用于髋关节置换术联合偏心距测量的手术上位机及系统技术方案

本申请提供一种用于髋关节置换术联合偏心距测量的手术上位机及系统，涉及手术设备领域。一种手术上位机，包括：处理器；以及存储器，存储有第一程序，当所述第一程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述手术上位机的术中执行模式，所述术中执行模式包括：获取用户在术侧股骨上选取的近端点和远端点，并显示所述近端点和所述远端点的连线形成的第一线段；对骨盆进行配准；置换假体后，获取坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点，并显示坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点的连线形成的第二线段；基于所述第一线段与所述第二线段，获取术侧联合偏心距。根据本申请的实施例，可在髋关节置换术中精确测量联合偏心距的变化。变化。变化。

【技术实现步骤摘要】
用于髋关节置换术联合偏心距测量的手术上位机及系统


[0001]本申请涉及手术设备领域，具体而言，涉及一种用于髋关节置换术联合偏心距测量的手术上位机及系统。

技术介绍

[0002]髋关节置换术(THA)是临床上用来治疗髋部疾病的常用方式，临床效果显著，是治疗严重髋关节疼痛、畸形、功能障碍的一种有效的临床术式，在国内外得到了广泛的开展。
[0003]在髋关节置换手术过程中，手术医师常根据术前计划，通过选择不同类型假体、应用不同偏心距的股骨头颈假体、调整髋臼假体安装位置等方法来粗略调整联合偏心距，以期达到术前手术目标。然而，这些方法主观性强，影响因素多，误差大，并且不同手术医师的经验差异较大，无法精准达到术前计划中肢体长度矫正与恢复的目标。
[0004]现有技术中的较为常用一种方法是：设计测量仪器来测量偏心距的长度，在切除股骨头后直接利用仪器测量偏心距来确定假体的尺寸。但因为全髋关节置换手术中置换区域暴露有限，同时患处位置较深，此方法中的测量仪器使用不方便，同时测量仪器的结构也不利于手术医生精确读取长度数据。
[0005]因此，需要一种操作简单、可靠、可重复的、精确度高的用于全髋关节置换术中的联合偏心距测量方法或装置。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种用于髋关节置换术联合偏心距测量的手术上位机及系统，无需使用额外工具即可进行联合偏心距测量，实现髋关节置换术中联合偏心距变化的精确计算，并兼容传统的手持导航系统和机器人辅助导航系统，防止两侧联合偏心距不等的问题出现。
[0007]根据本申请的一方面，提供一种手术上位机，用于髋关节置换手术中测量联合偏心距，所述联合偏心距包括术前联合偏心距及术中联合偏心距，所述手术上位机包括：处理器；以及存储器，存储有第一程序，当所述第一程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述手术上位机的术中执行模式，所述术中执行模式包括：获取用户在术侧静止状态的股骨上选取的近端点和远端点，并在术中下肢医学图像上显示所述近端点和所述远端点的连线形成的第一线段；响应用户的操作，对骨盆进行配准以进行联合偏心距测量；置换假体后，获取用户在术侧静止状态的股骨上选取的坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点，并在所述术中下肢医学图像上显示坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点的连线形成的第二线段；基于所述第一线段与所述第二线段，计算并获取所述术中联合偏心距。
[0008]根据一些实施例，对骨盆进行配准包括粗配准和精配准。
[0009]根据一些实施例，所述粗配准包括：获取术前下肢医学图像，在所述术前下肢医学图像上对用户选取的多个第一图像配准点进行标注并获取图像坐标系坐标；对与所述多个第一图像配准点对应的骨面上的多个第一手术配准点进行标注并获取相机坐标系坐标；基
于所述第一图像配准点的图像坐标系坐标和所述第一手术配准点的相机坐标系坐标，获取图像坐标系与相机坐标系转换的粗配准矩阵。
[0010]根据一些实施例，所述精配准包括：对用户在骨面上选取的多个第二手术配准点进行标注并获取相机坐标系坐标；通过所述粗配准矩阵获取所述多个第二手术配准点对应的多个第二图像配准点并获取图像坐标系坐标；基于所述第二图像配准点的图像坐标系坐标和所述第二手术配准点的相机坐标系坐标获取图像坐标系与相机坐标系转换的精配准矩阵。
[0011]根据一些实施例，计算并获取所述术中联合偏心距，包括：响应用户的操作，获取术中旋转中心的图像坐标系坐标，并通过所述精配准矩阵转换为相机坐标系坐标；围绕术前旋转中心旋转所述第一线段至平行于冠状面，并垂直于横断面；围绕所述术中旋转中心旋转所述第二线段至平行于所述第一线段；计算术侧小粗隆到耻骨联合中线的距离以作为所述术中联合偏心距。
[0012]根据一些实施例，所述术中旋转中心为置换假体后的术中髋臼中心或术中股骨中心。
[0013]根据一些实施例，所述术前旋转中心为置换假体前人体实际的髋臼中心或股骨中心。
[0014]根据一些实施例，所述耻骨联合中线通过耻骨联合点，且垂直于横断面。
[0015]根据一些实施例，所述存储器还存储有第二程序，当所述第二程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述手术上位机的术前规划模式，所述术前规划模式包括：获取所述术前下肢医学图像，并基于所述图像获取骨盆和股骨的三维模型；在所述三维模型上对用户选择的多个骨性点进行标注，并根据用户的操作进行骨盆和股骨的转正；基于所述多个骨性点分别计算左右两侧的所述术前联合偏心距。
[0016]根据一些实施例，所述多个骨性点包括髂前上棘、所述耻骨联合点、所述术前旋转中心、所述小粗隆、股骨近端髓腔中心和股骨远端髓腔中心。
[0017]根据一些实施例，骨盆和股骨的转正包括：旋转所述三维模型，使得所述髂前上棘的连线平行于图像坐标系的横轴并且平行于冠状面。
[0018]根据一些实施例，骨盆和股骨的转正还包括：旋转所述三维模型，使得所述髂前上棘的连线平行于图像坐标系的横轴，并且所述髂前上棘与所述耻骨联合点构成的平面平行于冠状面。
[0019]根据一些实施例，分别计算所述术前左右两侧联合偏心距，包括：围绕所述术前旋转中心旋转所述三维模型，使得所述股骨近端髓腔中心与所述股骨远端髓腔中心形成的髓腔中线垂直于横断面，并且所述术前旋转中心与所述髓腔中线构成的平面平行于冠状面；分别计算左右两侧的所述小粗隆到所述耻骨联合中线的距离以作为左右两侧的所述术前联合偏心距。
[0020]根据本申请的一方面，提供一种手术系统，包括如前述的手术上位机；以及骨盆示踪器及校验铆钉；导航相机，用于获取骨盆、股骨以及选取的骨性点的实时位置信息，并与所述手术上位机通信连接；探针，用于选取所述骨性点；显示器，与所述手术上位机连接，用于可视化显示人机交互信息。
[0021]根据本申请的实施例，通过对术前规划图像的分析，以及在术中依据医学影像对
患者骨盆进行配准等操作，实现髋关节置换术中联合偏心距的精确测量与计算，有效预防两侧联合偏心距不等的现象。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0024]图1示出根据本申请示例实施例的手术上位机术前规划模式的流程图。
[0025]图2A示出根据本申请示例实施例的骨盆骨性点的示意图。
[0026]图2B示出根据本申请示例实施例的股骨骨性点的示意图。
[0027]图3A示出根据本申请示例实施例的转正前的下肢三维模型示意图。
[0028]图3B示出根据本申请示例实施例的转正后的下肢三维模型示意图。
[0029]图4示出根据本申请示例实施例的术前联合偏心距的计算过程示意图。
[0030]图5示出根据本申请示例实施例的手术上位机术中执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术上位机，用于髋关节置换手术中测量联合偏心距，所述联合偏心距包括术前联合偏心距及术中联合偏心距，其特征在于，所述手术上位机包括：处理器；以及存储器，存储有第一程序，当所述第一程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述手术上位机的术中执行模式，所述术中执行模式包括：获取用户在术侧静止状态的股骨上选取的近端点和远端点，并在术中下肢医学图像上显示所述近端点和所述远端点的连线形成的第一线段；响应用户的操作，对骨盆进行配准以进行联合偏心距测量；置换假体后，获取用户在术侧静止状态的股骨上选取的坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点，并在所述术中下肢医学图像上显示坐标位置已变化的所述近端点和所述远端点的连线形成的第二线段；基于所述第一线段与所述第二线段，计算并获取所述术中联合偏心距。2.根据权利要求1所述的手术上位机，其特征在于，对骨盆进行配准包括粗配准和精配准。3.根据权利要求2所述的手术上位机，其特征在于，所述粗配准包括：获取术前下肢医学图像，在所述术前下肢医学图像上对用户选取的多个第一图像配准点进行标注并获取图像坐标系坐标；对与所述多个第一图像配准点对应的骨面上的多个第一手术配准点进行标注并获取相机坐标系坐标；基于所述第一图像配准点的图像坐标系坐标和所述第一手术配准点的相机坐标系坐标，获取图像坐标系与相机坐标系转换的粗配准矩阵。4.根据权利要求2所述的手术上位机，其特征在于，所述精配准包括：对用户在骨面上选取的多个第二手术配准点进行标注并获取相机坐标系坐标；通过所述粗配准矩阵获取所述多个第二手术配准点对应的多个第二图像配准点并获取图像坐标系坐标；基于所述第二图像配准点的图像坐标系坐标和所述第二手术配准点的相机坐标系坐标获取图像坐标系与相机坐标系转换的精配准矩阵。5.根据权利要求1所述的手术上位机，其特征在于，计算并获取所述术中联合偏心距，包括：响应用户的操作，获取术中旋转中心的图像坐标系坐标，并通过所述精配准矩阵转换为相机坐标系坐标；围绕术前旋转中心旋转所述第一线段至平行于冠状面，并垂直于横断面；围绕所述术中旋转中心旋转所述第二线段至平行于所述第一线段；计算术侧小粗隆到耻骨联合中线的距离以作为所述术中联合偏心距。6.根据权利要求5所述的手术上位机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝杰，
申请(专利权)人：北京天智航医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：