[发明专利]用于评估材料的坚固性的设备

说明书

公开了一种用于评估材料的坚固性的设备，该设备包括：辅助工具(2)，其端部(2B)呈尖端或刀片状；冲击器(4)，其用于撞击辅助工具(2)；传感器(12)；以及处理单元(30)。辅助工具(2)置于材料(8)和冲击器(4)之间，并将由冲击器(4)产生的冲击力传输至材料(8)。传感器(12)适用于测量选自冲击力和冲击器的变形中的值，并输出测量信号。处理单元(30)适用于从该测量信号计算表示材料(8)的坚固性的指标。该指标对应于在测量信号的第一峰最大幅度(P1)和第二峰最大幅度(P2)之间的时间窗口的持续时间。

技术领域

本发明涉及一种用于评估材料的坚固性的设备。这种设备尤其可以用于例如在外科手术期间(特别是在截骨术期间)评估组织(例如骨或软骨)的坚固性。

背景技术

截骨术是一种外科手术，包括对骨或软骨进行切割、折裂或塑形，以矫正畸形。通常使用合适形状的手术凿(被称为骨凿)和锤进行手术。医生将骨凿与骨或软骨接触，并用锤撞击不与组织接触的骨凿端部，以对骨或软骨进行切割、折裂或塑形。

当前没有设备可以令人满意地并且实时地控制骨凿在患者器官中(例如在患者的鼻子中)的位置和进程。扣紧式骨凿的使用使医生可以追踪骨凿在皮肤下的进程，但事实证明，这种方法不足以控制骨凿相对于组织的位置。医生还依赖于所产生的噪声和他或她的经验来适应性改变冲击的强度和次数以及撞击角度。然而，该方法纯粹是经验性的，其取决于医生并且缺乏可靠性。X射线类型的方法(图像增强器)不易使用，因为它们太难放置并且对患者和医生有电离作用。由于装置的成本和可用性，也无法使用MRI类型的方法。

能够在截骨术期间评估与骨凿的切割端接触的组织的坚固性，将使医生了解：

-该组织(例如软骨或骨)的性质，

-受到冲击的骨的坚固性，和/或

-受到冲击的骨中是否出现裂痕。

因此，医生可以更好地评估骨凿在组织中的位置和进程、使骨折裂所需的冲击强度和次数以及开始折裂的时刻。

在这种背景下，并且更普遍而言，在收集关于任何材料的信息的背景下，本发明的一个目的是提出一种设备，该设备使得可以借助辅助工具来评估被撞击的材料的坚固性。

发明内容

本发明涉及一种用于评估材料的坚固性的设备，该设备包括：辅助工具，其具有相对的第一端和第二端，所述第二端具有尖端或刀片的形状；冲击器，其适于撞击在所述辅助工具的所述第一端上；至少一个传感器；以及处理单元。

所述辅助工具适于放置在材料和所述冲击器之间，所述辅助工具的第二端与所述材料接触，并用于将由所述冲击器产生的冲击力传输至所述材料。

所述传感器能够测量选自所产生的冲击力和所述冲击器的变形中的量，并且能够提供表示在冲击时所述量随时间的变化的测量信号。

所述处理单元适于从所述测量信号计算表示所述材料的坚固性的指标。

因此，所提出的解决方案依赖于与所述冲击器相关联并传递测量信号的一个或多个传感器的实施，对该信号的记录和分析使得可以确定指示所述材料的坚固性的指标。当使用几个传感器时，可以对分别由这些传感器传递的信号例如取平均值或进行组合来获得所述测量信号，对所述测量信号进行分析并基于该测量信号计算所述指标。

这种设备使得可以例如在截骨术期间告知医生与骨凿接触的材料(骨或软骨)的坚固性。

在另一个示例中，所述辅助工具是旨在插入生物组织内的针。对撞击所述针时获得的所述信号进行分析，使医生能够评估靠近所述针的第二端(即针头)的所述组织的坚固性。

除了低成本之外，该设备还具有易于使用的优点。特别而言，使用该设备，医生在手术期间的手势保持相同。因此，医生不必学习新的手势，并且可以利用他或她使用常规工具(辅助工具和冲击器)就已经获得的经验。