[发明专利]智能钩椎关节应力监测系统及方法

说明书

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种智能钩椎关节应力监测系统及方法，能够灵活实时地监测颈部活动，并根据颈部活动数据识别出颈部的活动姿态，再结合应力数据得出不同颈部活动姿态对应的应力分布数据，进一步为设计优化椎间融合器提供了有效的大数据支持。方案为，实时获取加速度传感器与重力传感器采集的颈部活动数据，并将颈部活动数据发送至数据处理模块；数据处理模块根据颈部活动数据计算识别出颈部活动姿态；实时获取应力传感器的应力数据，并将应力数据发送至数据处理模块；根据颈部活动姿态以及应力数据，计算出不同颈部活动姿态对应的应力分布数据；通过数据传输模块将应力分布数据发送至外部移动终端。适用于钩椎关节应力监测研究。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种智能钩椎关节应力监测系统方法。

背景技术

颈椎前路减压融合术(Anterior cervical decompression and fusion，ACDF)一直是治疗颈椎退变性疾病的有效的经典的手术方式。颈椎前路钢板、椎间融合器等内植物材料提高了ACDF手术初始稳定性、支撑强度、植骨融合率。椎间融合器的设计基本目的就是在提供良好的初始稳定性、支撑强度的基础上，维持和改善颈椎曲度，为椎间融合提供良好的生物学和生物力学环境来促进植骨融合。

钩椎关节融合应力分析研究对探究钩椎关节融合的机制和椎间融合器的设计改进有重要的帮助。

现有技术对椎间隙应力研究采用：

(1)计算机有限元分析研究法：即便有限元研究最大程度上完成颈椎几何模型和材料属性的模拟，但在建模过程中不可避免地需要进行了一些简化处理，有限元分析只能提供一种变化趋势，难以提供真实的应力数据，而且钩椎关节融合器植入术后，钩椎关节应力在不同姿态下是一个动态的发展的变化过程，有限元分析难以准确反应动态的变化趋势；

(2)采用导线连接的压敏片的研究相关的方法：将压敏片插入到钩椎关节及椎间隙中央区域等需要检测的区域。比如：设计专用的可以同时行钩椎关节植骨融合与椎间隙终板间融合的专用融合器(已经完成)，行山羊颈椎间盘切除减压融合术，将微型亚敏片植入双侧钩椎关节区域与椎间隙终板间区域，用微型导丝埋置到山羊颈部皮下，从颈后部穿出连接压敏片监测仪器，记录山羊钩椎关节区域与椎间隙终板间区域的压应力大小和变化趋势，比较钩椎关节区域与终板间区域的应力差异。整个试验过程中山羊均需要笼养在专用的试验笼中，避免山羊剧烈活动造成对导丝和监测设备的损坏。然而此法往往成功率较低，比较笨拙，经常仅适用于尸体生物力学单次研究，在人体内或动物实验的时候，电线穿过皮肤到达体外，存在感染风险，也存在断裂风险，同时插入到融合器-骨面之间的应力片也不利于骨愈合；同时，应力监测的外接设备连接后，人体或实验动物活动均不方便。

现有技术不能灵活实时地监测颈部活动，并根据颈部活动数据识别出颈部的活动姿态，以及计算出不同颈部活动姿态对应的应力大小；不能对颈部活动的不健康姿态进行预警纠正；不能对颈部活动姿态及其对应应力大小数据进行收集、记录分析，进一步为设计优化钩椎关节融合器提供有效的大数据支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能钩椎关节应力监测系统及方法，能够灵活实时地监测颈部活动，并根据颈部活动数据识别出颈部的活动姿态，再结合应力数据得出不同颈部活动姿态对应的应力数据，对不健康的姿态进行预警，并记录相关应力数据，进一步为设计优化椎间融合器提供有效的大数据支持。