The invention relates to a total hip replacement surgery and pelvic prosthesis attitude angle acquisition method and system, this method can get the real-time position of the pelvis, and to obtain the position of the pelvis as the reference for the prosthesis installation, determine the installation angle of the hardware of this system can be classified according to the functions of data acquisition, data processing and data transmission module three as part of the installation can be divided; the angle measuring device for pelvis initial attitude measuring device, measuring device and dynamic pelvic prosthesis, each device mounted sensor module is the same, the sensor data is transmitted to the computer, to complete the pelvic prosthesis and attitude angle solution on the computer; the use of the invention, the for the doctor to bring great convenience for total hip replacement surgery, and improve the success rate of operation and therapeutic effect.
【技术实现步骤摘要】
全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法与系统
本专利技术属于医学电子
,特别涉及一种全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法与系统。
技术介绍
随着人口数量的增长和人口老龄化趋势的不断发展,人工关节置换手术越来越多。以髋关节置换术为例,其主要适用于骨性关节炎、骨无菌性坏死(如股骨头坏死等)、某些髋部骨折(如股骨颈骨折)、类风湿性关节炎、创伤性关节炎、良性和恶性骨肿瘤、强直性脊柱炎等,应用广泛。全髋关节置换中要切除坏死的髋臼杯和股骨头,用人工假体来替换这些坏死的部分。在替换过程中一个重要方面是要确保人工髋臼假体对于骨盆的适当对准。研究表明,如果髋臼部件或移植物没有适当地对准骨盆将导致过早磨损、倾向脱位以及患者不舒适。然而在如今的人工全髋关节置换手术中,外科医生现在面临的最大问题是如何确定骨盆的姿态以及髋臼假体相对于骨盆的对准。全髋关节置换中,髋臼假体植入时要以骨盆为参考,如髋臼杯的轴线要与骨盆呈一定的角度,其中最重要的两个角度为前倾角和外展角。在解剖学定义上,对于大多数病人,髋臼假体相对于骨盆的安装角度安全范围是:前倾角5°—25°外展角30°—50°,在全髋关节置换手术中,外科医生将根据病人的具体情况适当精确这两个角度。然而,在现在手术中,骨盆的姿态难以确定,且病人被无菌手术单覆盖,髋臼假体相对于骨盆的安装角度的精确测量难以实现,仅凭外科医生的经验,例如在手术中以手术台平面为参考,会对髋臼假体的安装角度确定带来比较大的误差。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获 ...
【技术保护点】
一种全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法,其特征在于,包括:通过含有运动传感器的骨盆初始姿态测量装置测量骨盆前平面,获取骨盆初始姿态;通过设置在骨盆侧的含有运动传感器的骨盆动态测量装置,结合骨盆初始姿态与骨盆动态测量装置之间的转换关系,获取骨盆实时姿态;通过设置在髋臼假体上的含有运动传感器的假体安装角度测量装置,结合髋臼假体轴线与实时骨盆姿态之间的角度关系,获取假体安装角度。
【技术特征摘要】
1.一种全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法,其特征在于,包括:通过含有运动传感器的骨盆初始姿态测量装置测量骨盆前平面,获取骨盆初始姿态;通过设置在骨盆侧的含有运动传感器的骨盆动态测量装置,结合骨盆初始姿态与骨盆动态测量装置之间的转换关系,获取骨盆实时姿态;通过设置在髋臼假体上的含有运动传感器的假体安装角度测量装置,结合髋臼假体轴线与实时骨盆姿态之间的角度关系,获取假体安装角度。2.根据权利要求1所述全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法,其特征在于,所述骨盆前平面以ABC表示,其中,特征点A为左侧髂前上棘,特征点B为右侧髂前上棘,特征点C为耻骨联合,骨盆坐标系以P表示,其X轴与骨盆前平面垂直,Y轴由A指向B,Z轴垂直X轴和Y轴组成的平面,外展角α是由髋臼假体轴线a在横断面即骨盆XY平面的投影b与骨盆Y轴间的夹角,前倾角β是由髋臼假体轴线a与骨盆Z轴间的夹角;则骨盆初始姿态通过如下方式获取:先将骨盆初始姿态测量装置的运动传感器置于A处,记录此时的姿态euler1,解算得到轴向C-A的向量和骨盆前平面上与垂直的向量再将骨盆初始姿态测量装置的运动传感器置于B处,记录此时的姿态euler2,解算得到轴向C-B的向量和骨盆前平面上与垂直的向量由和得到骨盆前平面的法向量,即骨盆的X轴该状态时在大地坐标系下的向量值由和得到骨盆的Y轴该状态时在大地坐标系下的向量值通过右手定则得到骨盆Z轴在大地坐标系下的向量值推算得到该状态下骨盆相对的大地坐标系的姿态,即骨盆的初始姿态P0(ωx,ωy,ωz):ωy=arcsin(-z′(1)p)式中,z′(1)p表示向量的第一个值,z′(2)p表示向量的第二个值,z′(3)p表示向量的第三个值,y′(1)p表示向量的第一个值,x′(1)p表示向量的第一个值,ωx由ωx1和ωx2根据角度范围确定,ωz由ωz1和ωz2根据角度范围确定。3.根据权利要求2所述全髋关节置换手术中骨盆姿态及假体安装角度获取方法,其特征在于,在获取骨盆初始姿态P0的同时,骨盆动态测量装置的姿态D0也同时获取,通过求解得到骨盆动态测量装置与骨盆初始姿态之间的转换关系当患者处于方便手术的状态时,骨盆的实时姿态根据骨盆动态测量装置...
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