用于歸一化植入物應變讀數以評估骨愈合的裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種用于處理骨的裝置及方法，包括骨板，所述骨板包括經由連接部分彼此連接的第一部分和第二部分，所述連接部分的剛度小于所述第一部分和第二部分各自的剛度；以及安裝在所述第一部分上用于測量所述第一部分上的應變的第一傳感器和安裝在所述第二部分上用于測量所述第二部分上的應變的第二傳感器。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】 優先權聲明 本申請要求在2012年1月23日提交的名稱為Device and Method for Normalizing Implant Strain Readings to Assess Bone Healing 的美國臨時申請 13/355, 970的優先權，其公開的全部內容以引用方式并入本文。
技術介紹
可以在整形外科植入物上安置應變儀以跟蹤骨愈合進展。在初始植入時，植入物 預計會承受更高級別的應變，該應變在愈合期間隨著骨開始與植入物分擔更多的負載而減 小。然而當前，需要利用施加給骨的已知負載來評估植入物的應變值以評估骨的愈合。
技術實現思路
本專利技術涉及一種用于處理骨的裝置及方法，包括骨板，所述骨板包括經由連接部 分彼此連接的第一部分和第二部分，所述連接部分的剛度小于所述第一部分和第二部分各 自的剛度；以及安裝在第一部分上用于測量第一部分上的應變的第一傳感器和安裝在第二 部分上用于測量第二部分上的應變的第二傳感器。 【附圖說明】 圖1示出了根據本專利技術的第一示例性實施例的系統的透視圖； 圖2示出了根據本專利技術的第二示例性實施例的系統的透視圖； 圖3示出了根據本專利技術的第三示例性實施例的系統的透視圖； 圖4示出了圖3的系統的骨固定元件的側視圖； 圖5示出了根據本專利技術的第四示例性實施例的系統的透視圖； 圖6示出了根據本專利技術的第五示例性實施例的系統的頂部平面圖；并且 圖7示出了根據本專利技術的另選實施例的系統的頂部平面圖。 【具體實施方式】 參照以下描述和附圖可以進一步理解本專利技術，其中類似的參考標號指代相同的元 件。本專利技術的示例性實施例涉及一種用于跟蹤骨愈合進展的系統和方法。具體地，示例性實 施例描述了在沿著植入物和/或骨的多個位置計算應變率的系統和方法。該系統的一種示 例性實施例可包括在植入物的表面上的第一傳感器，該植入物能夠被定位在接近骨的弱化 部分的位置。植入物在該位置的應變會受弱化的骨的強度或硬度以及患者對該骨施加的負 載的影響。可將第二傳感器置于植入物上的某位置，在該位置中，由第二傳感器測量到的應 變只受施加在該骨上的負載的影響，使得所測得的應變基本上不受骨愈合進展的改變。因 此，不管骨上的負載如何，由第一傳感器和第二傳感器測量到的應變之間的比率提供了與 骨愈合對應的信息。本領域的技術人員將理解，雖然示例性實施例具體描述了跟蹤腿骨的 愈合進展，但是本專利技術可用于跟蹤任何承受負載的骨的愈合進展。本領域的技術人員還將 理解，雖然示例性實施例具體示出并且描述了兩個傳感器，但是本專利技術可以沿著骨的不同 區域包括另外的傳感器，以確定與不同區域的骨愈合進展對應的比率。此外，雖然示例性實 施例示出了骨板，但是本專利技術可與任何其它固定元件諸如螺釘、髓內裝置、外固定器、脊椎 固定植入物和假肢等一起使用。 如圖1中所示，根據本專利技術的第一示例性實施例的系統100包括植入物102(例 如，骨板）以及第一傳感器104和第二傳感器106。植入物102被構造為固定在骨108的 目標部分上，從而例如固定斷裂110或者支撐骨108的弱化部分。第一傳感器104和第二 傳感器106沿著植入物102的表面114安裝，使得第一傳感器104和第二傳感器106可與 骨108機械聯接。雖然當將植入物102以期望位置固定到骨108時表面114被示為背向骨 108,但是本領域的技術人員將理解，傳感器104,106可沿著植入物102的任何表面安裝。例 如，也可以將傳感器104, 106安裝在植入物102的面向骨108的表面上或者安裝在植入物 102 -側的表面上。將第一傳感器104和第二傳感器106分別定位在植入物102上，使得當 植入物處于骨108上的期望位置時，第一傳感器104位于斷裂110的部位上方而第二傳感 器106與斷裂110分開而位于骨108的健康（S卩，堅固的）部分112上方，以在沿著植入物 102的這些位置處測量植入物102上的應變水平和/或負載。應將第二傳感器106隔離在 鎖定在骨108的健康部分112中的兩個螺釘之間以測量骨108上的負載。 該實施例中的傳感器104, 106可以是無源供能的MEMS傳感器，如本領域的技術 人員將理解的，該MEMS傳感器用于測量應變并包括用于與數據收集裝置無線連接的接口。 在另一個實施例中，傳感器104, 106可以是連接到印刷電路板（PCB)的通電的芯片。這允 許在沒有物理接入傳感器104, 106的情況下測量植入物102上的應變并且發送給數據收 集裝置以作進一步處理。本領域的技術人員將理解，由傳感器104, 106所檢測到的應變測 量并不要求表示實際應變值，而是可包括基于它們基底的不斷變化的應變而改變的任何信 號。例如，MEMS傳感器104, 106可以是RF裝置，該RF裝置當受到應變時變形，導致由傳感 器104, 106的電容變化而引起的頻移，使得頻移與應變變化對應。如本領域的技術人員將 理解的，可采用外部裝置將信號以無線方式提供給傳感器104, 106。隨后可測量返回的信號 的變化以確定傳感器所受到的應變的水平。隨后可由醫師或其它專業人士確定第一傳感器 104所測量到的應變與第二傳感器106所測量到的應變的比率以跟蹤愈合進展。作為另外 一種選擇，該比率可通過處理裝置來確定，該處理裝置還可（例如，在內部存儲器中或在外 部存儲裝置中）存儲應變測量和所確定的比率，使得可審視該比率的變化從而更加完整地 了解其隨時間推移的愈合進展。 本領域的技術人員將理解，當骨108初始折斷或斷裂時，在斷裂110位置的植入物 102上的應變將基于在愈合過程中骨108的不斷變化的機械性能以及施加在骨108上的負 載（例如，患者施加在腿上的重量）而變化，而在健康部分112中測量到的應變只根據施加 在骨108上的負載而變化。因而，獲取這兩個傳感器104, 106所測量到的應變的比率可以 將負載對傳感器104, 106的作用歸一化，從而提供與骨108在斷裂部位110處的硬度對應 的數據。在愈合過程中來自第一傳感器104的測量與來自第二傳感器106的測量的比率會 具有隨著時間推移而呈減小模式的趨勢，而在沒有愈合時隨著時間推移不會顯示出可識別 的趨勢。 如圖2中所示，根據本專利技術的第二示例性實施例的系統200基本上類似于系統 100,該系統200包括植入物202和至少兩個傳感器204, 206。然而，并不是將這兩個傳感 器204, 206都定位在植入物202上，而是將第一傳感器204在與骨208的斷裂對應的位置 定位于植入物202的表面214上，而第二傳感器206直接置于骨208的堅固部分212上，在 植入物202的邊界之外。因此，第一傳感器204測量植入物202上的與斷裂210對應的位 置處的應變，而第二傳感器206測量骨208的堅固部分212上的應變。類似于系統100,確 定和跟蹤由第一傳感器204和第二傳感器206所測量的應變之間的比率以研究骨208中的 愈合進展。如以上所述，來自第一傳感器204的應變測量與來自第二傳感器206的應變測 量的比率具有隨著骨208愈合呈現減小模式的趨勢，而在沒有愈合時隨著時間推移不會顯 示出可識別的趨勢。 如圖3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于處理骨的裝置，包括：骨板，所述骨板包括經由連接部分彼此連接的第一部分和第二部分，所述連接部分的剛度小于所述第一部分和第二部分各自的剛度；第一傳感器，所述第一傳感器安裝在所述第一部分上用于測量所述第一部分上的應變；以及第二傳感器，所述第二傳感器安裝在所述第二部分上用于測量所述第二部分上的應變。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.01.23 US 13/3559701. 一種用于處理骨的裝置，包括： 骨板，所述骨板包括經由連接部分彼此連接的第一部分和第二部分，所述連接部分的 剛度小于所述第一部分和第二部分各自的剛度； 第一傳感器，所述第一傳感器安裝在所述第一部分上用于測量所述第一部分上的應 變；以及 第二傳感器，所述第二傳感器安裝在所述第二部分上用于測量所述第二部分上的應 變。2. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述骨板具有沿其縱向軸線延伸的長度和橫向于 所述長度的寬度，所述連接部分具有的寬度小于所述第一部分和第二部分的寬度。3. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述連接部分形成為易斷裂聯接件，所述易斷裂 聯接件被設計為當在其上施加至少預定閾值水平的扭轉時會斷裂。4. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一傳感器包括MEMS傳感器、應變儀和連接 至印刷電路板的有源芯片中的一者。5. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一傳感器包括無源供能的芯片。6. 根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一傳感器和第二傳感器以無線方式將數據 提供給外部數據采集單元。7. 根據權利要求1所述的裝置，還包括處理單元，所述處理單元計算所述第一應變與 所述第二應變的比率以將負載對所述骨的作用歸一化。8. -種方法，包括： 經由安裝在所述第一部分上的第一傳感器，測量定位在骨的斷裂部位上方的骨板的第 一部分上的應變； 經由安裝在所述第二部分上的第二傳感器，測量定位在所述骨的健康部分上方的所述 骨板的第二部分上的應變；以及 ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C戴門吉安，G米克哈爾，G皮爾森，
申請(專利權)人：新特斯有限責任公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH