一种骨折导航系统用导航套件技术方案

本发明专利技术提供了一种骨折导航系统用导航套件，涉及智能医疗领域。所述套件包括：影像拍摄装置、配准装置、置入器械、红外光学定位组件、有显示屏的计算机；影像拍摄装置用于拍摄患者骨折部位的二维影像；配准装置具有配准小球和光学追踪小球；红外光学定位组件包括具有光学追踪小球的参考架和红外光定位系统；有显示屏的计算机用于接受含有患者骨折部位、置入器械、配准装置的二维影像及其空间位置，并在显示屏上显示患者骨折部位和置入器械的相对位置。本发明专利技术提供的导航套件辅助医生在手术过程中实时获得骨折部位的结构信息，根据导航系统的指导进行手术操作，提高手术的准确性和安全性，在复杂骨折的处理和骨折手术中具有重要的价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
一种骨折导航系统用导航套件


[0001]本专利技术属于医疗器械
，更具体地，涉及一种骨折导航系统用导航套件。

技术介绍

[0002]创伤骨科是骨科领域的基础学科，骨折是创伤骨折医生日常面对的临床问题。由于创伤的发生具有时间和地点的不定性，多属于急诊范畴，需要立即处理，加上创伤患者的病情在很多情况下又不容许转诊，必须就地治疗。所有这一切，常常使处于一线的创伤骨科医生面临严峻的考验和挑战，因为处理的正确与否和伤病员的预后息息相关。从这个意义上讲，一线骨科医生对创伤患者的处理水平决定着我国创伤骨科的诊疗水平。为了让创伤患者都能就近、在第一时间里得到正确、有效的治疗，考虑到创伤骨科医生自己的临床经验难以覆盖到所有可能发生的骨折手术，因此，提出一种可应用于各种部位不同程度的骨折导航系统，并配有完备齐全导航套件来帮助创伤骨折医生完成骨折手术具有重要的临床意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开一种骨折导航系统用导航套件，该导航套件辅助医生进行骨折手术。所述导航套件是由一系列硬件和软件组成的系统，可以提供实时的骨折部位的结构信息和手术导航指导，帮助医生在手术过程中更准确地定位和处理骨折。
[0004]本专利技术公开的骨折导航系统用导航套件涉及多学科、多领域的知识，所述导航套件设计过程中涉及了多图像采集与处理技术、三维重建与配准技术、定位与追踪技术、路径规划与手术导航技术、用户界面设计与交互技术。其中，多图像采集与处理技术是指导航套件通过采集患者的骨骼影像数据，如X射线、CT扫描等，对这些数据进行处理和重建，生成患者的二维骨骼影像或三维骨骼模型。三维重建与配准技术是指导航套件将采集到的二维影像数据转化为三维骨骼模型或者将采集到的三维影像数据与患者的二维骨骼影像进行配准，这涉及到三维重建和图像配准的算法，以及精确的空间定位技术。定位与追踪技术是指导航套件需要能够准确地追踪医生操作工具的位置和姿态，以及实时更新骨骼模型与实际骨骼的对应关系，这涉及到定位传感器、追踪算法和姿态估计技术的应用。路径规划与手术导航技术是指导航套件根据患者的骨骼模型和手术方案，通过路径规划算法和手术导航算法，为医生提供实时的手术导航指导，包括定位工具的位置、切口位置和适当的骨折复位角度等。用户界面设计与交互技术是指导航套件需要提供直观的用户界面，使医生能够方便地操作和获取所需的信息，这需要合理的界面设计和友好的交互技术支持。
[0005]进一步，本专利技术公开一种骨折导航系统用导航套件，所述套件包括：影像拍摄装置、配准装置、置入器械、红外光学定位组件、有显示屏的计算机；
[0006]所述影像拍摄装置用于拍摄患者骨折部位的二维影像；
[0007]所述配准装置固定在影像拍摄装置上，所述配准装置上具有配准小球和光学追踪小球，拍摄患者骨折部位的影像时，得到含配准小球的患者骨折部位的二维影像；
[0008]所述红外光学定位组件包括数个具有光学追踪小球的参考架、红外光定位系统，具有光学追踪小球的参考架分别连接在患者骨折部位、置入器械和配准装置上，所述具有光学追踪小球的参考架被所述红外光定位系统实时捕获，进而获得患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置；
[0009]所述有显示屏的计算机用于接收影像拍摄装置拍摄的含配准小球的患者骨折的二维影像并显示在显示屏上，同时接收红外光定位系统实时捕获的患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置，并在显示屏上显示患者骨折部位和置入器械的相对位置。
[0010]进一步，所述置入器械包括以下任意一种或几种：克氏针、螺旋刀片、伽玛钉、扩髓钻；所述克氏针用于确定手术置入器械置入股骨开口位置、开口方向，为后续扩髓、髓内钉植入预先定位；所述螺旋刀片用于抑制骨折部位的旋转，防止骨折片的不稳定性和错位；所述伽玛钉由一根长钉和一个横向锁定螺钉组成，长钉经过股骨髓腔穿刺后固定在骨折处，横向锁定螺钉固定粗隆部位；所述扩髓钻用于扩大骨髓腔，为髓内钉和螺旋刀片的进入提供空间。
[0011]进一步，所述配准装置包括配准小球；所述配准小球为N小球，分布在至少2个相对的平面上，一个平面上小球相连时构成的连线的延长线和另一个平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇于一点，和/或不同平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇成不同方向上的数个点，其中N大于4的自然数整数。
[0012]进一步，所述配准装置包括承接配准小球的承接板，所述承接板设置到影像拍摄装置下方，拍摄时，得到含配准小球的患者骨折的二维影像。
[0013]进一步，所述影像拍摄装置用于拍摄患者骨折部位正位、侧位影像。
[0014]进一步，所述有显示屏的计算机显示患者骨折部位和置入器械的相对位置并规划置入器械的运动路径，所述运动路径包括置入器械的置入方向、置入深度和TAD距离；
[0015]优选的，所述TAD距离通过计算TAD顶点与置入器械之间的物理距离得到；所述TAD顶点的计算方法为：接收用户在患者正位、侧位影像中点选的三点，所述三点是在股骨头边缘任选三点，基于所述三点成圆并确定圆心点；将所述圆心点与股骨颈的中心点进行连线，得到一条线段；将所述线段向圆心点一端延长与圆相交，得到的交点即为正位、侧位TAD顶点。
[0016]进一步，所述TAD距离是正位影像中TAD顶点与所述正位影像中置入器械顶点之间的物理距离和所述侧位影像中TAD顶点与所述侧位影像中置入器械顶点之间的物理距离之和。
[0017]进一步，所述接收红外光定位系统实时捕获的患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置，并在显示屏上显示患者骨折部位和置入器械的相对位置，具体包括：
[0018]所述配准装置上的光学追踪小球在所述空间定位坐标系中具有空间坐标，计算机接收红外光定位系统实时捕获的患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置，所述配准装置上的配准小球在影像坐标系中具有影像坐标，所述光学追踪小球和所述配准小球具有固定的空间位置关系，基于所述空间坐标、所述影像坐标和所述空间位置关系构建所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间的映射关系，通过所述映
射关系将置入器械的实时空间位置映射至影像坐标系内，并在显示屏上显示患者骨折部位和置入器械的相对位置。
[0019]进一步，所述套件还包括非置入的手术器械，所述非置入的手术器械上连接具有光学追踪小球的参考架，所述非置入的手术器械包括：用于打开髓腔及扩髓的第一手术器械，用于置入髓内钉的第二手术器械，用于置入螺旋刀片的第三手术器械，用于锁定的第四手术器械。
[0020]进一步，所述第一手术器械包括以下任意一种或几种：空心开口锥、克氏针把持器、近端空心钻、软组织护板、软扩、硬扩、保护套筒、AWL钻、扩髓钻、电钻、测量尺、拉力螺钉。
[0021]进一步，所述第二手术器械包括以下任意一种或几种：保护套筒、连接螺栓万向扳手、连接螺栓、髓内钉打入器、开口扳手、手把、髓内钉打入/取出杆、滑锤。
[0022]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述套件包括：影像拍摄装置、配准装置、置入器械、红外光学定位组件、有显示屏的计算机；所述影像拍摄装置用于拍摄患者骨折部位的二维影像；所述配准装置固定在影像拍摄装置上，所述配准装置上具有配准小球和光学追踪小球，拍摄患者骨折部位的影像时，得到含配准小球的患者骨折部位的二维影像；所述红外光学定位组件包括数个具有光学追踪小球的参考架、红外光定位系统，具有光学追踪小球的参考架分别连接在患者骨折部位、置入器械和配准装置上，所述具有光学追踪小球的参考架被所述红外光定位系统实时捕获，进而获得患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置；所述有显示屏的计算机用于接收影像拍摄装置拍摄的含配准小球的患者骨折的二维影像并显示在显示屏上，同时接收红外光定位系统实时捕获的患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置，并在显示屏上显示患者骨折部位和置入器械的相对位置。2.根据权利要求1所述的骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述置入器械包括以下任意一种或几种：克氏针、螺旋刀片、伽玛钉、扩髓钻；所述克氏针用于确定手术置入器械置入股骨开口位置、开口方向，为后续扩髓、髓内钉植入预先定位；所述螺旋刀片用于抑制骨折部位的旋转，防止骨折片的不稳定性和错位；所述伽玛钉由一根长钉和一个横向锁定螺钉组成，长钉经过股骨髓腔穿刺后固定在骨折处，横向锁定螺钉固定粗隆部位；所述扩髓钻用于扩大骨髓腔，为髓内钉和螺旋刀片的进入提供空间。3.根据权利要求1所述的骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述配准装置包括配准小球；所述配准小球为N小球，分布在至少2个相对的平面上，一个平面上小球相连时构成的连线的延长线和另一个平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇于一点，和/或不同平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇成不同方向上的数个点，其中N大于4的自然数整数。4.根据权利要求1所述的骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述配准装置包括承接配准小球的承接板，所述承接板设置到影像拍摄装置下方，拍摄时，得到含配准小球的患者骨折的二维影像。5.根据权利要求1所述的骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述影像拍摄装置用于拍摄患者骨折部位正位、侧位影像。6.根据权利要求5所述的骨折导航系统用导航套件，其特征在于，所述有显示屏的计算机显示患者骨折部位和置入器械的相对位置并规划置入器械的运动路径，所述运动路径包括置入器械的置入方向、置入深度和TAD距离；优选的，所述TAD距离通过计算T...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁通，
申请(专利权)人：北京维卓致远医疗科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：