组织平衡测力装置的结构框图；

图7是根据本发明实施例可选的一种软组织平衡测力装置的结构示意图；以及

图8是根据本发明实施例可选的第七种软组织平衡测力装置的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、测力传感器；11、硅膜片传感器；20、微控制单元；21、模数转换模块；22、数据处理模块；23、数据存储模块；24、数据传输模块；30、语音控制单元；31、语音获取模块；32、语音解析模块；40、后台服务器；50、电源管理及供电单元；60、垫片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明实施例的软组织平衡测力装置，如图1所示，包括：测力传感器10、微控制单元20和语音控制单元30，测力传感器10用于与待测软组织接触以检测待测软组织上所承受的压力信号；微控制单元20与测力传感器10连接，用于控制测力传感器10的工作状态并获取测力传感器10所检测的压力信号，以及对压力信号进行处理并将处理后的压力信号进行存储和/或发送至后台服务器40；语音控制单元30与微控制单元20连接，用于接收外部语音信息，并将外部语音信息转换成控制指令发送至微控制单元20，以对微控制单元20和/或测力传感器10的工作状态进行控制。

应用本发明技术方案的软组织平衡测力装置，包括：测力传感器10、微控制单元20和语音控制单元30，测力传感器10用于与待测软组织接触以检测待测软组织上所承受的压力信号；微控制单元20与测力传感器10连接，用于控制测力传感器10的工作状态并获取测力传感器10所检测的压力信号，以及对压力信号进行处理并将处理后的压力信号进行存储和/或发送至后台服务器40；语音控制单元30与微控制单元20连接，用于接收外部语音信息，并将外部语音信息转换成控制指令发送至微控制单元20，以对微控制单元20和测力传感器10的工作状态进行控制。从而全膝关节置换术中，术者可以通过语音对软组织平衡测力装置进行指挥和操控，避免通过按键、旋钮、触摸屏等方式操作造成的二次污染。解决了现有技术中的膝关节软组织平衡测力装置在手术过程中通过按键、旋钮、触摸屏等方式进行操作容易产生二次污染的问题。

具体实施时，如图2所示，语音控制单元30包括：语音获取模块31和语音解析模块32，语音获取模块31内设置有麦克风，语音获取模块31用于接收外部语音信息；语音解析模块32与语音获取模块31连接，用于对外部语音信息进行处理以将外部语音信息转换为控制指令并发送至微控制单元20，由微控制单元20根据外部语音信息所表示的控制指令对测力传感器10以及微控制单元内部的相应的模块的工作状态进行控制。例如，在全膝关节置换术中，当语音获取模块31接收到“开启检测”的语音信息时，则语音解析模块32将该语音信息转换为开启指令，由微控制单元20控制测力传感器10开始检测手术部位软组织所承受的力；当语音获取模块31接收到“停止检测”的语音信息时，语音解析模块32将该语音信息转换为停止指令，由微控制单元20控制测力传感器10停止对检测手术部位软组织的检测；当语音获取模块31接收到“将检测数据发送到后台服务器”的语音信息时，语音解析模块32将该语音信息转换为数据发送指令，由微控制单元20将检测数据发送至后台服务器40。

进一步地，如图3至图5所示，微控制单元20包括：模数转换模块21、数据处理模块22、数据存储模块23和数据传输模块24。

模数转换模块21与测力传感器10连接，用于对测力传感器10检测到的压力信号进行模数转换，以将模拟形式的压力信号转换为数字形式的压力信号，以便后续对检测数据进行相应的运算和处理；数据处理模块22与模数转换模块21连接，用于对经过模数转换后的压力信号进行相应的运算处理。经过数据处理模块22运算处理后的压力信号根据不同的需求进行相应的处理，数据存储模块23用于将经过数据处理模块22处理后的压力信号进行存储；数据传输模块24用于将经过数据处理模块22处理后的压力信号发送至后台服务器40。

如图6和图7所示，测力传感器10包括：两个硅膜片传感器11，微控制单元20与两个硅膜片传感器11均连接，两个硅膜片传感器11对称设置在软组织平衡测力装置的端部，两个硅膜片传感器11的上表面覆盖设置有垫片60，两个硅膜片传感器11通过垫片60与待测软组织接触以检测软组织所承受的力。

如图8所示，为了保证软组织平衡测力装置各个单元和器件的正常运行，进一步地，软组织平衡测力装置还包括：电源管理及供电单元50，电源管理及供电单元50与测力传感器10、微控制单元20以及语音控制单元30均连接，用于为测力传感器10、微控制单元20以及语音控制单元30供电，从而保证软组织平衡测力装置各个单元和器件的正常工作。

电源管理及供电单元50上内部设置与锂电池，外部设置有与锂电池连接的充电接口，通过充电接口锂电池进行充电，实现锂电池的循环工作。

在本发明实施例中，软组织平衡测力装置的测力传感器10中的传感器通过与微控制单元20的数据接口分别实现恒流供电，前端处理放大完成后送入专用多通道模数转换模块21实现分时高速采用，采用后到数据送入数据处理模块22进行相应的运算处理，处理完成后的数据送入数据存储模块23、数据传输模块24，数据存储模块23中的数据可供后期进行数据处理之用，数据传输模块24可将测量数据实时上传到电脑或移动设备(如手机等终端设备)上进行显示、数据处理、记录、报告生成等。

数据传输模块24为无线通信模块，软组织平衡测力装置通过数据传输模块24与后台服务器40无线连接，软组织平衡测力装置工作时将监测到的内外侧软组织张力数据传输至服务系统程序和后台服务器40。服务系统程序包括数据显示模块和诊断建议模块，数据显示模块包括两个独立的张力显示区。服务系统程序将接收到的内外侧软组织张力数据传至张力显示区进行显示，后台服务器40将接收到的数据与以往数据进行比对，并将比对后得出的诊断建议传至诊断建议模块进行显示。数据和诊断建议显示同时进行存储备份。另外，服务系统程序可与打印机连接，根据需要选择性地将张力数据进行打印。

服务系统程序还包括主菜单模块、患者信息模块。主菜单模块包括过往信息查询、系统设置，患者信息模块包括基本信息、术中张力信息，基本信息可自行录入或通过相关信息平台导入，术中张力信息术中系统自动存储。

本发明还提供一种用于全膝关节置换术的智能膝关节软组织平衡测力服务方法，包括以下几个步骤：

一、数据监测：实时监测软组织平衡测力装置的测力传感器10的两个传感系统测量到的膝关节内外侧软组织张力数据，并传输至服务系统程序和其后台服务器40，服务系统程序将接收到的内外侧软组织张力数据传至张力显示区进行显示；

二、数据处理：后台服务器40接收软组织平衡测力装置工作时将监测到的内外侧软组织张力数据并与以往数据进行比对，比对后得出诊断建议并进行显示；

三、数据存储：数据监测和数据处理后的诊断建议在系统中显示同时进行存储备份，患者基本信息可自行录入或通过相关信息平台导入。

本发明实施例的软组织平衡测力装置的使用方法：

按手术工具术前灭菌要求，对软组织平衡测力装置进行灭菌，全膝关节置换术术中使用时，通过向软组织平衡测力装置发送相应的语音信息，例如，“开启检测”，语音获取模块31接收到“开启检测”的语音信息时，则语音解析模块32将该语音信息转换为开启指令，由微控制单元20控制电源管理及供电单元50为系统供电，系统开机，测力传感器10开始检测手术部位软组织所承受的力。

按全膝关节置换术常规操作步骤，完成股骨髁、胫骨近端的切割后，放置智软组织平衡测力装置，然后活动膝关节，观察电脑或移动设备(如手机等终端设备)上服务系统程序显示的内外两个区域力值与诊断建议，从而确定膝关节软组织松解的方案。

使用完毕后，向软组织平衡测力装置发送相应的语音信息，例如，“停止检测”，语音获取模块31接收到“停止检测”的语音信息时，语音解析模块32将该语音信息转换为停止指令，由微控制单元20控制测力传感器10停止对检测手术部位软组织的检测，此时系统完全断电，智能膝关节软组织平衡测力系统进入关机模式，待下次使用时使用磁铁重新触发开机。

本发明技术方案带来的有益效果

1、本发明可使软组织平衡测力装置实现完全断电关机，智能设备不必保持待机模式，不会消耗电量，利于存储电量管理。

2、本发明可使软组织平衡测力装置实现非接触式唤醒，避免了唤醒时二次污染的问题。

3、本发明使用的霍尔开关完全内置于软组织平衡测力装置的电源管理电路中，系统外部无需预留物理开关，便于系统总体密封，满足手术工具术前灭菌要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。