骨科椎间融合器、椎体融合引起的应变监测系统及方法与流程

1.本发明涉及外科技术领域，特别涉及一种骨科椎间融合器、椎体融合引起的应变监测系统及方法。

背景技术：

2.椎间融合器常用于脊柱融合术，脊柱融合术可以在将原有退变的椎间盘切除后，通过植入椎间融合器及其他植入物，重建脊柱的力学稳定性，并通过植骨诱导上下椎体间融合成为整体，该手术常用于脊柱稳定性缺少、脊柱退行或需要矫形的手术中，手术适应症包括不限于椎间滑脱、椎管狭窄和畸形。然而，据数据统计，2008年美国使用椎间融合器的脊柱融合术有40万例，由于不愈合、失效导致再次手术者约占7%~18%，给患者造成了巨大损失。其原因在于脊柱当前临床上的融合过程中只能通过x线摄像或计算机断层扫描成像（ct）等成像方法进行随访，只能间接的反映椎体融合的情况，无法反馈椎骨融合的实际受力状态，从而难以判断过程中，椎体融合的实际情况。
3.相关技术中，为反映脊柱融合过程受力情况，研发了多种传感设备，具体情况如下：1.传统椎间融合器由聚醚醚酮（peek）或钛合金材料加工而成，不能诱导成骨长入，在融合器内通常压迫留置较大窗以满足植骨需要，植入后通过x射线成像或计算机断层成像判断骨长入情况，椎间融合的情况通过观察椎体间的骨痂生长间接推测，不能直接反映融合力学功能恢复的进程，而且多次采用此类随访方法对患者有随访频率低、剂量辐射大，且在长时间内难以确定长入情况和受力情况，难以对非正常受力情况做出预判。
4.2.四轴负载测量单元可以实现椎间融合器前后向张力和压力、剪切力矩、屈伸力矩和弯曲力矩的有线测量，且可以利用辅助垫片使融合器与椎体间受力更均匀，该传感器设计采用四个由应变片制成的负载传感器，放置于方形钛合金垫片的四角，通过四角负载传感器的拉伸-压缩数据测量，四角负载引起的应变通过全桥电路直接测量且消除了力矩影响，因此可以实现前后向的压缩和剪切力，且可以间接计算屈伸和弯曲力矩。可以用于体外模型测量或尸体测量，存在的主要问题一方面是传感器信号传输线缆过于复杂，为有线测量，难以实现植入，另一方面，这项工作中主要提及的钛合金材料本身存在较大沉降可能。
5.3.一种脊柱假体，可实现植入后体内力学环境测量。该设备由六个负载传感器和一个遥测单元构成，感应供能，peek材料形成外壳，实现三个自由度的力和扭矩的测量。实现了无线供能、智能化的测量和传输，但作为脊椎假体，适合于进行椎体次全切出的患者，适应症较窄，体积较大，在融合器传感用途方面难以实现，且内部电路较为复杂，如果发生泄漏，容易造成体内环境污染和设备本身失效。
6.4.一种用于动物脊柱融合实验的负载单元，每个负载单元上贴有八个应变仪实现负载和扭矩测量。该设备带有粗重线缆和巨大信号传输电路板，对植入实验极不友好，因此并未产品化投入临床使用，仅用作动物实验。
7.综上所述，相关技术中，可以应用于人体椎间融合进程监测的椎间融合器及具有传感功能的椎间融合器，采用多个应变计附着在融合器表面的形式，以实现多自由度测量，但内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效，有待改进。

技术实现要素：

8.本发明提供一种骨科椎间融合器、椎体融合引起的应变监测系统及方法，以解决相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
9.本发明第一方面实施例提供一种骨科椎间融合器，包括：椎间融合器本体，所述椎间融合器本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成传感阵列，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收所述应变信号，并将所述应变信号发送至预设终端，以基于所述应变信号得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据；以及封装体，所述封装体用于对所述椎间融合器本体和所述通信单元进行封装。
10.可选地，在本发明的一个实施例中，所述椎间融合器本体的材料和/或预设材质为聚醚醚酮或碳纤维增强聚醚醚酮树脂类材质，所述预设方式为辐照碳化方式。
11.可选地，在本发明的一个实施例中，所述预设位置为所述椎间融合器本体的预设应力集中处。
12.可选地，在本发明的一个实施例中，所述椎间融合器本体包括颈椎融合器、后入路胸腰椎融合器、侧方入路胸腰椎融合器、侧后入路胸腰椎融合器中的至少一项。
13.可选地，在本发明的一个实施例中，所述通信单元包括在预设材质的表面形成的射频标签，以基于所述射频标签将由所述应变信号形成的射频信号传输至所述预设终端。
14.可选地，在本发明的一个实施例中，所述封装体为通过化学气相沉积法沉积一层派瑞林制得。
15.本发明第二方面实施例提供一种椎体融合引起的应变监测系统，包括：至少一个上述实施例所述的骨科椎间融合器，用于采集椎间融合进程的应变信号；通信装置，用于接收一个或多个骨科椎间融合器的应变信号；以及处理器，用于根据所述一个或多个骨科椎间融合器的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。
16.可选地，在本发明的一个实施例中，所述通信装置包括：接收器，所述接收器包括至少一个天线，以在距离骨科椎间融合器预设距离内时，接收所述骨科椎间融合器的射频信号，并基于所述射频信号解析所述应变信号。
17.本发明第三方面实施例提供一种椎体融合引起的应变监测方法，其利用上述实施例所述的椎体融合引起的应变监测系统，包括以下步骤：基于骨科椎间融合器，采集椎间融合进程的应变信号；根据所述椎间融合进程的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。
18.本发明第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的椎体融合引起的应变监测方法。
19.本发明实施例可以基于不同的伤患位置植入骨科椎间融合器，其中，椎间融合器本体可以由具有良好生物兼容性、强度较高的预设材质以预设方式制成传感阵列，以获得
伤患位置的应变信号，与椎间融合器本体一同由封装体进行封装的通信单元可以发送应变信号以得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据，实现长期有效实时无创的非侵入式脊柱融合监测，避免大量电子器件植入体内，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持，且可以通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
20.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发明实施例提供的一种骨科椎间融合器的结构示意图；图2为根据本发明一个实施例的骨科椎间融合器的结构示意图；图3为根据本发明实施例提供的一种椎体融合引起的应变监测系统的结构示意图；图4为根据本发明一个实施例的椎体融合引起的应变监测系统的原理示意图；图5为根据本发明实施例提供的一种椎体融合引起的应变监测方法的流程图。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.下面参考附图描述本发明实施例的骨科椎间融合器、椎体融合引起的应变监测系统及方法。针对上述背景技术中提到的相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题，本发明提供了一种骨科椎间融合器，在该骨科椎间融合器中，可以基于不同的伤患位置植入骨科椎间融合器，其中，椎间融合器本体可以由具有良好生物兼容性、强度较高的预设材质以预设方式制成传感阵列，以获得伤患位置的应变信号，与椎间融合器本体一同由封装体进行封装的通信单元可以发送应变信号以得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据，实现长期有效实时无创的非侵入式脊柱融合监测，避免大量电子器件植入体内，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持，且可以通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
24.具体而言，图1为本发明实施例所提供的一种骨科椎间融合器的结构示意图。
25.如图1所示，该骨科椎间融合器10包括：椎间融合器本体101、通信单元102和封装
体103。
26.具体地，椎间融合器本体101的预设位置处由预设材质以预设方式制成传感阵列，以感测其上的应变，输出应变信号。
27.在实际执行过程中，本发明实施例可以通过接触式应变传感方式，获得椎间融合病患位置的力学信号，形成力学反馈机制，具体可以将椎间融合器本体101植入病患位置，作为应变传感设备，感受其植入位置上的应变，以输出应变信号。
28.其中，为了避免大量电子器件植入人体，造成电解液泄露、污染体内环境、设备失效等问题，本发明实施例的椎间融合器本体101可以由预设材质以预设方式制成。
29.可选地，在本发明的一个实施例中，预设位置为椎间融合器本体的预设应力集中处。
30.需要注意的是，预设位置可以为椎间融合器本体101的应力集中部分，从而便于对椎间融合进程产生的应力应变进行实时监测，具体可以根据椎间融合病患位置的不同，由本领域技术人员进行相应设置，在此不做具体设置。
31.可选地，在本发明的一个实施例中，椎间融合器本体101的材料和/或预设材质为聚醚醚酮或碳纤维增强聚醚醚酮树脂类材质，预设方式为辐照碳化方式。
32.在一些实施例中，椎间融合器本体101的材料和/或预设材质均为树脂类材质，如聚醚醚酮或碳纤维增强聚醚醚酮等，预设方式为辐照碳化方式，使得本发明实施例可以在尽可能保留原有植入物结构、无附加件的基础上，长效、实时监测体内力学环境。
33.其中，聚醚醚酮或碳纤维增强聚醚醚酮具有优良的生物兼容性和极高的比强度，其表面可通过高能束碳化改性，实现传感器刻蚀，配套无线供能及读写装置即可实现对椎体融合过程中骨科椎间融合器10负载分担的测量和传输。
34.以碳纤维增强聚醚醚酮为例，碳纤维增强聚醚醚酮是碳纤维增强的聚醚醚酮复合材料，集中了聚醚醚酮材料和碳纤维材料的优势，质量轻，且具有优异的力学性能、耐化学腐蚀性能和生物兼容性，且此类材料经高能激光束碳化后可以具有高导电性及应力响应特性，其树脂基体电磁干扰较小，这为直接将骨科椎间融合器10本身转化为传感器件提供了可能。
35.又例如，预设方式可以为辐照碳化方式，如图2所示，本发明实施例可以利用多自由度激光加工在椎间融合器本体101的应力集中部分原位加工多工作模式（电阻、电感）传感阵列，在树脂基材料构成的骨科椎间融合器10上，采用激光加工的方法，直接在树脂基材料上加工出对应形状的导电区域，从而使材质改性，感知体内力学信号、温度信号或化学信号。
36.其中，激光辐照可以采用紫外光、可见光、红外光，脉宽可以为毫秒、纳秒、皮秒、飞秒等，只要能够在树脂基材料的表面碳化出所需的导电区域即可。另外，本发明实施例可以通过改变激光的输出功率、扫描速度、重复频率、离焦量等激光参数改变激光的能量密度，进而改变导电区域的形貌、成分和电阻率等，同时，还可以通过设计激光加工轨迹对碳化导电层(碳化层)进行图案设计，形成不同的图案、适用于力学(压力、应变、摩擦等)、温度、化学(ph等)等复合信号传感的传感器。
37.举例而言，当激光辐照采用紫外纳秒激光时，激光器的输出功率可以为5w-10w，例如可以为5w、6w、7w、8w、9w、10w等，重复频率可以为40khz-100khz，例如可以为40khz、
60khz、80khz、100khz等，扫描速度可以为20-110mm/s，例如可以为20mm/s、40mm/s、60mm/s、80mm/s、100mm/s、110mm/s等，离焦量可以为2-10mm，例如可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm等。由此，可以使得辐照在碳纤维增强聚醚醚酮基体表面的能量密度大于0.83j/mm 2，进而可以在碳纤维增强聚醚醚酮基体的表面形成碳化层。
38.可选地，在本发明的一个实施例中，椎间融合器本体101包括颈椎融合器、后入路胸腰椎融合器、侧方入路胸腰椎融合器、侧后入路胸腰椎融合器中的至少一项。
39.具体地，基于不同的伤患位置，椎间融合器本体101可以包括颈椎融合器、后入路胸腰椎融合器、侧方入路胸腰椎融合器、侧后入路胸腰椎融合器等用于诱导上下椎体间融合成为整体的骨科椎间融合器10，从而使得本发明实施例可以适用但不限于颈椎融合、后入路胸腰椎融合、侧方入路胸腰椎融合、侧后入路胸腰椎融合手术，以实现针对不同位置的椎间融合进程中椎体受力引发的表面应变情况的实时监测。
40.通信单元102，用于接收应变信号，并将应变信号发送至预设终端，以基于应变信号得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据。
41.作为一种可能实现的方式，本发明实施例可以通过通信单元102，实现信号发送，其中，通信单元102可以接收椎间融合器本体101输出的应变信号，并通过无线传输，将应变信号发送至预设终端，如信号接收器等，从而将应变信号转化为追兼容和进程的椎体受力引发的表面应变数据。无线传输的方式可以有很多种，例如有线有源的方式、无线有源的方式、无线无源的方式等等，下面进行详细描述。
42.可选地，在本发明的一个实施例中，通信单元102包括在预设材质的表面形成的射频标签，以基于射频标签将由应变信号形成的射频信号传输至预设终端。
43.在此对无线无源的方式进行详细描述。具体而言，当椎间融合器本体101的预设材质为碳纤维增强聚醚醚酮，预设制成方式为辐照碳化方式时，如图2所示，本发明实施例可以通过辐照碳化，在三个自由度位置由具有较高能量密度的高能束（如激光）辐照碳化构成传感阵列，即实现对碳纤维增强聚醚醚酮基体的表面进行原位碳化，形成的不同形状碳化层作为射频标签，且不同的形状具有对应的特征频率，并再监测到应变后，谐振频率相应改变，实现对应力应变的实时监控，并且由于射频标签与基体之间的结合是非常牢固的，不会随着时间的延长而出现结合不牢固的问题，因而也不会出现谐振响应频率明显升高的问题，在实际应用过程中，本发明实施例可以在体外通过如便携式矢量网络分析仪的探头读取体内数据。
44.其中，碳纤维增强聚醚醚酮基体上射频标签的形状可以有多种，且不同的形状可以产生不同效果，例如，射频标签可以为细长条状，对于力学信号更为敏感，可以精准而及时的对力学信号做出响应，从而用于反馈力学信号，如应力、应变等；射频标签可以为多条细长线条弯曲连接结构，该结构可以感知温度的细微变化，从而用于反馈温度信号；射频标签可以为正方形，可以通过吸收液体成分并感知液体的变化，从而用于反馈化学信号，例如体内ph的变化等。在术后愈合阶段，本发明实施例可以通过无线通信方式，获得体内骨折端的力学信号，用于分析病人手术的预后情况，如当预设终端靠近骨科椎间融合器10上的射频标签时，在标签谐振频率处可以出现对应的峰值，本领域技术人员通过分析该峰的频率、峰度等信息，即可对骨科椎间融合器10的应力状态进行解算，从而对骨愈合情况进行评估，实现射频无线通信。
45.在此对有线无源的方式进行详细描述。在实验室研究阶段，由于无需植入人体，例如可以直接通过数据线接入pc端显示，因此，本发明实施例可以采用有线方式进行数据测试、标定及评价，便于进行设备调试。
46.在此对无线有源的方式进行详细描述。在一些实施例中，本发明实施例还可以基于无线模块，发送基于椎间融合器本体101获取的应变信号，实现应变信号的无线传输，并利用电源模块为无线模块进行供电，保证无线传输的正常进行。
47.在实际执行过程中，通信单元102可以接收椎间融合器本体101的电阻信号即应变信号，电阻信号可以通过如惠斯通桥电路转换为电压信号并进行放大处理得到放大信号，放大信号可以进行模数转换为数字电压信号，数字电压信号可以再通过蓝牙模块进行无线发送，即加装包含蓝牙模块的小型外围电路，在体外直接可以用手机等可以接收无线蓝牙信号的移动设备直接接收和显示，此外，便携式矢网仪亦可级联蓝牙模块实现移动端的数据显示。
48.封装体103用于对椎间融合器本体101和通信单元102进行封装。
49.在实际执行过程中，本发明实施例可以通过封装体103，实现对椎间融合器本体101和通信单元102的封装，避免椎间融合器本体101和通信单元102直接与人体接触产生不良反应，并提高本发明实施例的性能稳定性。
50.可选地，在本发明的一个实施例中，封装体103为通过化学气相沉积法沉积一层派瑞林制得。
51.在一些实施例中，封装体103可以为由化学气相沉积法沉积一层派瑞林制得的具有生物兼容性以及高介电常数的材料封装保护。
52.进一步地，本发明实施例可以在将骨科椎间融合器10消毒后植入待融合椎骨间，且植入后在患者椎骨融合阶段，可以配备外部射频发生器即可实现椎骨融合监测过程，椎骨融合初期骨科椎间融合器10承受负载较大，融合后期承受负载逐渐减小直至消失，全程无线供能和无线数据接收，并实时传输数据至如客户端并上传至云端实现大数据分析，由此实现长期有效实时无创的脊柱融合监测，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持。
53.根据本发明实施例提出的骨科椎间融合器，可以基于不同的伤患位置植入骨科椎间融合器，其中，椎间融合器本体可以由具有良好生物兼容性、对比强度较高的预设材质以预设方式制成传感阵列，以获得伤患位置的应变信号，与椎间融合器本体一同由封装体进行封装的通信单元可以发送应变信号以得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据，实现长期有效实时无创的非侵入式脊柱融合监测，避免大量电子器件植入体内，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持，且可以通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
54.其次参照附图描述根据本发明实施例提出的椎体融合引起的应变监测系统。
55.图3是本发明实施例的椎体融合引起的应变监测系统30的结构示意图。
56.如图3所示，该椎体融合引起的应变监测系统30包括：骨科椎间融合器10、通信装置301和处理器302。
57.具体地，至少一个骨科椎间融合器10，用于采集椎间融合进程的应变信号。
58.通信装置301，用于接收一个或多个骨科椎间融合器的应变信号。
59.在实际执行过程中，本发明实施例可以通过通信装置301，实现对一个或多个骨科椎间融合器10的应变信号的接收，实现对椎间融合进程中的应力应变的监测，便于后续针对应变信号进行分析，实现患者术后高效随访及个性化康复。
60.可选地，在本发明的一个实施例中，通信装置301包括：接收器。
61.其中，接收器包括至少一个天线，以在距离骨科椎间融合器10预设距离内时，接收骨科椎间融合器10的射频信号，并基于射频信号解析应变信号。
62.具体地，本发明实施例可以采用一个天线（例如直线微带天线）作为接收器，并在将天线靠近骨科椎间融合器10上的射频标签时，接收射频信号，此时，在射频标签谐振频率处会出现对应的峰值，从而基于射频信号解析应变信号。
63.处理器302，用于根据一个或多个骨科椎间融合器10的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。
64.作为一种可能实现的方式，本发明实施例可以通过处理器302分析该峰的频率、峰度等信息，即可对骨科椎间融合器10的应力状态进行解算，从而对骨愈合情况进行评估。
65.结合图4所示，以一个实施例对本发明实施例的椎体融合引起的应变监测系统的工作原理进行详细阐述。
66.如图4所示，本发明实施例可以通过辐照碳化椎间融合器本体特定部位，使该部位改性获得应变传感特性，骨科椎间融合器10在术后可达到实时监测椎间融合进程的力学环境的目的，将骨科椎间融合器10消毒后植入待融合椎骨间，且植入后在患者椎骨融合阶段，可以通过外界的通信装置301进行射频通信，可获得骨科椎间融合器10在体状态，分析其位置的应变传感特性，实现了骨科椎间融合器10在体的生物力学监测等全生命周期状态监测，椎骨融合初期骨科椎间融合器10承受负载较大，融合后期承受负载逐渐减小直至消失，全程无线供能和无线数据接收，并实时传输数据至如客户端并上传至云端实现大数据分析，由此实现长期有效实时无创的脊柱融合监测，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持。
67.此外，除射频信号外，本发明实施例还可以使用蓝牙等无线传输设备，作为无线传输设备的代替。
68.骨科椎间融合器10可以实现非侵入式的持续监测，有利于实现患者术后高效随访及个性化康复，并通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。
69.根据本发明实施例提出的椎体融合引起的应变监测系统，可以基于不同的伤患位置植入骨科椎间融合器，其中，椎间融合器本体可以由具有良好生物兼容性、对比强度较高的预设材质以预设方式制成传感阵列，以获得伤患位置的应变信号，与椎间融合器本体一同由封装体进行封装的通信单元可以发送应变信号以得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据，实现长期有效实时无创的非侵入式脊柱融合监测，避免大量电子器件植入体内，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持，且可以通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其
内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
70.再次参照附图描述根据本发明实施例提出的椎体融合引起的应变监测方法。
71.图5是本发明实施例的椎体融合引起的应变监测方法的流程图。
72.如图5所示，该椎体融合引起的应变监测方法，其利用上述实施例的椎体融合引起的应变监测系统，包括以下步骤：在步骤s501中，基于骨科椎间融合器，采集椎间融合进程的应变信号。
73.在步骤s502中，根据椎间融合进程的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。
74.需要说明的是，前述对椎体融合引起的应变监测系统实施例的解释说明也适用于该实施例的椎体融合引起的应变监测方法，此处不再赘述。
75.根据本发明实施例提出的椎体融合引起的应变监测方法，可以基于不同的伤患位置植入骨科椎间融合器，其中，椎间融合器本体可以由具有良好生物兼容性、对比强度较高的预设材质以预设方式制成传感阵列，以获得伤患位置的应变信号，与椎间融合器本体一同由封装体进行封装的通信单元可以发送应变信号以得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据，实现长期有效实时无创的非侵入式脊柱融合监测，避免大量电子器件植入体内，为实现患者的术后个性化健康管理提供技术支持，且可以通过后端实现数据上传云端及数据共享，通过大数据方法，提高对愈后问题的防治，提高随访的可靠性和及时性。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。
76.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的椎体融合引起的应变监测方法。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、
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示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
79.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
80.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或n个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
81.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
82.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
83.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
84.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种骨科椎间融合器，其特征在于，包括：椎间融合器本体，所述椎间融合器本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成传感阵列，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收所述应变信号，并将所述应变信号发送至预设终端，以基于所述应变信号得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据；以及封装体，所述封装体用于对所述椎间融合器本体和所述通信单元进行封装。2.根据权利要求1所述的骨科椎间融合器，其特征在于，所述椎间融合器本体的材料和/或预设材质为聚醚醚酮或碳纤维增强聚醚醚酮树脂类材质，所述预设方式为辐照碳化方式。3.根据权利要求1所述的骨科椎间融合器，其特征在于，所述预设位置为所述椎间融合器本体的预设应力集中处。4.根据权利要求1所述的骨科椎间融合器，其特征在于，所述椎间融合器本体包括颈椎融合器、后入路胸腰椎融合器、侧方入路胸腰椎融合器、侧后入路胸腰椎融合器中的至少一项。5.根据权利要求1所述的骨科椎间融合器，其特征在于，所述通信单元包括在预设材质的表面形成的射频标签，以基于所述射频标签将由所述应变信号形成的射频信号传输至所述预设终端。6.根据权利要求1所述的骨科椎间融合器，其特征在于，所述封装体为通过化学气相沉积法沉积一层派瑞林制得。7.一种椎体融合引起的应变监测系统，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-6任一项所述的骨科椎间融合器，用于采集椎间融合进程的应变信号；通信装置，用于接收一个或多个骨科椎间融合器的应变信号；以及处理器，用于根据所述一个或多个骨科椎间融合器的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。8.根据权利要求7所述的椎体融合引起的应变监测系统，其特征在于，所述通信装置包括：接收器，所述接收器包括至少一个天线，以在距离骨科椎间融合器预设距离内时，接收所述骨科椎间融合器的射频信号，并基于所述射频信号解析所述应变信号。9.一种椎体融合引起的应变监测方法，其特征在于，利用权利要求7-8任一项所述的椎体融合引起的应变监测系统，其中，所述方法包括以下步骤：基于骨科椎间融合器，采集椎间融合进程的应变信号；根据所述椎间融合进程的应变信号得到至少一位患者的椎体受力引发的表面应变数据。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以实现如权利要求9所述的椎体融合引起的应变监测方法。

技术总结

本发明涉及外科技术领域，特别涉及一种骨科椎间融合器、椎体融合引起的应变监测系统及方法，其中，骨科椎间融合器包括：椎间融合器本体，椎间融合器本体的预设位置处由预设材质以预设方式制成传感阵列，以感测其上的应变，输出应变信号；通信单元，用于接收应变信号，并将应变信号发送至预设终端，以基于应变信号得到椎间融合进程的椎体受力引发的表面应变数据；封装体，封装体用于对椎间融合器本体和通信单元进行封装。由此，解决了相关技术中采用多个应变计附着在融合器表面的方式进行应力应变监测，其内部电路复杂，植入物结构复杂体积较大，易导致患者体内环境污染和设备失效的技术问题。问题。问题。