TWI847917B - 手術縫合感測裝置、系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種手術縫合感測裝置、系統及方法，該感測裝置用以植接於一骨骼，以感測一縫線縫合一軟組織(如肌腱等)的拉力，該感測裝置包含一載具及一無線感測器，該無線感測器設置於該載具的一穿孔，該穿孔用以供該縫線穿過，並使該縫線觸壓該無線感測器，該無線感測器用以被一無線讀取裝置激發並產生一共振頻率訊號，以藉由該共振頻率訊號轉換成一壓力值，以得知該縫線縫合該軟組織的拉力。

Description

手術縫合感測裝置、系統及方法

本發明關於一種手術縫合感測裝置、系統及方法，運用於手術縫合，以確認在手術中或手術後的一縫線縫合一軟組織(如肌腱等)的拉力。

手術縫合是醫療過程常見的醫療手段，例如肌腱縫合手術是骨科手術的醫療手段之一，然手術中的縫線的拉力是否適當，需要根據醫生的經驗判斷，並無法於手術中得知，當縫線的拉力不當時，會影響病患手術後的舒適度。

本發明的主要目的是在提供一種手術縫合感測裝置、系統及方法，其用以在手術中或手術後感測一縫線縫合一軟組織(如肌腱等)的拉力。

本發明之一種手術縫合感測裝置，用以植接於一骨骼，以感測一縫線的拉力，該感測裝置包含一載具及一無線感測器，該載具具有一穿孔，該無線感測器設置於該穿孔中，該穿孔用以供該縫線穿過，並使該縫線觸壓該無線感測器，該無線感測器用以被一無線讀取裝置激發並產生一共振頻率訊號。

本發明之一種手術縫合感測系統，包含複數個感測裝置及一無線讀取裝置，該些感測裝置用以植接於一骨骼，以感測一縫線的拉力，各該感測裝 置包含一載具及一無線感測器，該載具具有一穿孔，該無線感測器設置於該穿孔中，該穿孔用以供該縫線穿過，並使該縫線觸壓該無線感測器，各該感測裝置的該無線感測器分別具有不同的一共振頻率區間，且該些共振頻率區間不重疊，該無線讀取裝置包含一控制單元、一感應線圈、一讀取單元及一運算單元，該控制單元用以產生複數個振盪區間訊號至該感應線圈，各該振盪區間訊號分別具有一振盪頻率區間，且該些振盪頻率區間不重疊，各該振盪區間訊號分別包含複數個不同振盪頻率的振盪訊號，該些振盪訊號傳送至該感應線圈，用以激發各該感測裝置的該無線感測器，當其中一振盪區間訊號的其中一振盪訊號的該振盪頻率與其中一感測裝置的該共振頻率區間的其中一共振頻率相符時，產生一共振頻率訊號，該讀取單元讀取對應該共振頻率訊號的一相位值，該運算單元用以接收各該相位值，並將各該相位值轉換成一壓力值訊號。

本發明之一種手術縫合感測方法，其用感測一縫線縫合一軟組織的縫合力量，該感測方法包含：提供植接於一骨骼的一第一感測裝置及一第二感測裝置，該第一感測裝置包含一第一載具及一第一無線感測器，該第一無線感測器設置於該第一載具的一第一穿孔，該第一無線感測器具有一第一共振頻率區間，該第二感測裝置包含一第二載具及一第二無線感測器，該第二無線感測器設置於該第二載具的一第二穿孔，該第二無線感測器具有一第二共振頻率區間，該第一共振頻率區間與該第二共振頻率區間不重疊，該縫線穿設於該第一穿孔及該第二穿孔，並觸壓該第一無線感測器及該第二無線感測器，使該第一無線感測器形成一在該第一共振頻率區間中的第一共振頻率，使該第二無線感測器形成一在該第二共振頻率區間中的第二共振頻率；提供包含有一控制單元、一感應線圈、一讀取單元及一運算單元的一無線讀取裝置，該控制單元產生一第一振盪區 間訊號及一第二振盪區間訊號至該感應線圈，該第一振盪區間訊號包含複數個不同振盪頻率的第一振盪訊號，使該第一振盪區間訊號具有一第一振盪頻率區間，該第二振盪區間訊號包含複數個不同振盪頻率的第二振盪訊號，使該第二振盪區間訊號具有一第二振盪頻率區間，且該第一振盪頻率區間與該第二振盪頻率區間不重疊；及進行激發該第一感測裝置或該第二感測裝置步驟，其包含：步驟一、以該第一振盪區間訊號的該些第一振盪訊號依序激發該第一感測裝置，當其中一第一振盪訊號的一振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，產生一第一共振頻率訊號；或者，當該些第一振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率不相符時，則以該第二振盪區間訊號的該些第二振盪訊號依序激發該第一感測裝置，當其中一第二振盪訊號的一振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，產生該第一共振頻率訊號；步驟二、以該讀取單元讀取對應該第一共振頻率訊號的一第一相位值；步驟三、以該運算單元將該第一相位值換成一第一壓力值訊號，並於一顯示裝置顯示該第一壓力值訊號的一第一壓力值；步驟四、當其中一第一振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，以該第二振盪區間訊號的該些第二振盪訊號依序激發該第二感測裝置，當其中一第二振盪訊號的該振盪頻率與該第二無線感測器的該第二共振頻率相符時，產生一第二共振頻率訊號；或者，當其中一第二振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，以該第一振盪區間訊號的該些第一振盪訊號依序激發該第二感測裝置，當其中一第一振盪訊號的該振盪頻率與該第二無線感測器的其中一第二共振頻率相符時，產生一第二共振頻率訊號；步驟五、以該讀取單元讀取對應該第二共振頻率訊號的一第二相位值；及步驟六、以該運算單元將該第二相位值換成一第二 壓力值訊號，並於該顯示裝置顯示該第二壓力值訊號的一第二壓力值。

本發明藉由設置於該穿孔中的該無線感測器，使該無線讀取裝置感測該無線感測器受壓的該壓力值，以藉由該壓力值確認該縫線的縫合拉力是否適當。

10:感測系統

100:感測裝置

100a:第一感測裝置

100b:第二感測裝置

110:載具

110a:第一載具

110b:第二載具

110c:本體

110d:結合柱

111:穿孔

111a:第一穿孔

111b:第二穿孔

120:無線感測器

120a:第一無線感測器

120b:第二無線感測器

130:基座

131:結合孔

200:無線讀取裝置

210:控制單元

220:感應線圈

230:讀取單元

240:運算單元

250:通訊單元

260:顯示裝置

301:步驟一

302:步驟二

303:步驟三

304:步驟四

305:步驟五

306:步驟六

L:縫線

R1:第一共振頻率區間

R11-R20:第一共振頻率

R2:第二共振頻率區間

R21-R30:第二共振頻率

O:共振頻率訊號

O1:第一共振頻率訊號

O2:第二共振頻率訊號

S:振盪區間訊號

S1:第一振盪區間訊號

S11-S20:第一振盪訊號

S2:第二振盪區間訊號

S21-S30:第二振盪訊號

T1:第一振盪頻率區間

T2:第二振盪頻率區間

第1圖：本發明感測裝置的分解圖。

第2圖：本發明感測裝置的組合圖。

第3圖：本發明感測裝置及縫線的局部剖視圖。

第4-6圖：本發明感測裝置及無線讀取裝置的示意圖。

第7圖：本發明激發第一感測裝置及/或第二感測裝置步驟的示意圖。

請參閱第1至3圖，本發明之一種手術縫合感測裝置100，用以植接於一骨骼(圖未繪出)，並感測一縫線L縫合一軟組織(如肌腱等)的拉力，該感測裝置100包含一載具110及一無線感測器120，該載具110具有一穿孔111，在本實施例中，該無線感測器120選自於無源LC壓力感測器，但不以此為限，該無線感測器120設置於該穿孔111中，該穿孔111用以供該縫線L穿過，且使該縫線L能觸壓該無線感測器120，請參閱第4圖，該無線感測器120能被一無線讀取裝置200激發並產生一共振頻率訊號。

請參閱第1及2圖，在本實施例中，該載具110具有一本體110c及一 結合柱110d，該穿孔111位於該本體110c，該結合柱110d用以與植接於該骨骼(圖未繪出)的一基座130(如鉚釘)結合，該結合柱110d結合於該基座130的一結合孔131，使該感測裝置100與該基座130結合成一體，或者，在不同的實施例中，可不需使用該基座130，即以該結合柱110d植接於該骨骼(圖未繪出)。

請參閱第1及4圖，本發明之一種手術縫合感測系統10包含複數個該感測裝置100及該無線讀取裝置200，各該感測裝置100的該無線感測器120分別具有不同的一共振頻率區間，各該共振頻率區間包含複數個共振頻率，且該些共振頻率區間不重疊，該無線讀取裝置200包含一控制單元210、一感應線圈220、一讀取單元230及一運算單元240，較佳地，該無線讀取裝置200另包含一通訊單元250及一顯示裝置260。

請參閱第4圖，該控制單元210用以產生複數個振盪區間訊號S(請參查第6圖，該些振盪區間訊號S包含一第一振盪區間訊號S1及一第二振盪區間訊號S2，該振盪區間訊號S的數量，不以此為限制)至該感應線圈220，各該振盪區間訊號S分別具有一振盪頻率區間(請參查第6圖，該些振盪頻率區間可定義為一第一振盪頻率區間T1及一第二振盪頻率區間T2，該振盪頻率區間的數量，不以此為限制)，且該些振盪頻率區間不重疊，各該振盪區間訊號S分別包含不同振盪頻率的複數個振盪訊號(請參查第6圖，該些振盪訊號可定義為一第一振盪訊號S11至S20及一第二振盪訊號S21至S30，但不以此為限制)，該些振盪訊號傳送至該感應線圈220，用以激發各該感測裝置100的該無線感測器120，當其中一振盪區間訊號S的其中一振盪訊號的該振盪頻率與其中一感測裝置100的該共振頻率區間的其中一共振頻率相符時，產生一共振頻率訊號O，該讀取單元230接收該共振頻率訊號O並讀取對應該共振頻率訊號O的一相位值，該運算單元240用以 接收各該相位值，並將各該相位值轉換成一壓力值訊號，該通訊單元250用以將該壓力值訊號傳輸至該顯示裝置260，該顯示裝置260用以顯示該壓力值訊號的一壓力值，較佳地，該通訊單元250與該顯示裝置260的傳輸方式選自於無線傳輸，醫護人員可藉由該壓力值確認該縫線L縫合的拉力是否適當。

請參閱第1、4及5圖，使用該感測裝置100及該感測系統10的感測方法，包含提供複數個該感測裝置100及該無線讀取裝置200，在本實施例中，以提供二個該感測裝置100說明，但不以此為限，請參閱第5圖，該些感測裝置100包含一第一感測裝置100a及一第二感測裝置100b說明，其可依據需求增加該感測裝置100的數量。

請參閱第5圖，首先，提供植接於一骨骼的該第一感測裝置100a及該第二感測裝置100b，該第一感測裝置100a包含一第一載具110a及一第一無線感測器120a，該第一無線感測器120a設置於該第一載具110a的一第一穿孔111a，該第二感測裝置100b包含一第二載具110b及一第二無線感測器120b，該第二無線感測器120b設置於該第二載具110b的一第二穿孔111b。

請參閱第5及6圖，該第一無線感測器120a具有一第一共振頻率區間R1，該第一共振頻率區間R1包含複數個第一共振頻率R11至R20，該第二無線感測器120b具有一第二共振頻率區間R2，該第二共振頻率區間R2包含複數個第二共振頻率R21至R30，該第一共振頻率區間R1與第二共振頻率區間R2不重疊，當該縫線L穿設於該軟組織(如肌腱等)及該第一穿孔111a及/或該第二穿孔111b並以一拉力拉動該縫線L時，該縫線L會觸壓該第一無線感測器120a及該第二無線感測器120b，使該第一無線感測器120a形成在該第一共振頻率區間R1中的一該第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)，使該第二無線感測器 120b形成在該第二共振頻率區間中的一該第二共振頻率(即該些共振頻率R21至R30的其中之一)。

請參閱第4、5及6圖，該無線讀取裝置200的該控制單元210用以產生複數個振盪區間訊號S，該些振盪區間訊號S的數量可依據該感測裝置100的數量配置，在本實施例中，以該控制單元210產生一第一振盪區間訊號S1及一第二振盪區間訊號S2說明，但不以此為限，該控制單元210產生的該第一振盪區間訊號S1及該第二振盪區間訊號S2用以傳送至該感應線圈220，該第一振盪區間訊號S1包含複數個不同振盪頻率的第一振盪訊號S11至S20，使該第一振盪區間訊號S1具有一第一振盪頻率區間T1，該第二振盪區間訊號S2包含複數個不同振盪頻率的第二振盪訊號S21至S30，使該第二振盪區間訊號S2具有一第二振盪頻率區間T2，且該第一振盪頻率區間T1與該第二振盪頻率區間T2不重疊。

請參閱第5、6及7圖，接著，進行激發該第一感測裝置100a或該第二感測裝置100b步驟，在步驟一301的「第一次激發」步驟中，以該第一振盪區間訊號S1的該些第一振盪訊號S11至S20依序激發該第一感測裝置100a，當其中一第一振盪訊號(即該些第一振盪訊號S11至S20的其中之一)的一振盪頻率與該第一無線感測器120a的其中一第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)相符時，產生一第一共振頻率訊號O1；或者，當該些第一振盪訊號S11至S20的該振盪頻率與該第一無線感測器120a的該些第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)不相符時，則以該第二振盪區間訊號S2的該些第二振盪訊號S21至S30依序激發該第一感測裝置100a，當其中一第二振盪訊號(即該些第二振盪訊號S21至S30的其中之一)的一振盪頻率與該第一無線感測器120a的其中一第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)相符時，產生該第一共 振頻率訊號O1。

請參閱第6及7圖，接著，進行步驟二302的「第一次讀取」步驟，在步驟二302中，以該讀取單元230讀取對應該第一共振頻率訊號O1的一第一相位值，接著，進行步驟三303的「第一次運算」步驟，以該運算單元240將該第一相位值換成一第一壓力值訊號，並於一顯示裝置260顯示該第一壓力值訊號的一第一壓力值，在本實施例中，該運算單元240藉由該通訊單元250將該第一壓力值訊號傳輸至該顯示裝置260，該顯示裝置260顯示出該第一壓力值訊號的一第一壓力值，藉由該第一壓力值使一操作者(圖未繪出，如醫護人員)知悉該縫線L縫合該軟組織(如肌腱等)的拉力是否適當。

請參閱第6及7圖，進行步驟四304的「第二次激發」步驟，當其中一第一振盪訊號(即該些第一振盪訊號S11至S20的其中之一)的該振盪頻率與該第一無線感測器120a的其中一第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)相符時，以該第二振盪區間訊號S2的該些第二振盪訊號S21至S30依序激發該第二感測裝置100b，當其中一第二振盪訊號(即該些第二振盪訊號S21至S30的其中之一)的該振盪頻率與該第二無線感測器120b的其中一第二共振頻率(即該些共振頻率R21至R30的其中之一)相符時，產生一第二共振頻率訊號O2；或者，當其中一第二振盪訊號(即該些第二振盪訊號S21至S30的其中之一)的該振盪頻率與該第一無線感測器120a的該第一共振頻率(即該些共振頻率R11至R20的其中之一)相符時，以該第一振盪區間訊號S1的該些第一振盪訊號S11至S20依序激發該第二感測裝置100b，當其中一第一振盪訊號(即該些第一振盪訊號S11至S20的其中之一)的該振盪頻率與該第二無線感測器120b的其中一第二共振頻率(即該些共振頻率R21至R30的其中之一)相符時，產生該第二共振頻率訊號O2。

請參閱第6及7圖，接著，進行步驟五305的「第二次讀取」步驟，在步驟五中，以該讀取單元230讀取對應該第二共振頻率訊號O2的一第二相位值，接著，進行步驟六306的「第二次運算」步驟，以該運算單元240將該第二相位值換成一第二壓力值訊號，並於該顯示裝置260顯示該第二壓力值訊號的一第二壓力值，藉由該第二壓力值使該操作者確認該縫線L縫合該軟組織(如肌腱等)的拉力是否適當。

本發明在以該縫線L縫合該軟組織(如肌腱等)及穿設於該穿孔111時，藉由設置於該穿孔111中的該無線感測器120及該無線讀取裝置200感測該無線感測器120的該壓力值，以藉由該壓力值確認該縫線L的縫合拉力是否適當，以避免以個人經驗判斷，以增加病患手術後的舒適度，且在手術後，也可以該無線讀取裝置200讀取設置於體內的該感測裝置100，以確認該縫線L的縫合拉力。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

100:感測裝置

110:載具

110c:本體

110d:結合柱

111:穿孔

120:無線感測器

130:基座

131:結合孔

Claims (5)

1. 一種手術縫合感測系統，包含：複數個感測裝置，各該感測裝置用以植接於一骨骼，以感測一縫線的拉力，各該感測裝置包含一載具及一無線感測器，各該載具具有一穿孔，各該無線感測器設置於各該穿孔中，該穿孔用以供該縫線穿過，並使該縫線觸壓該無線感測器，各該無線感測器用以被一無線讀取裝置激發並產生一共振頻率訊號，各該感測裝置的該無線感測器分別具有不同的一共振頻率區間，且該些共振頻率區間不重疊；及該無線讀取裝置，包含一控制單元、一感應線圈、一讀取單元及一運算單元，該控制單元用以產生複數個振盪區間訊號至該感應線圈，各該振盪區間訊號分別具有一振盪頻率區間，且該些振盪頻率區間不重疊，各該振盪區間訊號分別包含複數個不同振盪頻率的振盪訊號，該些振盪訊號傳送至該感應線圈，用以激發各該感測裝置的該無線感測器，當其中一振盪區間訊號的其中一振盪訊號的該振盪頻率與其中一感測裝置的該共振頻率區間的其中一共振頻率相符時，產生該共振頻率訊號，該讀取單元讀取對應該共振頻率訊號的一相位值，該運算單元用以接收各該相位值，並將各該相位值轉換成一壓力值訊號。
2. 如請求項1之手術縫合感測系統，其中該無線讀取裝置另包含一通訊單元，該通訊單元用以將該壓力值訊號傳輸至一顯示裝置，該顯示裝置用以顯示該壓力值訊號的一壓力值。
3. 如請求項2之手術縫合感測系統，其中該通訊單元與該顯示裝置的傳輸方式選自於無線傳輸。
4. 一種手術縫合感測方法，其用感測一縫線縫合一軟組織的縫合力 量，該感測方法包含：提供植接於一骨骼的一第一感測裝置及一第二感測裝置，該第一感測裝置包含一第一載具及一第一無線感測器，該第一無線感測器設置於該第一載具的一第一穿孔，該第一無線感測器具有一第一共振頻率區間，該第二感測裝置包含一第二載具及一第二無線感測器，該第二無線感測器設置於該第二載具的一第二穿孔，該第二無線感測器具有一第二共振頻率區間，該第一共振頻率區間與該第二共振頻率區間不重疊，該縫線穿設於該第一穿孔及該第二穿孔，並觸壓該第一無線感測器及該第二無線感測器，使該第一無線感測器形成一在該第一共振頻率區間中的第一共振頻率，使該第二無線感測器形成一在該第二共振頻率區間中的第二共振頻率；提供包含有一控制單元、一感應線圈、一讀取單元及一運算單元的一無線讀取裝置，該控制單元產生一第一振盪區間訊號及一第二振盪區間訊號至該感應線圈，該第一振盪區間訊號包含複數個不同振盪頻率的第一振盪訊號，使該第一振盪區間訊號具有一第一振盪頻率區間，該第二振盪區間訊號包含複數個不同振盪頻率的第二振盪訊號，使該第二振盪區間訊號具有一第二振盪頻率區間，且該第一振盪頻率區間與該第二振盪頻率區間不重疊；及進行激發該第一感測裝置及/或該第二感測裝置步驟，其包含：步驟一：以該第一振盪區間訊號的該些第一振盪訊號依序激發該第一感測裝置，當其中一第一振盪訊號的一振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，產生一第一共振頻率訊號；或者，當該些第一振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率不相符時，則以該第二振盪區間訊號的該些第二振盪訊號依序激發該第一感測裝置，當其中一第二振盪訊號的一振 盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，產生該第一共振頻率訊號；步驟二：以該讀取單元讀取對應該第一共振頻率訊號的一第一相位值；步驟三：以該運算單元將該第一相位值換成一第一壓力值訊號，並於一顯示裝置顯示該第一壓力值訊號的一第一壓力值；步驟四：當其中一第一振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，以該第二振盪區間訊號的該些第二振盪訊號依序激發該第二感測裝置，當其中一第二振盪訊號的該振盪頻率與該第二無線感測器的該第二共振頻率相符時，產生一第二共振頻率訊號；或者，當其中一第二振盪訊號的該振盪頻率與該第一無線感測器的該第一共振頻率相符時，以該第一振盪區間訊號的該些第一振盪訊號依序激發該第二感測裝置，當其中一第一振盪訊號的該振盪頻率與該第二無線感測器的該第二共振頻率相符時，產生該第二共振頻率訊號；步驟五：以該讀取單元讀取對應該第二共振頻率訊號的一第二相位值；及步驟六：以該運算單元將該第二相位值換成一第二壓力值訊號，並於該顯示裝置顯示該第二壓力值訊號的一第二壓力值。
5. 如請求項4之手術縫合感測方法，其中該無線讀取裝置另包含一通訊單元，該通訊單元以無線傳輸方式傳輸該第一壓力值訊號及該第二壓力值訊號至該顯示裝置。

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