髋臼截骨矫形手术定位工具、系统及计算机设备技术方案

本申请实施例适用于医疗技术领域，提供了一种髋臼截骨矫形手术定位工具、系统及计算机设备，所述髋臼截骨矫形手术定位工具包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述支架与髋臼窝的固定。采用上述髋臼截骨矫形手术定位工具，可以对机器人辅助下的髋关节发育不良手术过程中的髋臼骨块实时三维位姿进行精准追踪，大幅提高髋关节发育不良手术成功率。大幅提高髋关节发育不良手术成功率。大幅提高髋关节发育不良手术成功率。

【技术实现步骤摘要】
髋臼截骨矫形手术定位工具、系统及计算机设备


[0001]本申请实施例属于医疗
，特别是涉及一种髋臼截骨矫形手术定位工具、系统及计算机设备。

技术介绍

[0002]骨性关节炎(osteoarthritis，OA)是一种由于老龄化、创伤、关节畸形等诸多因素导致的关节软骨退化疾病，世界卫生组织(WHO)称骨性关节炎为“不死的癌症”。据不完全统计，全世界骨性关节炎患者至少有3.6亿人，我国骨性关节炎患者多达1亿人以上。2020年我国骨科慢性病产生的治疗费用增至850亿；据推算，到2050年该费用将达到18000亿元。随着人口老龄化的不断加深，骨性关节炎将会带来巨大的社会和经济负担。
[0003]髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip，DDH)是一种先天性髋臼骨性发育畸形，该疾病源于髋臼对股骨头覆盖不充分，头臼接触面积减少，接触应力增大，从而使得软骨过早发生退变，导致继发性骨性关节炎，严重的DDH患者在中青年即可丧失劳动能力。据文献报道，DDH已成为继发性髋关节骨性关节炎的首要病因(发病率可高达43％)。
[0004]据不完全统计，我国DDH患者预计在300万
‑
500万，这些患者通常需要通过髋臼截骨矫形手术治疗的方式来进行治疗。如图1所示，是一种典型的髋臼截骨矫形手术治疗的示意图，该手术过程通常包括：(a)髋臼周围截骨，使髋臼骨块呈游离状态；(b)旋转矫形复位髋臼骨块，纠正髋臼位姿；(c)螺钉固定已复位髋臼骨块；(d)髋臼骨块愈合，恢复正常髋关节解剖形态及软骨生物力学功能。图1所示的手术治疗过程由于需要截断骨盆多处毗邻血管神经的关键骨质使髋臼骨块呈游离状态，然后通过徒手旋转矫形及精细复位髋臼骨块位姿，进而纠正髋臼覆盖不足的问题，因此存在创伤大、手术风险高、操作难度大、学习曲线陡峭、术者个体差异大等难题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种髋臼截骨矫形手术定位工具、系统及计算机设备，用以提高髋关节发育不良手术的成功率。
[0006]本申请实施例的第一方面提供了一种髋臼截骨矫形手术定位工具，包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述支架与髋臼窝的固定。
[0007]本申请实施例的第二方面提供了一种髋臼截骨矫形手术定位系统，包括一机械臂和一计算机设备，所述机械臂的末端安装有示踪器以及如第一方面所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，所述计算机设备用于执行如下操作：
[0008]控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的支架一端固定在髋臼窝内；
[0009]利用所述机械臂末端的示踪器对髋臼骨块进行注册配准；
[0010]控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的转接杆和所述支架分离；其中，分离后的所述支架保留在所述髋臼窝内，分离后的所述转接杆固定于所述机械臂的末端；
[0011]在完成所述髋臼骨块的截骨后，控制所述机械臂对所述转接杆与所述支架进行组装固定，并操纵固定有所述髋臼截骨矫形手术定位工具的所述髋臼骨块移动至规划位置；
[0012]在所述髋臼骨块被固定至骨盆上之后，控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具从所述髋臼窝中移除；其中，所述骨盆上固定有示踪器。
[0013]本申请实施例的第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现：
[0014]控制机械臂将髋臼截骨矫形手术定位工具的支架一端固定在髋臼窝内，所述机械臂的末端还安装有示踪器，所述髋臼截骨矫形手术定位工具包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述支架与髋臼窝的固定；
[0015]利用所述机械臂末端的示踪器对髋臼骨块进行注册配准；
[0016]控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的转接杆和所述支架分离；其中，分离后的所述支架保留在所述髋臼窝内，分离后的所述转接杆固定于所述机械臂的末端；
[0017]在完成所述髋臼骨块的截骨后，控制所述机械臂对所述转接杆与所述支架进行组装固定，并操纵固定有所述髋臼截骨矫形手术定位工具的所述髋臼骨块移动至规划位置；
[0018]在所述髋臼骨块被固定至骨盆上之后，控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具从所述髋臼窝中移除；其中，所述骨盆上固定有示踪器。
[0019]本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现：
[0020]控制机械臂将髋臼截骨矫形手术定位工具的支架一端固定在髋臼窝内，所述机械臂的末端还安装有示踪器，所述髋臼截骨矫形手术定位工具包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述支架与髋臼窝的固定；
[0021]利用所述机械臂末端的示踪器对髋臼骨块进行注册配准；
[0022]控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的转接杆和所述支架分离；其中，分离后的所述支架保留在所述髋臼窝内，分离后的所述转接杆固定于所述机械臂的末端；
[0023]在完成所述髋臼骨块的截骨后，控制所述机械臂对所述转接杆与所述支架进行组装固定，并操纵固定有所述髋臼截骨矫形手术定位工具的所述髋臼骨块移动至规划位置；
[0024]在所述髋臼骨块被固定至骨盆上之后，控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具从所述髋臼窝中移除；其中，所述骨盆上固定有示踪器。
[0025]本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行：
[0026]控制机械臂将髋臼截骨矫形手术定位工具的支架一端固定在髋臼窝内，所述机械臂的末端还安装有示踪器，所述髋臼截骨矫形手术定位工具包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种髋臼截骨矫形手术定位工具，其特征在于，包括固定连接且可分离的转接杆和支架，所述支架上包括一锥形螺母和至少三颗固定钉，所述锥形螺母与所述支架通过螺纹连接并可继续转动，所述固定钉位于所述支架的导向孔中并可沿轴向移动，所述锥形螺母被转动时将向下运动并挤压所述固定钉，受挤压的所述固定钉可沿轴向从所述导向孔中伸出并扎入髋臼窝骨面，实现所述支架与髋臼窝的固定。2.根据权利要求1所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，其特征在于，所述转接杆的一端具有导向轴及销钉，所述支架上具有销钉槽，所述转接杆上的所述导向轴及所述销钉与所述支架上的所述销钉槽配合实现定位。3.根据权利要求2所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，其特征在于，所述转接杆的一端还具有一接合螺母，所述接合螺母连接在所述转接杆上并可自由转动，所述接合螺母与所述支架上的外螺纹配合锁紧，实现所述转接杆与所述支架的固定。4.根据权利要求3所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，其特征在于，在所述支架与所述髋臼窝固定后，所述接合螺母与所述转接杆可分离，实现所述转接杆与所述支架的分离。5.根据权利要求1
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4任一项所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，其特征在于，所述支架为球形支架。6.一种髋臼截骨矫形手术定位系统，其特征在于，包括一机械臂和一计算机设备，所述机械臂的末端安装有示踪器以及如权利要求1
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5任一项所述的髋臼截骨矫形手术定位工具，所述计算机设备用于执行如下操作：控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的支架一端固定在髋臼窝内；利用所述机械臂末端的示踪器对髋臼骨块进行注册配准；控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具的转接杆和所述支架分离；其中，分离后的所述支架保留在所述髋臼窝内，分离后的所述转接杆固定于所述机械臂的末端；在完成所述髋臼骨块的截骨后，控制所述机械臂对所述转接杆与所述支架进行组装固定，并操纵固定有所述髋臼截骨矫形手术定位工具的所述髋臼骨块移动至规划位置；在所述髋臼骨块被固定至骨盆上之后，控制所述机械臂将所述髋臼截骨矫形手术定位工具从所述髋臼窝中移除；其中，所述骨盆上固定有示踪器。7.根据权利要求6所述的髋臼截骨矫形手术定位系统，其特征在于，还包括导航仪，所述导航仪包含红外线发射装置和红外线接收装置，所述红外线发射装置用于在手术过程中发射红外光线，所述红外线接收装置用于接收经所述机械臂末端的示踪器和所述骨盆上的示踪器反射的红外光线，以确定所述骨盆以及所述髋臼骨块的实时位姿。8.根据权利要求6所述的髋臼截骨矫形手术定位系统，其特征在于，在操纵固定有所述髋臼截骨矫形手术定位工具的所述髋臼骨块移动至规划位置之后，所述计算机设备还用于执行如下操作：若所述骨盆发...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟李艾俐，周越，张兴鹏，李昂，
申请(专利权)人：骨圣元化机器人深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：