[发明专利]用于测量与矫形关节成形术相关的性能参数的系统

权利要求书

1.一种用于测量与矫形关节相关联的性能参数的力和取向感测系统，其包括：

力感测模块，其包括：

外壳，所述外壳包括具有内侧部分和外侧部分的关节表面，所述内侧部分和外侧部分中的每个彼此大体上机械地分离；

设置在所述外壳内的第一组传感器，所述第一组传感器被机械地耦合到所述关节表面的所述内侧部分并且被配置来检测指示入射到所述关节表面的所述内侧部分上的第一力的信息；以及

设置在所述外壳内的第二组传感器，所述第二组传感器被机械地耦合到所述关节表面的所述外侧部分并且被配置来检测指示入射到所述关节表面的所述外侧部分上的第二力的信息；以及

取向感测模块，其包括第一取向传感器和第二取向传感器，其中，所述取向感测模块被配置为通过所述第一取向传感器和所述第二取向传感器来检测与所述关节相关联的至少两个骨骼的相对取向，并且其中，所述第一取向传感器和所述第二取向传感器中的每一个包括配置为检测角旋转速率的陀螺仪。

2.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其进一步被配置来至少部分基于由所述第一组传感器检测到的力值来估计与入射到所述关节表面的所述内侧部分上的所述第一力相关联的力的量值和中心位置。

3.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其中，所述第二组传感器包括多个换能器，每个换能器包括：

相应的悬臂部件，所述悬臂部件中的至少一部分被配置来响应于入射到所述关节表面的所述外侧部分上的所述第二力而变形；以及

相应的应变计，其被耦合到所述相应的悬臂部件并且被配置来测量所述相应的悬臂部件的变形；

其中，与所述多个换能器相关联的每个悬臂部件中的至少一部分由中心基座部件机械支撑在近端处。

4.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其还包括无线收发器，所述无线收发器被配置来将指示所述第一力和第二力的所述信息无线地传输到远程处理模块。

5.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其中，所述第一取向传感器和所述第二取向传感器中的至少一个位于所述关节外侧。

6.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其中，所述取向感测模块位于所述关节外侧。

7.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其中，所述取向感测模块被配置为通过所述第一取向传感器和所述第二取向传感器中的每一个来检测骨骼相对于参考取向的相应相对取向。

8.如权利要求7所述的力和取向感测系统，其中，所述取向感测模块还被配置为检测与所述关节相关联的所述至少两个骨骼之间的角度关系。

9.如权利要求8所述的力和取向感测系统，其中，所述角度关系是下列各项中的至少一项：屈伸角度、内外翻角度、或旋转角度。

10.如权利要求8所述的力和取向感测系统，其还包括处理装置，所述处理装置通信地耦合到所述取向感测模块并且被配置为至少部分地基于骨骼的所述相应相对取向来计算所述角度关系。

11.如权利要求1所述的力和取向感测系统，其还包括处理装置，所述处理装置通信地耦合到所述力感测模块和所述取向感测模块并且被配置为：

至少部分地基于由所述第一取向传感器和所述第二取向传感器所检测到的所述相对取向来估计与所述关节相关联的所述至少两个骨骼之间的多个角度关系；以及

针对与所述关节相关联的所述至少两个骨骼之间的所述角度关系中的每一个，分别提供入射到所述关节表面的所述内侧部分和所述外侧部分上的所述第一力和所述第二力。

12.如权利要求11所述的力和取向感测系统，其中，所述处理装置还被配置为：针对与所述关节相关联的所述至少两个骨骼之间的所述角度关系中的每一个，分别提供入射到所述关节表面的所述内侧部分和所述外侧部分上的所述第一力和所述第二力中的每一个的中心的相应位置。