基于声振信号的假体状态检测方法及装置与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体来说涉及一种基于声振信号的假体状态检测方法及装置。


背景技术：

2.关节置换(joint replacement)是用人工制造的关节假体代替疼痛且丧失关节功能的关节的一种医学治疗方法。制作关节假体的材料要求强度高、耐磨损、耐腐蚀、生物相容性好、无毒性，常用合金、碳素、微晶陶瓷及硅胶等，设计上要求仿生体形状并合乎生物力学，目前已知的关节假体已经可用于人体全身各关节，例如，腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体和髋关节假体等。关节假体的使用寿命会受到人工关节材料、手术方式和患者个体因素等的影响，例如患者的行动方式、与骨关节发生撞击均会使得关节假体产生松动或脱位，进而对患者造成不便。
3.现有技术中主要是通过医学影像的方式对关节假体松动或脱位进行检测，例如，x射线、ct扫描等，但这些检测方式依赖成本高昂的专业仪器，使得本就行动不便的患者需要去医院进行检测，检测方式复杂、成本较高并且无法实现对关节假体状态的实时检测。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有关节假体的检测方式复杂、成本较高并且无法实现对关节假体状态的实时检测的问题，提出一种基于声振信号的假体状态检测方法及装置。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一方面，提供一种基于声振信号的假体状态检测方法，包括以下步骤：
7.确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；
8.获取待测假体的加速度数据和声音数据；
9.根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；
10.根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。
11.进一步地，所述获取待测假体的声音数据，根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，具体包括：
12.根据预设时间间隔采集预设数量的声音数据，得到声音数据序列；
13.将所述声音数据序列去均值后再加汉宁窗处理，根据处理后的数据计算得到各声音数据对应的功率谱，对各功率谱进行数字滤波，根据滤波后的功率谱计算声振特征数据。
14.进一步地，所述声振特征标准数据和声振特征数据为：最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。
15.进一步地，所述功率谱的幅值和的计算公式如下：
16.17.式中，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值。
18.进一步地，所述功率谱重心频率的计算公式如下：
[0019][0020]
式中，f
cp
表示功率谱重心频率，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值，ts表示采集声音数据的预设时间间隔。
[0021]
进一步地，所述功率谱散度的计算公式如下：
[0022][0023]
式中，powj(i)表示功率谱散度，pow(j)表示第j个待检功率谱的幅值，aps(i,j)表示i状态参考标准功率谱，n表示功率谱的数量。
[0024]
进一步地，所述获取待测假体声音数据，具体包括：
[0025]
设置压电传感器，并建立电压数据与压电传感器的形变类型的对应关系以及所述形变类型与声音数据的对应关系；
[0026]
在待测假体活动时，所述压电传感器发生形变进而产生电荷信号，将所述电荷信号转换为电压数据后，根据所述电压数据确定压电传感器的形变类型，并根据所述形变类型并确定待测假体的声音数据。
[0027]
进一步地，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常，具体包括：
[0028]
根据所述声振特征标准数据确定与其对应的第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，若所述声振特征数据处于第一预设范围，则判定待测假体处于正常状态，若所述声振特征数据处于第二预设范围，则判定待测假体处于松动状态，若所述声振特征数据处于第三预设范围，则判定待测假体处于脱位状态。
[0029]
进一步地，所述待测假体为腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体或髋关节假体。
[0030]
另一方面，提供一种基于声振信号的假体状态检测装置，包括：加速度获取模块、声音获取模块、a/d采样电路和控制模块；
[0031]
所述加速度获取模块，用于获取待测假体的加速度信号，并将其发送至a/d采样电路；
[0032]
所述声音获取模块，用于获取待测假体的声音信号，并将其发送至a/d采样电路；
[0033]
所述a/d采样电路，用于分别对所述加速度信号和声音信号进行采样得到加速度数据和声音数据，并将所述加速度数据和声音数据发送至控制模块；
[0034]
所述控制模块，用于确定假体正常状态下加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；以及根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。
[0035]
进一步地，所述a/d采样电路，具体用于：根据预设时间间隔对所述声音信号进行采样，得到包含预设数量声音数据的声音数据序列；
[0036]
所述控制模块，具体用于：将所述声音数据序列去均值后再加汉宁窗处理，根据处理后的数据计算得到各声音数据对应的功率谱，对各功率谱进行数字滤波，根据滤波后的功率谱计算声振特征数据。
[0037]
进一步地，所述声振特征标准数据和声振特征数据为：最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。
[0038]
进一步地，所述功率谱的幅值和的计算公式如下：
[0039][0040]
式中，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值。
[0041]
进一步地，所述功率谱重心频率的计算公式如下：
[0042][0043]
式中，f
cp
表示功率谱重心频率，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值，ts表示采集声音数据的预设时间间隔。
[0044]
进一步地，所述功率谱散度的计算公式如下：
[0045][0046]
式中，powj(i)表示功率谱散度，pow(j)表示第j个待检功率谱的幅值，aps(i,j)表示i状态参考标准功率谱，n表示功率谱的数量。
[0047]
进一步地，所述声音获取模块包括：压电传感器、电子放大器和数据处理器；
[0048]
所述压电传感器，用于在待测假体活动时发生形变进而产生电荷信号，并将所述电荷信号发送至电子放大器；
[0049]
所述电子放大器，用于接收电荷信号，将所述电荷信号转换为电压数据并将其发送至数据处理器；
[0050]
所述数据处理器，存储有电压数据与压电传感器的形变类型的对应关系以及所述形变类型与声音数据的对应关系，用于接收电压数据，根据所述电压数据确定压电传感器的形变类型，并根据所述形变类型并确定待测假体的声音数据。
[0051]
进一步地，所述控制模块，具体用于：
[0052]
根据所述声振特征标准数据确定与其对应的第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，若所述声振特征数据处于第一预设范围，则判定待测假体处于正常状态，若所述声振特征数据处于第二预设范围，则判定待测假体处于松动状态，若所述声振特征数据处于第三预设范围，则判定待测假体处于脱位状态。
[0053]
进一步地，所述加速度获取模块设置于由谐振膜和外壳形成的谐振腔内，所述谐振膜设置于假体对应的皮肤上；所述加速度获取模块包括加速度传感器和电荷放大器；
[0054]
所述加速度传感器，用于获取谐振膜的加速度信号，并将所述加速度信号发送至电荷放大器；
[0055]
所述电荷放大器，用于对加速度信号的电荷进行放大后将其发送至a/d采样电路。
[0056]
进一步地，所述声音获取模块为声级计，所述声级计设置于由谐振膜和外壳形成的谐振腔内。
[0057]
进一步地，所述声音获取模块、a/d采样电路和控制模块均设置于所述谐振腔内，所述谐振腔设置于创可贴式的柔性装置中。
[0058]
进一步地，所述待测假体为腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体或髋关节假体。
[0059]
本发明的有益效果是：本发明所述的基于声振信号的假体状态检测方法及装置，基于假体与关节碰撞时的加速度数据和声音数据来判断假体状态是否正常，检测方式简单，需要的装置成本较低，并且还可以通过将检测装置集成于柔性装置中，将柔性装置贴合至假体关节对应的皮肤上，实现对假体状态的实时检测。
附图说明
[0060]
图1为本发明实施例所述的基于声振信号的假体状态检测装置的结构示意图；
[0061]
图2为本发明实施例所述的基于声振信号的假体状态检测装置的原理示意图；
[0062]
图3为本发明实施例所述的基于声振信号的假体状态检测方法的流程示意图；
[0063]
图4为本发明实施例所述的肩关节假体对应的柔性装置贴附示意图；
[0064]
图5为本发明实施例所述的腕关节假体对应的柔性装置贴附示意图；
[0065]
图6为本发明实施例所述的踝关节假体对应的柔性装置贴附示意图；
[0066]
图7为本发明实施例所述的髋关节假体对应的柔性装置贴附示意图；
[0067]
图8为本发明实施例所述的膝关节假体对应的柔性装置贴附示意图；
[0068]
图9为本发明实施例所述的声音获取模块的结构示意图；
[0069]
附图标记说明：
[0070]
1-加速度获取模块；2-声音获取模块；3-a/d采样电路；4-控制模块；5-谐振膜；6-外壳；7-谐振腔；8-压电传感器；9-电子放大器；10-数据处理器。
具体实施方式
[0071]
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
[0072]
本发明提供的基于声振信号的假体状态检测方法及装置，主要的技术构思如下：加速度获取模块获取待测假体的加速度信号，并将其发送至a/d采样电路；声音获取模块获取待测假体的声音信号，并将其发送至a/d采样电路；a/d采样电路分别对所述加速度信号和声音信号进行采样得到加速度数据和声音数据，并将所述加速度数据和声音数据发送至控制模块；控制模块确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系，根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。
[0073]
可以理解，由于假体在正常状态受其活动的剧烈程度的影响，假体与关节碰撞发
出的声音也有所不同，例如，活动的越剧烈，则声音越大，活动的越平稳，则声音越小，即假体与关节碰撞发出的声音与其活动情况密切相关，基于此，本发明通过假体在活动时的加速度数据和声音数据来判断假体状态是否正常。具体地，在对待测假体进行状态检测之前，需要预先确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系并将其存储至控制模块中，即待测假体在正常状态下的各加速度数据对应的声振特征标准数据。在对待测假体进行状态检测时，当控制模块收到待测假体的加速度数据和声音数据后，先根据预先存储的对应关系确定该加速度数据对应的声振特征标准数据，在从该声音数据中提取待测假体的声振特征数据，最后比较得到的声振特征数据和声振特征标准数据之间的差异，即可判断出待测假体是否处于正常、松动或脱位状态。
[0074]
实施例1
[0075]
本发明实施例所述的基于声振信号的假体状态检测装置，适用于对关节假体的状态检测，如图1所示，包括：电源模块、通信模块、加速度获取模块1、声音获取模块2、a/d采样电路3和控制模块4，为了提高状态检测的准确性，电源模块、通信模块、加速度获取模块1、声音获取模块2、a/d采样电路3和控制模块4均集成于由谐振膜5和外壳6形成的谐振腔7内，其中，电源模块(图中未示出)用于供电。
[0076]
本实施例中，加速度获取模块1可以包括加速度传感器和电荷放大器，加速度传感器用于获取谐振膜的加速度信号，进而反映待测假体的加速度信号，电荷放大器用于对该加速度信号放大后发送至a/d采样电路3。
[0077]
本实施例中，声音获取模块2可以为声级计，声级计用于获取谐振腔7内的声音信号，进而反映待测假体的声音信号，并将该声音信号发送至a/d采样电路3。
[0078]
本实施例中，a/d采样电路3用于分别对所述加速度信号和声音信号进行采样得到加速度数据和声音数据，并将所述加速度数据和声音数据发送至控制模块4；
[0079]
本实施例中，控制模块4可以是mcu，即微处理控制器，但不限于此，控制模块4还可以为中央处理器等其他具有处理和运算功能的处理器，控制模块4用于确定假体正常状态下加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；以及根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。
[0080]
本实施例中，通信模块(图中未示出)可以是wifi模块、zigbee模块、以太网模块、can模块、rs485模块，但不限于此，第一通信模块还可以为其他通信模块，通信模块用于将状态检测结果发送至智能终端设备，以便于患者进行查看。
[0081]
如图2所示，本实施例中，加速度获取模块1和声音获取模块2分别与a/d采样电路3连接，a/d采样电路3和通信模块分别与控制模块4连接。
[0082]
基于上述基于声振信号的假体状态检测装置，即可实现对待测假体进行实时状态检测，待测假体可以为腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体或髋关节假体。
[0083]
本实施例所述的基于声振信号的假体状态检测方法，如图3所示，包括以下步骤：
[0084]
步骤1、确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；
[0085]
可以理解，由于假体在正常状态受其活动的剧烈程度的影响，假体与关节碰撞发出的声音也有所不同，例如，活动的越剧烈，则声音越大，活动的越平稳，则声音越小，即假体在正常状态下与关节碰撞发出的声音与其活动情况密切相关，为了实现对待测假体的状
态检测，在对待测假体进行状态检测之前，需要预先确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系并将其存储至控制模块4中，即待测假体在正常状态下的各加速度数据对应的声振特征标准数据。
[0086]
步骤2、获取待测假体的加速度数据和声音数据；
[0087]
可以理解，本实施例在对待测假体进行状态检测时，通过加速度获取模块1实时获取待测假体的加速度数据，通过声音获取模块2实时获取待测假体的声音数据，同时通过a/d采样电路3对加速度数据和声音数据采样后发送至控制模块4。
[0088]
步骤3、根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；
[0089]
可以理解，控制模块4在收到a/d采样电路3采样的加速度数据和声音数据后，根据预先存储的对应关系确定加速度数据对应的声振特征标准数据。为了在噪声干扰比较强状态下能更好反应声振特征，本实施例中，声振特征标准数据可以为最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。
[0090]
步骤4、根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。
[0091]
可以理解，本实施例中，a/d采样电路3根据预设时间间隔采集预设数量的声音数据，得到声音数据序列，控制模块4根据声音数据序列提取待测假体的声振特征数据，具体包括：
[0092]
将所述声音数据序列去均值后再加汉宁窗处理，根据处理后的数据计算得到各声音数据对应的功率谱，对各功率谱进行数字滤波，根据滤波后的功率谱计算声振特征数据。
[0093]
相应的，本实施例中的声振特征数据也可以为最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。
[0094]
其中，功率谱的幅值和的计算公式如下：
[0095][0096]
式中，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值。
[0097]
功率谱重心频率的计算公式如下：
[0098][0099]
式中，f
cp
表示功率谱重心频率，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值，ts表示采集声音数据的预设时间间隔。
[0100]
功率谱散度的计算公式如下：
[0101][0102]
式中，powj(i)表示功率谱散度，pow(j)表示第j个待检功率谱的幅值，aps(i,j)表示i状态参考标准功率谱，n表示功率谱的数量。
[0103]
本实施例中，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是
否正常，具体包括：
[0104]
根据所述声振特征标准数据确定与其对应的第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，若所述声振特征数据处于第一预设范围，则判定待测假体处于正常状态，若所述声振特征数据处于第二预设范围，则判定待测假体处于松动状态，若所述声振特征数据处于第三预设范围，则判定待测假体处于脱位状态。
[0105]
为了便于对待测假体进行实时状态检测，本实施例可以将谐振腔7设置于创可贴式的柔性装置中，在实际使用时，确定待测假体的主要受力点即假体易脱位与松动的位置，将柔性装置贴附在对应的人体皮肤上即可，图4-图8依次示出了肩关节假体、腕关节假体、踝关节假体、髋关节假体和膝关节假体对应的柔性装置贴附位置，通过以上柔性装置，能够更加方便对待测假体状态进行实时检测。
[0106]
实施例2
[0107]
本实施例实现原理与实施例1基本相同，区别在于：获取声音数据的方式不同。
[0108]
如图5所示，本实施例中的声音获取模块2包括：压电传感器8、电子放大器9和数据处理器10；
[0109]
所述压电传感器8，用于在待测假体活动时发生形变进而产生电荷信号，并将所述电荷信号发送至电子放大器；
[0110]
所述电子放大器9，用于接收电荷信号，将所述电荷信号转换为电压数据并将其发送至数据处理器；
[0111]
所述数据处理器10，存储有电压数据与压电传感器的形变类型的对应关系以及所述形变类型与声音数据的对应关系，用于接收电压数据，根据所述电压数据确定压电传感器的形变类型，并根据所述形变类型并确定待测假体的声音数据。
[0112]
具体而言，当人体运动时，假体与骨骼发生撞击使得假体振动，进而引起内部感测的压电传感器8的悬臂梁发生弯曲形变，压电片表面应力发生变化而产生的正压电效应，在电极表面产生电荷信号，电荷信号经内置电子放大器转换成电压数据输出。由于电压输出值与压电片的形变类型一一对应，因此可以根据电压值推出不同时刻压电片的形变类型，从而得到其振动频率、振幅等振动响应的声音数据。

技术特征：
1.基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；获取待测假体的加速度数据和声音数据；根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。2.如权利要求1所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述获取待测假体的声音数据，根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，具体包括：根据预设时间间隔采集预设数量的声音数据，得到声音数据序列；将所述声音数据序列去均值后再加汉宁窗处理，根据处理后的数据计算得到各声音数据对应的功率谱，对各功率谱进行数字滤波，根据滤波后的功率谱计算声振特征数据。3.如权利要求2所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述声振特征标准数据和声振特征数据为：最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。4.如权利要求3所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述功率谱的幅值和的计算公式如下：式中，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值。5.如权利要求3所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述功率谱重心频率的计算公式如下：式中，f
cp
表示功率谱重心频率，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值，t
s
表示采集声音数据的预设时间间隔。6.如权利要求3所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述功率谱散度的计算公式如下：n1＝n/2+1；式中，powj(i)表示功率谱散度，pow(j)表示第j个待检功率谱的幅值，aps(i,j)表示i状态参考标准功率谱，n表示功率谱的数量。7.如权利要求1所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述获取待测假体声音数据，具体包括：设置压电传感器，并建立电压数据与压电传感器的形变类型的对应关系以及所述形变类型与声音数据的对应关系；在待测假体活动时，所述压电传感器发生形变进而产生电荷信号，将所述电荷信号转换为电压数据后，根据所述电压数据确定压电传感器的形变类型，并根据所述形变类型并
确定待测假体的声音数据。8.如权利要求1所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常，具体包括：根据所述声振特征标准数据确定与其对应的第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，若所述声振特征数据处于第一预设范围，则判定待测假体处于正常状态，若所述声振特征数据处于第二预设范围，则判定待测假体处于松动状态，若所述声振特征数据处于第三预设范围，则判定待测假体处于脱位状态。9.如权利要求1至8任一项所述的基于声振信号的假体状态检测方法，其特征在于，所述待测假体为腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体或髋关节假体。10.基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，包括：加速度获取模块、声音获取模块、a/d采样电路和控制模块；所述加速度获取模块，用于获取待测假体的加速度信号，并将其发送至a/d采样电路；所述声音获取模块，用于获取待测假体的声音信号，并将其发送至a/d采样电路；所述a/d采样电路，用于分别对所述加速度信号和声音信号进行采样得到加速度数据和声音数据，并将所述加速度数据和声音数据发送至控制模块；所述控制模块，用于确定假体正常状态下加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；以及根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。11.如权利要求10所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述a/d采样电路，具体用于：根据预设时间间隔对所述声音信号进行采样，得到包含预设数量声音数据的声音数据序列；所述控制模块，具体用于：将所述声音数据序列去均值后再加汉宁窗处理，根据处理后的数据计算得到各声音数据对应的功率谱，对各功率谱进行数字滤波，根据滤波后的功率谱计算声振特征数据。12.如权利要求11所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述声振特征标准数据和声振特征数据为：最大功率谱幅值、最大功率谱频率、功率谱的幅值和、功率谱重心频率或功率谱散度。13.如权利要求12所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述功率谱的幅值和的计算公式如下：式中，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值。14.如权利要求12所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述功率谱重心频率的计算公式如下：式中，f
cp
表示功率谱重心频率，t
pow
表示功率谱的幅值和，n表示功率谱的数量，pow(i)表示第i个功率谱的幅值，t
s
表示采集声音数据的预设时间间隔。
15.如权利要求12所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述功率谱散度的计算公式如下：n1＝n/2+1；式中，powj(i)表示功率谱散度，pow(j)表示第j个待检功率谱的幅值，aps(i,j)表示i状态参考标准功率谱，n表示功率谱的数量。16.如权利要求10所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述声音获取模块包括：压电传感器、电子放大器和数据处理器；所述压电传感器，用于在待测假体活动时发生形变进而产生电荷信号，并将所述电荷信号发送至电子放大器；所述电子放大器，用于接收电荷信号，将所述电荷信号转换为电压数据并将其发送至数据处理器；所述数据处理器，存储有电压数据与压电传感器的形变类型的对应关系以及所述形变类型与声音数据的对应关系，用于接收电压数据，根据所述电压数据确定压电传感器的形变类型，并根据所述形变类型并确定待测假体的声音数据。17.如权利要求10所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：根据所述声振特征标准数据确定与其对应的第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，若所述声振特征数据处于第一预设范围，则判定待测假体处于正常状态，若所述声振特征数据处于第二预设范围，则判定待测假体处于松动状态，若所述声振特征数据处于第三预设范围，则判定待测假体处于脱位状态。18.如权利要求10所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述加速度获取模块设置于由谐振膜和外壳形成的谐振腔内，所述谐振膜设置于假体对应的皮肤上；所述加速度获取模块包括加速度传感器和电荷放大器；所述加速度传感器，用于获取谐振膜的加速度信号，并将所述加速度信号发送至电荷放大器；所述电荷放大器，用于对加速度信号的电荷进行放大后将其发送至a/d采样电路。19.如权利要求18所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述声音获取模块为声级计，所述声级计设置于由谐振膜和外壳形成的谐振腔内。20.如权利要求18所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述声音获取模块、a/d采样电路和控制模块均设置于所述谐振腔内，所述谐振腔设置于创可贴式的柔性装置中。21.如权利要求10至20任一项所述的基于声振信号的假体状态检测装置，其特征在于，所述待测假体为腕关节假体、肩关节假体、膝关节假体、踝关节假体或髋关节假体。

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种基于声振信号的假体状态检测方法及装置，旨在解决现有关节假体的检测方式复杂、成本较高并且无法实现对关节假体状态的实时检测的问题，方案主要包括：确定假体正常状态下的加速度数据与声振特征标准数据之间的对应关系；获取待测假体的加速度数据和声音数据；根据所述对应关系确定待测假体的加速度数据对应的声振特征标准数据；根据所述声音数据提取待测假体的声振特征数据，根据所述声振特征数据和声振特征标准数据判断待测假体的状态是否正常。本发明检测方式简单，成本较低，并且能够实现对假体状态的实时检测，特别适用于关节假体。特别适用于关节假体。特别适用于关节假体。


技术研发人员：汪俊 田鹏 李铭 吴晓东
受保护的技术使用者：成都泽康智骨科技有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2023/9/7