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CN111449810A - 一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物 - Google Patents

一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，包括外套筒、内套筒；所述外套筒、内套筒均为一端开口，另一端具有端面，外套筒的开口端套装在内套筒的开口端，外套筒、内套筒间隙配合，外套筒、内套筒之间的间隙中布置应力传感器，内套筒的开口端与外套筒之间的支撑部件布置有应力传感器和位移传感器，外套筒或内套筒的内壁布置有重力传感器；外套筒和/或内套筒的侧壁设有通孔，所述通孔与外套筒和/或内套筒的内腔连通，所述通孔有若干个，若干个通孔布置在外套筒和/或内套筒的外周。本发明可以在不进行X光、CT检查的情况下，准确的判定患者是否达到骨融合，增加骨融合判定的准确率，并且能够对骨科内植物植入后的自身位置、应力情况等进行记录并反馈。

Description

一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物。
背景技术
现有的骨科内植物植入后需要反复进行X光、CT检查辅助判断患者是否达到骨愈合，患者需要反复到医院进行多次检查，存在诸如人力成本、时间成本、经济成本、放射危害的问题；并且对骨科内植物植入后的自身位置、应力情况，以及患者的脊柱运动、康复锻炼时间、休息时间、平卧时间等缺乏记录和反馈。
发明内容
本发明旨在提供一种用于椎体切除后重建的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，可以在不进行X光、CT检查的情况下，准确的判定患者是否达到骨融合，增加骨融合判定的准确率，，并且能够对骨科内植物植入后的自身位置、应力情况等进行记录并反馈。
为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
本发明公开的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，包括外套筒、内套筒；所述外套筒、内套筒均为一端开口，另一端具有端面，外套筒的开口端套装在内套筒的开口端，外套筒、内套筒间隙配合，外套筒、内套筒之间的间隙中布置应力传感器，内套筒的开口端与外套筒之间的支撑部件布置有应力传感器和位移传感器，外套筒或内套筒的内壁布置有重力传感器；外套筒和/或内套筒的侧壁设有通孔，所述通孔与外套筒和/或内套筒的内腔连通，所述通孔有若干个，若干个通孔布置在外套筒和/或内套筒的外周
进一步的，所述外套筒和/或内套筒侧壁设有植骨孔，所述植骨孔与外套筒、内套筒的内腔连通。。
优选的，所述外套筒、内套筒均为圆柱状钛网。
进一步的，所述外套筒、内套筒的端面覆盖附着层，所述附着层的材质为弹性合金或可降解材料。
进一步的，所述外套筒、内套筒的端面与附着层之间设有弹性部件。
优选的，所述支撑部件为弹性支撑部件，所述外套筒内壁与内套筒外壁之间设有弹性支撑。
进一步的，所述弹性部件上设有应力传感器。
进一步的，所述外套筒、内套筒内设有化学传感器。
进一步的，所述外套筒、内套筒的端面布置有位移传感器。
优选的，所述弹性部件包括弹簧、弹片或交叉弹片。
进一步的，本发明还包括智能终端，所述应力传感器、位移传感器、重力传感器均与智能终端无线连接，所述智能终端安装有APP,所述APP用于分析和处理应力传感器、位移传感器、重力传感器、化学传感器获取的数据。
本发明的工作原理如下：
当椎体切除后重建的骨科内植物，如人工椎体和钛网等，植入后，由于人体重力的存在，上下2个椎体会对骨科内植物产生压迫，弹性部件会变形，外套筒、内套筒之间空隙处的应力感受器、以及外套筒、内套筒端部的应力感受器，记录应力的大小并传输到连接的智能终端，医生可以在医生端APP中观察到；
当患者脊柱运动时，比如身体变化姿势时，弹性部件以及弹性支撑会再次变形，外套筒、内套筒在空隙中会发生微动产生位移、应力也会产生相应变化；微动和位移会被位移感受器、应力感受器记录传输到智能终端；姿势的改变引起重力方向的改变，会被重力感受器记录传输到智能终端。
当患者还未达到骨愈合的时候，患者重力主要通过骨科内植物传输，应力主要集中在骨科内植物(骨科内植物的一个主要功能就是支撑作用)，人的脊柱活动和变化姿势的时候，会产生应力改变、会有微动和位移产生，也有重力方向改变。当椎间融合后，骨头将上下椎体连接，起到椎间牢固支撑作用；这个时候，骨科内植物就像是混泥土内部的一个空洞里的一个部件，不承担应力、不产生微动和位移，但是仍有重力方向改变。此时位移感受器记录值为0，应力感受器记录的应力为固定在一个较低的值。此时，医生就可以通过记录的应力和位移曲线来判断患者术后是否达到椎间融合，是否完全康复，从而避免反复X光和CT等放射照射。
本发明的有益效果如下：
1、本发明可以在不进行X光、CT检查的情况下，准确的判定患者是否达到骨融合，减少X光、CT拍摄所花费的医疗费用、时间成本、人力成本。
2、本发明可以增加骨融合判定的准确率(现有的X光、CT判定融合的准确率较低，仅仅为50-70％左右)。
3、本发明可以为孕妇、备孕人员、其他放射危害敏感人员使用(孕妇、备孕人员因为担心放射危害，又合并需要骨科手术的疾病，往往处于尴尬两难的境地)。
4、弹性部件能够提供用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物的轴向应力刺激，有利于骨骼和生产，加快骨融合速度，提高骨融合质量。
5、弹性支撑7能够为用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物提供径向应力刺激，从而使调节后在平卧位也可产生径向的应力。在直立时，自身重力会加重应力，骨传递的应力上涨。
6、化学感受器，能获取骨科内植物内部PH值、钛合金碎屑、PEEK碎屑等材料碎屑等局部情况，并传输到APP，用于医生判断骨科内植物是否有过度磨损、降解等。
7、通过应力感受器、位移感受器、重力感受器记录的数据，APP能够自动分析和转化成患者曲线，从而分析得出患者的活动度、活动时间、平卧时间、康复训练锻炼时间等患者数据、以及骨科内植物是否有移位、脱位、塌陷等并发症。
8、外套筒、内套筒的端面布置有位移传感器，可以判定骨科内植物是否有位移，从而辅助判定骨科内植物是否有移位松动。
附图说明
图1为实施例1、5的剖视图。
图2为实施例1、2、3、4的正视图。
图3为实施例2、6的剖视图。
图4为实施例3、7的剖视图。
图5为实施例4、8的剖视图。
图6为实施例5、6、7、8的正视图。
图7为本发明的电气原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例包括外套筒2、内套筒2；外套筒2、内套筒1均为一端开口，另一端具有端面，外套筒2的开口端套装在内套筒1的开口端，外套筒、内套筒间隙配合，配合间隙为1-2mm，外套筒2、内套筒1之间的间隙中布置应力传感器3，内套筒1的开口端与外套筒2之间的支撑部件布置有应力传感器3和位移传感器5，外套筒2、或内套筒1的内壁布置有重力传感器4。
外套筒2和/或内套筒1侧壁设有植骨孔11，植骨孔11与外套筒2、内套筒1的内腔连通，外套筒2和/或内套筒1的侧壁设有通孔12，通孔12与外套筒2和/或内套筒1的内腔连通，通孔12有若干个，若干个通孔12布置在外套筒2和/或内套筒1的外周。
外套筒2、内套筒1的端面覆盖附着层6，附着层6的材质为弹性合金或可降解材料。
外套筒2、内套筒1内设有化学传感器；外套筒2、内套筒1的端面布置有位移传感器。
如图7所示，本实施例还包括智能终端，应力传感器3、位移传感器5、重力传感器4均与智能终端无线连接，智能终端安装有APP,APP用于分析和处理应力传感器、位移传感器、重力传感器、化学传感器获取的数据。智能终端可采用智能手机。
实施例2
如图3、图2所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：
外套筒2、内套筒1的端面与附着层之间设有弹性部件10，弹性部件10采用弹簧、弹片或交叉弹片等制成，弹性部件10上设有应力传感器3。
弹性部件10上的应力传感器3与智能终端无线连接。
本实施例的其它部分与实施例1相同，故不赘述。
实施例3
如图4、图2所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：
支撑部件为弹性支撑部件，外套筒2内壁与内套筒1外壁之间设有弹性支撑7。
本实施例的其它部分与实施例1相同，故不赘述。
实施例4
如图5、图2所示，本实施例与实施例2的区别之处在于：
支撑部件为弹性支撑部件，外套筒2内壁与内套筒1外壁之间设有弹性支撑7。
本实施例的其它部分与实施例2相同，故不赘述。
上述实施例1、2、3、4可作为人工椎体使用。
实施例5、6、7、8
如图6所示，实施例5、6、7、8与实施例1、2、3、4的区别之处分别在于：
外套筒2、内套筒1均为圆柱状钛网13，故不需要另外设置植骨孔和通孔。
实施例5、6、7、8与的其它部分分别与实施例1、2、3、4相同，故不赘述。
实施例5、6、7、8可作为骨钛网使用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：包括外套筒、内套筒；所述外套筒、内套筒均为一端开口，另一端具有端面，外套筒的开口端套装在内套筒的开口端，外套筒、内套筒间隙配合，外套筒、内套筒之间的间隙中布置应力传感器，内套筒的开口端与外套筒之间的支撑部件布置有应力传感器和位移传感器，外套筒或内套筒的内壁布置有重力传感器；外套筒和/或内套筒的侧壁设有通孔，所述通孔与外套筒和/或内套筒的内腔连通，所述通孔有若干个，若干个通孔布置在外套筒和/或内套筒的外周。
2.根据权利要求1所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒和/或内套筒侧壁设有植骨孔，所述植骨孔与外套筒、内套筒的内腔连通。
3.根据权利要求1所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒、内套筒均为圆柱状钛网。
4.根据权利要求2或3所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒、内套筒的端面覆盖附着层，所述附着层的材质为弹性合金或可降解材料。
5.根据权利要求4所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒、内套筒的端面与附着层之间设有弹性部件，所述弹性部件上设有应力传感器。
6.根据权利要求5所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述支撑部件为弹性支撑部件，所述外套筒内壁与内套筒外壁之间设有弹性支撑。
7.根据权利要求2或3所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒、内套筒内设有化学传感器。
8.根据权利要求7所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述外套筒、内套筒的端面布置有位移传感器。
9.根据权利要求3或6所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：所述弹性部件包括弹簧、弹片或交叉弹片。
10.根据权利要求8所述的用于椎体切除后重建的智能化骨科内植物，其特征在于：还包括智能终端，所述应力传感器、位移传感器、重力传感器均与智能终端无线连接，所述智能终端安装有APP,所述APP用于分析和处理应力传感器、位移传感器、重力传感器、化学传感器获取的数据。
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