力检测装置

摘要

一种力检测装置(10)包括扭扣(11)和力传感器(12)。所述扭扣(11)被配置成按压生物组织(BT)。所述力传感器(12)被设置在所述扭扣(11)与所述生物组织(BT)之间，以检测所述扭扣(11)与所述生物组织(BT)之间的力变化。

权利要求

1.一种力检测装置，该力检测装置包括：扭扣，被配置用來按压生物组织；

被设置在所述扭扣上的力传感器；

其中，所述扭扣包括中空部分和二等分杆，所述二等分杆将所述中空部分划分成第一中空部分和第二中空部分；

其中，所述力传感器被设置在二等分杆面向所述生物组织的表面；以及其中，所述力检测装置还包括：第一缝线锚定器、第二缝线锚定器、第一缝线和第二缝线，其中，所述第一缝线锚定器和所述第二缝线锚定器被分开设置在所述扭扣的两侧处，所述第一缝线被固定至所述第一缝线锚定器并且穿透所述扭扣的所述第一中空部分，而所述第二缝线被固定至所述第二缝线锚定器并且穿透所述扭扣的所述第二中空部分。

2.根据权利要求1所述的力检测装置，其中所述力传感器被设置在所述扭扣与所述生物组织之间，以检测所述扭扣与所述生物组织之间的力变化。

3.根据权利要求1所述的力检测装置，其中，所述第一缝线和所述第二缝线在所述力传感器上打结。

4.根据权利要求1所述的力检测装置，其中，所述第一缝线锚定器和所述第二缝线锚定器被固定在硬组织上。

5.根据权利要求2所述的力检测装置，其中，所述扭扣包括框架部分，所述二等分杆位于所述框架部分的中间处，并且所述二等分杆的两个端部连接至所述框架部分，并且所述力传感器被设置在所述框架部分与所述生物组织之间。

6.根据权利要求2所述的力检测装置，其中，所述扭扣包括锯齿结构，该锯齿结构与所述生物组织接触，以防止所述扭扣与所述生物组织之间的滑动。

7.根据权利要求6所述的力检测装置，其中，所述扭扣包括框架部分，所述二等分杆位于所述框架部分的中间处，并且所述二等分杆的两个端部连接至所述框架部分，并且所述锯齿结构被形成在所述框架部分上。

8.根据权利要求7所述的力检测装置，其中，所述扭扣包括框架部分，所述二等分杆位于所述框架部分的中间处，并且所述二等分杆的两个端部连接至所述框架部分，并且所述锯齿结构被形成在所述二等分杆上。

9.根据权利要求1所述的力检测装置，其中，所述力传感器选自由压力传感器、剪切力传感器以及张力传感器所构成的组。

10.根据权利要求2所述的力检测装置，其中，所述力传感器包括用于检测所述力变化的感测元件和用于向信号接收器发送力变化信号的转发器。

11.根据权利要求10所述的力检测装置，其中，所述转发器是射频识别(RFID)标签，并且所述信号接收器是射频识别(RFID)读取器。

12.根据权利要求2所述的力检测装置，其中，所述力变化是压力变化、剪切力变化、或张力变化。

13.根据权利要求1所述的力检测装置，其中，所述扭扣包括框架部分，所述力传感器被设置在所述框架部分。

说明书

力检测装置

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求保护2015年11月30日提交的美国临时申请No.62/261,168的权益，其全部公开通过引用并入本文中。

技术领域

[0003] 本公开涉及检测装置，更具体地涉及力检测装置。

背景技术

[0004] 肩袖(rotator cuff)是肩关节最内层处的一组肌肉，所述肩袖包括冈上肌、冈下肌、小圆肌以及肩胛下肌，其是肩关节的核心肌肉群，并且在肩关节活动时具有稳定肱骨的
主要功能。当遭受创伤或者或被重复使用时(例如，遭受碰撞或连续上举手臂清理高处时)，
肩袖可能会磨损，甚至或遭受纤维化和撕裂。此外，老化也是一个重要的致病因素。据统计，
在年龄大于50岁的人群中约13％患有肩袖肌腱撕裂，并且超过80岁的人群中有一半以上被
诊断有肩袖肌腱损伤。在肩袖损伤之后，可能的临床表现包括：疼痛(可能会影响睡眠)，无
法完成对肩膀的动作，穿衣困难以及其他重复性肩功能运动异常。

[0005] 肩袖肌腱损伤或撕裂的程度可划分成三个阶段，并且肩袖肌腱损伤或撕裂的症状和治疗在表1中示出。

[0006] 表1

[0007]

[0008]

[0009] 在表1中，手术介入治疗部分还粗略分成常规开放型、迷你开放式以及关节镜法，如表2所示。

[0010] 表2

[0011]

[0012] 因为伤口小，并且术后恢复快，所以更多的骨科医生倾向于通过使用关节镜帮助将肌腱固定到骨骼上来执行缝线锚固，并且该手术方式被缓慢地用作肩袖修复的标准过
程。然而，缝线锚固仍然不能完全固定肩袖，并且仍然发生失败的情况，例如，由于骨质疏松
引起固定螺钉被拉出，或者由于缝线而导致肩袖肌腱再次撕裂。遗憾的是，上述情况无法提
前预测。如果可以实时监测肩袖的固定情况，那么就可以在发生上述情况之前采取预防措
施。

发明内容

[0013] 根据本公开的一个方面，一种力检测装置包括扭扣和力传感器。所述扭扣被配置成按压生物组织。所述力传感器被设置在所述扭扣与所述生物组织之间，以检测所述扭扣
与所述生物组织之间的力变化。

[0014] 在本公开中，所述扭扣可以按压生物组织，并且所述力传感器可以实时检测所述扭扣与所述生物组织之间的力变化。因此，所述力检测装置适于监测生物组织的机械行为
或者将该生物组织重新附接至硬组织。

附图说明

[0015] 当阅读附图时，根据下面详细的描述，将理解本公开的各个方面。强调的是，根据工业方面的标准实践，各个特征未按比例绘制。事实上，为讨论清楚起见，各个特征的尺寸
可以任意增大或减小。

[0016] 图1是根据本公开的一些实施方式的力检测装置的示意图。

[0017] 图2例示了根据本公开的一些实施方式的、用于将生物组织重新附接至硬组织的力检测装置的示意图。

[0018] 图3是根据本公开的一些实施方式的、与生物组织接触的扭扣的侧视图。

[0019] 图4例示了根据本公开的一些实施方式的、用于将生物组织重新附接至硬组织的力检测装置的示意图。

[0020] 图5是根据本公开的一些实施方式的力传感器的示意图。

具体实施方式

[0021] 应当理解，下面的公开提供了许多不同的实施方式或示例，以供实现各个实施方式的不同特征。下面，对组件和排布结构的具体示例进行描述，以简化本公开。然而，本公开
可以按许多不同形式具体实施，而不被理解为对在本文阐述的实施方式进行限制；相反的
是，提供这些实施方式，以使本描述透彻和完整，并且将向本领域普通技术人员全面表达本
公开。然而，将明显的是，一个或更多个实施方式可以在不需要这些具体细节的情况下来具
体实践。

[0022] 另外，本公开可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，并且本身不表示所讨论的各个实施方式和/或构造之间的关系。

[0023] 应当理解，单数形式“一(a)”、“一(an)”以及“该/所述(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外进行了明确指示。

[0024] 除非另外限定，在本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有和本发明所属于的技术领域的普通技术人员所共同理解的含义相同的含义。还应当理解，诸如在公用
词典中定义的那些术语的术语应被解释为具有和它们在相关领域和本公开的背景下的含
义一致的含义，而不应按理想化或过度形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样定
义。

[0025] 参照图1和2，力检测装置10被设计成按压生物组织BT。在一些实施方式中，生物组织BT是软组织(诸如，肩袖)。在一些实施方式中，生物组织BT还可以是硬组织(诸如，骨碎
片)。在一些实施方式中，力检测装置10被用于将生物组织BT(诸如，肩袖)重新附连至硬组
织HT(诸如，肱骨)。

[0026] 力检测装置10包括被配置成将生物体组织BT按压在硬组织HT上的扭扣11。扭扣11包括：框架部分111、中空部分112以及一个二等分杆(bisecting rod)113。中空部分112位
于框架部分111的中间。二等分杆113被设置在中空部分112内，以用于将中空部分112划分
成第一中空部分112A和第二中空部分112B。二等分杆113还位于框架部分111的中间处，并
且二等分杆113的两个端部连接至框架部分111。在一些实施方式中，扭扣11由生物可吸收
材料制成。在一些实施方式中，二等分杆113可以被省略，仅需要两个孔，并且框架部分111
和二等分杆113处于同一部分中。

[0027] 参照图3，为了提高扭扣11与生物体组织BT之间的接触力，扭扣11可以包括锯齿结构11W，该锯齿结构11W与生物组织BT接触，以防止扭扣11与生物组织BT之间的滑动。在一些
实施方式中，锯齿结构11W形成在框架部分111上。在一些实施方式中，锯齿结构11W形成在
二等分杆113上。在一些实施方式中，框架部分111可以与柔软或弹性材料结合，以防止因扭
扣11与生物组织BT之间的摩擦而造成的生物组织磨损。

[0028] 再次参照图1和2，力传感器12被设置在扭扣11与生物组织BT之间，以用于检测扭扣11与生物组织BT之间的力变化。为了提高所检测力变化的准确度，力传感器12被设置在
二等分杆113与生物组织BT之间。在一些实施方式中，力传感器12被设置在扭扣11上，优选
地，力传感器12被直接设置或形成在扭扣11的二等分杆113上。在一些实施方式中，二等分
杆113可以具有用于设置力传感器12的腔。在一些实施方式中，力传感器12可以通过缝线固
定。在一些实施方式中，力检测装置10可以接收无线电力。

[0029] 参照图4，在一些实施方式中，力传感器12可以被设置在框架部分111与生物组织BT之间。在一些实施方式中，力传感器12被直接设置或形成在扭扣11的框架部分111上。

[0030] 力传感器12选自由压力传感器、剪切力传感器以及张力传感器所构成的组。因此，该力变化可以是压力变化、剪切力变化，或张力变化。

[0031] 参照图1和5，力传感器12包括用于检测力变化的感测元件121和用于向信号接收器123发送力变化信号的转发器(transponder)122。感测元件121电连接至转发器122。该感
测元件121由选自由压阻材料、压电材料、电容性材料以及电阻性材料构成的组的材料制
成。在一些实施方式中，转发器122是射频识别(RFID)标签，并且信号接收器123是射频识别
(RFID)读取器。在一些实施方式中，转发器122具有天线122A，以发送该力变化信号。优选
地，天线122A由生物可吸收材料制成。天线122A还可以被用于接收无线电力，使得力检测装
置10可以具有或不具有电池来节省面积。在一些实施方式中，天线122A可以被设置在框架
部分111上。在一些实施方式中，力传感器12和转发器122可以被分开。转发器122可以处于
扭扣11中/扭扣11上。在一些实施方式中，转发器122与信号接收器123之间的无线数据通信
可以使用蓝牙或WiFi。

[0032] 再次参照图2，为了在扭扣11上生成压力以均匀地将生物组织BT按压在硬组织HT上，力检测装置10可以包括第一缝线锚定器13和第二缝线锚定器14。第一缝线锚定器13和
第二缝线锚定器14被分开设置在扭扣11的两侧处。在一些实施方式中，第一缝线锚定器13
和第二缝线锚定器14被固定在硬组织HT上。

[0033] 第一缝线15被固定至第一缝线锚定器13并且穿透生物组织BT和扭扣11的第一中空部分112A。

[0034] 第二缝线16被固定至第二缝线锚定器14并且穿透扭扣11的第二中空部分112B。第一缝线15和第二缝线16在扭扣11的二等分杆113上打结(knotted)，从而在扭扣11上生成压
力以均匀地将生物组织BT按压在硬组织HT上。

[0035] 在本公开中，扭扣11可以按压生物组织BT，并且力传感器12可以实时检测扭扣11与生物组织BT之间的力变化，并且可以无线发送力变化信号。因此，力检测装置10适于监测
生物组织BT的机械行为或者将该生物组织BT重新附接至硬组织HT。

[0036] 此外，本申请的范围并非旨在限于本说明书中描述的过程、机器、制造、以及物质组成、装置、方法和步骤的特定实施方式。如本领域技术人员根据本公开将容易地理解，执
行与本文所述的对应实施方式大致相同的功能或者实现大致相同的结果的、目前存在或将
来开发的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法、或步骤可以根据本公开来加以利用。

[0037] 因此，所附权利要求旨在在其范围内包括这些过程、机器、制造、以及物质组成、装置、方法或步骤。另外，每个权利要求都构成单独的实施方式，并且各个权利要求和实施方
式的组合都处于本发明的范围内。