一种用于骨科的绳缆式内固定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于骨科的绳缆式内固定装置，包括用于监测手术过程中手术用具具体位置的超声波传感器；用于对患者体温信息进行采集的红外温度传感器；用于对患者血压信息进行采集的血压传感器；用于对手术过程中钻孔深度进行检测的位移传感器；用于对采集数据进行分析和处理的单片机；用于控制驱动装置的驱动控制器；用于接收和发送无线网络信号的无线射频收发模块；用于钻孔的钻孔装置；用于清洗创口的清洗装置；用于制取绳缆的绳缆截取装置；用于紧固固定钉的紧固装置。本发明专利技术可有效地对手术器械具体位置、钻孔深度等进行监测，同时对患者生命特征实时检测，提高了手术精度，降低了操作难度，减小了对医师的依赖程度。

Rope type internal fixing device for Department of orthopedics

The invention relates to a method for cable type Department of orthopedics internal fixation device, including ultrasonic sensors for monitoring the specific location of a surgical instrument during surgery; for infrared temperature sensor to collect temperature information for patients; blood pressure information collection blood pressure sensor; for the drilling operation process in depth displacement sensor detection; for analysis and processing of the collected data is used to control the microcontroller; drive controller driver; for wireless module sending and receiving wireless network signal; drilling device for drilling; cleaning device used for cleaning the wound; for cable cable interception device for preparing; fastening device for fastening screws. The invention can effectively for surgical instrument specific location, drilling depth monitoring, and real-time detection of the characteristics of life patients, improve the accuracy of operation, reduce the operation difficulty, reduce the degree of dependence on physician.

【技术实现步骤摘要】
一种用于骨科的绳缆式内固定装置
本专利技术属于医疗器械设备
，尤其涉及一种用于骨科的绳缆式内固定装置。
技术介绍
目前，治疗骨折的内固定手术方法和手术器械种类很多，迄今有：普通螺钉固定、克式钢针固定等，这些手术方式和相配用的手术器械对关节骨折具有一定的固定作用，但由于关节骨折后，复位固定要求高，固定后且要求骨关节能早期进行活动，采用上述方法和器械还不能达到关节骨折后内固定的要求。因此，目前出现绳缆式内固定方法，即采用两根固定钉固定骨骼两端，并采用一根绳缆将两根固定钉连接，起到固定作用，具有良好的术后恢复功效，同时降低了创口面积等优点，但是目前的绳缆内固定手法，并没有专门的手术工具，只能依赖医师对手术的把控，来完成手术的操作，且在手术过程中需要借助其他设备才能够对患者的生命体征进行检测，难以及时发现异常情况。
技术实现思路
本专利技术为解决现有绳缆式内固定装置对医师依赖程度大，手术精确度难以把控和无法有效检测患者生命体征等技术问题而提供一种用于骨科的绳缆式内固定装置。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：该用于骨科的绳缆式内固定装置包括：包括：用于监测手术过程中手术用具具体位置的超声波传感器；用于对患者体温信息进行采集的红外温度传感器；所述红外温度传感器的量测模型如下：YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为传感器的系统误差；为系统噪声，假设为零均值、相互独立的高斯型随机变量，噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)；用于对患者血压信息进行采集的血压传感器；用于对手术过程中钻孔深度进行检测的位移传感器；分别与超声波传感器、红外温度传感器、血压传感器和位移传感器有线连接，用于对采集数据进行分析和处理的单片机；所述单片机输入系统参数：获取离散函数模型：式(1)中：u(0)为初始信号，μ为混沌参数，ν为分数阶阶数，n为信号长度，j表示第j步迭代，α(μ,ν,j,n)为离散积分核，u(n)为第n步信号，n和N设置为800，m为1,…,N的整数；与单片机有线连接，用于计时的计时模块；与单片机有线连接，用于提供电源的电源模块；与单片机有线连接，用于设定设备程序的外部控制器；与单片机有线连接，用于显示信息的显示器；与单片机有线连接，用于发出语音讯号的扬声器；与单片机有线连接，用于控制驱动装置的驱动控制器；所述驱动控制器利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率时，包括以下步骤：第一步，在p(p＝0，1，2，…P-1)时刻，对表示的频率值进行聚类，得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数，个聚类中心则表示载频的大小，分别用表示；第二步，对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…P-1)，利用聚类算法对进行聚类，同样可得到个聚类中心，用表示；第三步，对所有求均值并取整，得到源信号个数的估计即第四步，找出的时刻，用ph表示，对每一段连续取值的ph求中值，用表示第l段相连ph的中值，则表示第l个频率跳变时刻的估计；第五步，根据第二步中估计得到的以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为：这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值；第六步，估计每一跳对应的载频频率，用表示第l跳对应的个频率估计值，计算公式如下：所述驱动控制器的接收信号y(t)表示为：y(t)＝x(t)+n(t)；其中，x(t)为数字调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，针对MASK和MPSK调制，x(t)的解析形式表示为：K信号中，an＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，在MPSK信号中，an＝ej2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，Tb表示符号周期，fc表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数。针对MFSK调制,x(t)的解析形式表示为：其中，fm为第m个载频的偏移量，若MFSK信号载频偏移为Δf，则fm＝-(M-1)Δf,-(M-3)Δf,…,(M-3)Δf,(M-1)Δf，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；与单片机有线连接，用于接收和发送无线网络信号的无线射频收发模块；所述无线射频收发模块计算信号的零中心归一化瞬时幅度的GFRFT的最大值即特征量r1，按如下步骤进行：计算信号x(t)的分数阶傅立叶变换，其表达式为：式中，Kθ(t,u)为分数阶傅立叶变换的核函数，其表达式为:其中，k取整数，Fθ表示θ角度分数阶傅里叶变换算子，θ＝pπ/2为旋转角度，p为旋转因子，δ(·)为冲击函数；为了将Alpha稳定分布噪声的幅值合理映射到有限区间，同时使信号的相位保持不变，计算信号的广义分数阶傅里叶变换(GeneralizedFractionalFourierTransform,GFRFT)，其表达式为：其中，为一非线性变换，H(·)为希尔伯特变换；第i时刻接收信号的幅度为a(i)，把Ns个采样点组成一个帧，则基于GFRFT的零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值为：γmax＝max|GFRFT[acn(i),p]|2/Ns；式中，为瞬时幅度a(i)的平均值；p为分数阶傅里叶变换的阶数；用均值来对瞬时幅度进行归一化的目的是为了消除信道增益的影响；与驱动控制器有线连接，用于钻孔的钻孔装置；与驱动控制器有线连接，用于清洗创口的清洗装置；与驱动控制器有线连接，用于制取绳缆的绳缆截取装置；与驱动控制器有线连接，用于紧固固定钉的紧固装置；与无线射频收发模块通过GPRS无线网络无线连接，用于存储数据的外部服务器。进一步，所述显示器具体为LED显示器。进一步，所述位移传感器设置在钻孔装置上。进一步，所述钻孔装置的驱动电机具体为步进电机。本专利技术具有的优点和积极效果是：该用于骨科的绳缆式内固定装置通过超声波传感器可有效地检测手术器具和骨骼的相对位置，提高了手术的精确度，通过红外温度传感器和血压传感器可有效地检测患者生命体征，避免了传统设备需要借助其它设备进行生命体征检测的弊端，通过位移传感器可有效地检测钻孔深度，显示器和指示灯可实时查看手术信息，通过绳缆截取装置可有效地制作绳缆，设备整体操作简单，有效地降低了对医师的依赖程度，做到了对患者生命体征的实时检测，有效地避免了异常情况的发生，提高了手术的精确度，降低了手术的操作难度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的用于骨科的绳缆式内固定装置的原理框图。图中：1、超声波传感器；2、红外温度传感器；3、血压传感器；4、位移传感器；5、单片机；6、计时模块；7、电源模块；8、外部控制器；9、显示器；10、扬声器；11、驱动控制器；12、无线射频收发模块；13、钻孔装置；14、清洗装置；15、绳缆截取装置；16、紧固装置；17、外部服务器。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。下面结合图1对本专利技术的结构作详细的描述。该用于骨科的绳缆式内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于骨科的绳缆式内固定装置，其特征在于，该用于骨科的绳缆式内固定装置包括：用于监测手术过程中手术用具具体位置的超声波传感器；用于对患者体温信息进行采集的红外温度传感器；所述红外温度传感器的量测模型如下：YA(tk‑1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk‑1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：

【技术特征摘要】
1.一种用于骨科的绳缆式内固定装置，其特征在于，该用于骨科的绳缆式内固定装置包括：用于监测手术过程中手术用具具体位置的超声波传感器；用于对患者体温信息进行采集的红外温度传感器；所述红外温度传感器的量测模型如下：YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为传感器的系统误差；为系统噪声，假设为零均值、相互独立的高斯型随机变量，噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)；用于对患者血压信息进行采集的血压传感器；用于对手术过程中钻孔深度进行检测的位移传感器；分别与超声波传感器、红外温度传感器、血压传感器和位移传感器有线连接，用于对采集数据进行分析和处理的单片机；所述单片机输入系统参数：获取离散函数模型：式(1)中：u(0)为初始信号，μ为混沌参数，ν为分数阶阶数，n为信号长度，j表示第j步迭代，α(μ,ν,j,n)为离散积分核，u(n)为第n步信号，n和N设置为800，m为1,…,N的整数；与单片机有线连接，用于计时的计时模块；与单片机有线连接，用于提供电源的电源模块；与单片机有线连接，用于设定设备程序的外部控制器；与单片机有线连接，用于显示信息的显示器；与单片机有线连接，用于发出语音讯号的扬声器；与单片机有线连接，用于控制驱动装置的驱动控制器；所述驱动控制器利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率时，包括以下步骤：第一步，在p(p＝0，1，2，…P-1)时刻，对表示的频率值进行聚类，得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数，个聚类中心则表示载频的大小，分别用表示；第二步，对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…P-1)，利用聚类算法对进行聚类，同样可得到个聚类中心，用表示；第三步，对所有求均值并取整，得到源信号个数的估计即第四步，找出的时刻，用ph表示，对每一段连续取值的ph求中值，用表示第l段相连ph的中值，则表示第l个频率跳变时刻的估计；第五步，根据第二步中估计得到的以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为：这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值；第六步，估计每一跳对应的载频频率，用表示第l跳对应的个频率估计值，计算公式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：任小宝，张璠，王庭刚，张元松，邱晋，李科，肖伟，任鸿，黄松，
申请(专利权)人：任小宝，
类型：发明
国别省市：重庆,50