【作 者】侯增涛，杨朝岚，徐大众，张琴丽，尚鹏中国科学院深圳先进技术研究院，深圳市，518055

0 引言

在进行人工关节和医疗器械的研发过程中，对植入体进行生物力学性能评价是不可或缺的一个过程[1]。国外凭借着先进的设备和人才，有大量的人做人工关节方面的生物力学实验[2-4]。目前国内这方面的研究尚处于起步阶段，相应的生物力学测试设备和测试手段都很缺乏[5-6]。

清华大学的吴剑等[7-8]利用LED型的光学捕捉设备进行过人工椎间盘的力学性能测试，他们所搭建的系统只能测量相对运动角度值，没有自己的夹具，关节中心线与力学试验机的轴线在一条直线上，模拟运动不自然，标记点识别时，存在漂移现象，会严重影响实验数据的准确性。清华大学的阎志进等[9]在此基础上进行了改进，利用夹具将椎体的中心从试验机的轴心线上平移了出来，模拟更自然，不过，他们使用的还是LED型的光学捕捉设备，每台设备最多只能检测4个点的实时坐标位置，需要同时使用多台设备，布大量冗长的线，对不同坐标系的数据进行转换融合，使用繁杂困难。

在以往的研究基础之上，本文做了部分的改进和创新。采用带有光过滤功能的双目视觉设备进行关节的运动角度测量，以此既省去了冗繁的布线又极大地降低了标记点的漂移。同时，关节间加载上薄膜压力传感器可将关节间压力值输出，以获得全面的有用数据。

1 方法

1.1 系统简介

一个完整的人工关节力学测试系统主要包括两个部分，分别为机械力加载系统和参数测量系统。……