一种压力传感装置、系统及张力测试方法与流程

1.本技术涉及关节治疗技术领域，具体而言，涉及一种压力传感装置、系统及张力测试方法。


背景技术：

2.全膝关节置换手术(tka)是治疗终末期膝关节炎的有效方法，可以增加关节的活动范围、改善功能与减轻痛疼。良好的下肢力线和软组织平衡是影响疗效的两个主要因素，间隙平衡技术则是利用膝关节周围韧带的张力，结合垂直胫骨纵轴的平台截骨获得一致的屈曲矩形间隙。随着张力的增加，无论膝关节伸直或屈曲，间隙均不断增大，内翻不平衡也同时增加，内外侧软组织的刚度也不一致。在膝关节手术机器人辅助治疗的过程中需要对股骨和胫骨假体的安放位置进行评估，假体的安放位置由间隙值和内外翻角度来决定。因此通过韧带的张力去评估合适的间隙值和假体安放位置对tka手术来说是十分重要的。
3.然而，传统的膝关节骨科手术过程中，医生为了确定韧带的张力，一般会用勺子挤压的方式去大概感知压力，基于医生的临床经验会估计出间隙值，由此来决定股骨假体和胫骨平台垫片的厚度。这种传统方法对医生的经验要求比较高，且获取的韧带张力值和间隙值难以量化，难以用文字语言描述记录下来，无法很好的传承临床经验，所以医生往往需要通过大量实践才能获得比较好的临床效果。
4.综上，现有技术中存在韧带的张力无法量化的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种压力传感装置、系统及张力测试方法，以解决现有技术中存在的韧带的张力无法量化的问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种压力传感装置，所述压力传感装置包括压力传感器、信号传输模块以及导板，所述压力传感器与所述信号传输模块均安装于所述导板，且所述压力传感器与所述信号传输模块电连接；其中，
8.所述导板用于安装于预设的韧带位置；
9.所述压力传感器用于测试所述韧带的张力；
10.所述信号传输模块用于与一上位机通信连接，并将所述韧带的张力发送至所述上位机，以在所述上位机进行显示。
11.可选地，所述导板包括第一端部、第二端部以及连接部，所述连接部分别与所述第一端部、所述第二端部连接，所述压力传感器包括第一压力传感器与第二压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器均与所述信号传输模块电连接，所述第一压力传感器安装于所述第一端部，所述第二压力传感器安装于第二端部；其中，
12.所述第一端部与所述第二端部的厚度相差预设值。
13.可选地，所述第一端部与所述第二端部的厚度相差1mm。
14.可选地，所述连接部与所述第一端部、所述第二端部之间均呈135
°
设置。
15.可选地，所述信号传输模块包括芯片与wifi单元，所述芯片分别预定所述wifi单元、所述压力传感器电连接。
16.第二方面，本技术实施例还提供了一种压力传感系统，所述压力传感系统包括上位机与至少两个上述的压力传感器装置，所述上位机与所述压力传感装置的信号传输模块通信连接；其中，
17.所述上位机用于获取所述信号传输模块发送的韧带的张力，并将所述韧带的张力进行显示。
18.可选地，所述上位机与所述压力传感装置的通信方式为基于主从模式的tcp通信。
19.第三方面，本技术实施例还提供了一种张力测试方法，应用于上述的上位机，所述方法包括：
20.获取所述压力传感器对应位置的间隙值及所述信号传输模块发送的韧带的张力；
21.将所述间隙值与所述韧带的张力进行显示。
22.可选地，所述压力传感器装置的导板包括第一端部与第二端部，在所述获取所述压力传感器对应位置的间隙值及所述信号传输模块发送的韧带的张力的步骤之前，所述方法还包括：
23.将所述第一端部插入预设位置，其中，所述第一端部的厚度小于所述第二端部的厚度；
24.在将所述间隙值与所述韧带的张力进行显示的步骤之后，所述方法还包括：
25.当所述间隙值处于预设区间外时，切换所述第二端部插入所述预设位置。
26.可选地，在获取所述压力传感器对应位置的间隙值及所述信号传输模块发送的韧带的张力的步骤之前，所述方法还包括：
27.实时监听所述压力传感装置是否发出网络连接请求；
28.当所述压力传感装置发出网络连接请求时，获取所述压力传感装置发送的数据。
29.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
30.本技术提供了一种压力传感装置、系统及张力测试方法，压力传感装置包括压力传感器、信号传输模块以及导板，压力传感器与信号传输模块均安装于导板，且压力传感器与信号传输模块电连接；其中，导板用于安装于预设的韧带位置，压力传感器用于测试韧带的张力，信号传输模块用于与一上位机通信连接，并将韧带的张力发送至上位机，以在上位机进行显示。由于本技术提供的压力传感装置中，通过压力传感器测试韧带的张力，并将测试的张力发送至上位机进行显示，因此能够实现韧带张力的数值化显示，使医生能够更好的进全膝关节置换手术。
31.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其它相关的附图。
33.图1为本技术实施例提供的压力传感装置的结构示意图。
34.图2为本技术实施例提供的压力传感装置的模块示意图。
35.图3为本技术实施例提供的信号传输模块的模块示意图。
36.图4为本技术实施例提供的眼里传感装置的实际安装示意图。
37.图5为本技术实施例提供的张力测试方法的模块示意图。
38.图中：
39.100
‑
压力传感装置；110
‑
压力传感器；120
‑
信号传输模块；130
‑
导板；121
‑
芯片；122
‑
wifi单元；131
‑
第一端部；132
‑
连接部；133
‑
第二端部；200
‑
上位机。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.正如背景技术中所述，全膝关节置换手术中，需要通过韧带的张力去评估合适的间隙值和假体安放位置。然而，目前对于韧带张力值无法进行量化，仅能凭借医生的经验进行操作，导致手术过程难以达到精准化和精细化。
46.有鉴于此，本技术提供了一种压力传感装置，通过压力传感器的方式实现对韧带张力的测试，并通过上位机显示的方式实现对韧带张力值的显示，便于医生获取更加精确的数值。
47.下面对本技术提供的压力传感装置进行示例性说明：
48.作为一种可选的实现方式，请参阅图1与图2，该压力传感装置100包括压力传感器
110、信号传输模块120以及导板130，压力传感器110与信号传输模块120均安装于导板130，且压力传感器110与信号传输模块120电连接。
49.其中，导板130用于承载压力传感器110，且导板130安装于预设的韧带位置，例如插入患者的股骨和胫骨之间，并且，压力传感器110用于测试韧带的张力，信号传输模块120用于与一上位机200通信连接，并将韧带的张力发送至上位机200，以在上位机200进行显示。
50.本技术所述的上位机200，指具有数据处理与显示功能的设备，例如计算机等设备，当上位机200接收到数据后，可以将数据进行处理，并将具体数值在显示屏上进行显示。
51.其中，压力传感器110的型号可以选用df
‑
19，该压力传感器110的压力数值为线性显示，并且能配合所述导板130，在一定范围内线性的获取间隙压力数值，并且能满足相当的医疗器械规范,在一定范围内能实时的获取相应的数值。
52.作为一种实现方式，为了便于压力传感装置100的安装，导板130包括第一端部131、第二端部133以及连接部132，连接部132分别与第一端部131、第二端部133连接，压力传感器110包括第一压力传感器与第二压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器均与信号传输模块120电连接，第一压力传感器安装于第一端部131，第二压力传感器安装于第二端部133；其中，所述第一端部131与所述第二端部133的厚度相差预设值。
53.一方面，在同一导板130上同时设置第一端部131与第二端部133的方式，可以实现节省材料以及便于操作的目的，同时，将第一端部131与第二端部133的厚度设置为具备一定的差值，可以依据不同患者的合适的端部插入胫骨和股骨之间。
54.例如，第一端部131与第二端部133的厚度相差1mm，当第一端部131的厚度为6mm时，第二端部133的厚度为7mm，在实际操作中，当医生将第一端部131插入胫骨和股骨之间后，可以判断此时内外间隙值是否合理，如果间隙值过小，则将第一端部131取出，并将第二端部133插入，重新进行测量韧带张力。
55.并且，本技术提的导板130还可以包括多种型号，每种型号的第一端部131与第二端部133的厚度并不相同，且每种型号内，两个端部的厚度差相同。例如，第一种型号的导板130中，两个端部的厚度分别为6mm与7mm，第二种型号的导板130中，两个端部的厚度分别为8mm与9mm，第三种型号的导板130中，两个端部的厚度分别为10mm与11mm，以此类推，医生可根据实际需要选取合适型号的导板130。
56.一般地，会准备8个种不同型号的导板130，相邻型号导板130之间厚度的差值为2mm，同种型号的导板130有厚度相差1mm的端部。8种型号的导板130可以覆盖厚度从6mm到20mm的端部，且每个端部上均安装有压力传感器110。
57.并且，为了便于医生的操作，连接部132与第一端部131、第二端部133之间均呈135
°
设置。即当导板130的第一端部131与第二端部133水平放置时，第一端部131位于左上方，第二端部133位于右下方。
58.可选地，请参阅图3，信号传输模块120包括芯片121与wifi单元122，所述芯片121分别预定所述wifi单元122、所述压力传感器110电连接。其中，芯片121可以为arm处理器，arm处理器可以对压力传感反馈的数据转换为数值，并通过wifi单元122将数据发送至上位机200。
59.在上述实现方式的基础上，本技术还提供了一种压力传感系统，该的压力传感系
统包括上位机200与至少两个上述的压力传感器110装置，上位机200与压力传感装置100的信号传输模块120通信连接；其中，上位机200用于获取信号传输模块120发送的韧带的张力，并将韧带的张力进行显示。
60.一般地，医生会根据经验随机选择两个同一种型号的导板130，先将较薄的一侧(厚度为x)的垫片放入股骨和胫骨之间，如图4所示，此时两个信号传输模块120会同时将测量出来的压力数值发送到上位机200，医生根据经验判断此时的内外间隙值是否合理。如果间隙值过小，可以将导板130上较厚的垫片换上继续测量韧带张力，如果间隙值过大则可以更换垫片厚度更小的导板130。重复此过程直到测量出来的韧带张力和间隙值符合临床手术的要求。
61.为了保证上位机200与两个压力传感装置100之间的通信，上位机200与压力传感装置100的通信方式为基于主从模式的tcp通信。
62.通过主从服务器的模式，设置上位机200为主服务器ip，导板130上安装的芯片121为客户端，通过一对多的主从模式，监听芯片121实时发送的信息，并实时显示在上位机200上，使得医生能实时获取到压力值。同时，因为需要在同一时间采集到两处的压力值，并满足不会相互影响，因此在上位机200同时设定两个端口和服务器相连接以满足能实时查看两个位置的压力值。
63.因此，基于主从模式的tcp通信方式可以实时将多个端口的数据进行显示，实时获取相应的压力值有利于医生对手术过程的把握。并且，通过压力传感器110能实时将压力值传给上位机200实时显示，极大的方便了医生对间隙平衡的评估，对垫片厚度的选取和对假体型号的选择提供一个客观的依据，便于后续手术过程的顺利开展。
64.基于上述实方式，请参阅图5，本技术实施例还提供了一种张力测试方法，应用于上述的上位机200，所述方法包括：
65.s102，获取所述压力传感器110对应位置的间隙值及所述信号传输模块120发送的韧带的张力。
66.s104，将所述间隙值与所述韧带的张力进行显示。
67.需要说明的是，本技术所述的间隙值，可以通过间隙测量器测量出，由于间隙值越大，张力越大，因此也可以根据韧带的张力推算出，对其获取的具体方式并不做限定。
68.通过显示间隙值与韧带的张力，使得医生在手术过程中能够获取准确的数值，进而能够提升手术的精准度。
69.作为一种实现方式，s102之前，该方法还包括：
70.s101
‑
1，实时监听所述压力传感装置100是否发出网络连接请求。
71.s101
‑
2，当所述压力传感装置100发出网络连接请求时，获取所述压力传感装置100发送的数据。
72.即上位机200会实时监听是否发生网络连接请求，一旦发生连接，则将传输收到的数字数据实时传输到图形界面进行显示。
73.在s102之前，该方法还包括：
74.将第一端部131插入预设位置，其中，第一端部131的厚度小于第二端部133的厚度；
75.在将间隙值与韧带的张力进行显示的步骤之后，该方法还包括：
76.当间隙值处于预设区间外时，切换第二端部133插入预设位置。
77.当然地，若此时间隙值仍处于预设区间外，即间隙值仍过小或过大时，则需要更换另一型号的导板130进行测试。
78.综上所述，本技术提供了一种压力传感装置、系统及张力测试方法，压力传感装置包括压力传感器、信号传输模块以及导板，压力传感器与信号传输模块均安装于导板，且压力传感器与信号传输模块电连接；其中，导板用于安装于预设的韧带位置，压力传感器用于测试韧带的张力，信号传输模块用于与一上位机通信连接，并将韧带的张力发送至上位机，以在上位机进行显示。由于本技术提供的压力传感装置中，通过压力传感器测试韧带的张力，并将测试的张力发送至上位机进行显示，因此能够实现韧带张力的数值化显示，使医生能够更好的进全膝关节置换手术。
79.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
80.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。