專利名稱：人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種手術(shù)導(dǎo)航校正設(shè)備，特別是關(guān)于一種髖關(guān) 節(jié)置換手術(shù)的計算機手術(shù)導(dǎo)航校正設(shè)備。
背景技術(shù)：
在人工髖關(guān)節(jié)假體置換手術(shù)中，人工髖關(guān)節(jié)假體(即臼杯及股骨 柄假體)置入的位置和角度是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)成功與否的關(guān)4建。以前， 人工髖關(guān)節(jié)假體置換手術(shù)主要依靠術(shù)者的目測和經(jīng)驗來確定位置，手 術(shù)效果不理想。
隨后出現(xiàn)的計算機輔助導(dǎo)航系統(tǒng)能輔助術(shù)者完成人工置換術(shù)，計 算機系統(tǒng)界面允許醫(yī)生基于二維或三維模擬圖像，應(yīng)用立體感應(yīng)定向 工具進行人工髖關(guān)節(jié)置換的導(dǎo)航手術(shù)操作，由于模擬圖像顯示直觀， 醫(yī)生很容易理解和掌握導(dǎo)航過程中的解剖位置關(guān)系，從而順利完成手 術(shù)搡作過程。計算機輔助導(dǎo)航為醫(yī)生提供了直觀的手術(shù)定位輔助工 具，是人工關(guān)節(jié)置換輔助定位領(lǐng)域的一次飛躍發(fā)展，計算機輔助導(dǎo)航 系統(tǒng)的出現(xiàn)大大改進了手術(shù)效果。目前眾多的生產(chǎn)廠商均在提供手術(shù) 導(dǎo)航設(shè)備，然而各廠商間技術(shù)保密，導(dǎo)航系統(tǒng)的精確性由各廠商自行 測試并公布，因此衡量參數(shù)不統(tǒng)一，產(chǎn)品間難以進行橫向比較，也無法對各個生產(chǎn)廠商產(chǎn)品的優(yōu)劣性進行綜合評估。另外，應(yīng)用計算機輔助導(dǎo)航進行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)存在明顯的學(xué)習(xí)曲 線，目前醫(yī)生在作術(shù)前練習(xí)時所使用的骨骼模型均為一次性物品，成 本費用高，并且尤為重要的是所使用的模型并不具有配套使用的標(biāo)準(zhǔn) 尺度或具"金標(biāo)準(zhǔn)，，地位的測量工具，因此無法有效評價醫(yī)生操作的 準(zhǔn)確性，也不能提供客觀的依據(jù)來衡量定位的偏差究竟是人為造成或 計算機導(dǎo)航系統(tǒng)自身誤差所致。缺乏驗證定位精確性的統(tǒng)一驗證工具妨礙了評估標(biāo)準(zhǔn)的一致性，進而影響該領(lǐng)域的健康發(fā)展。由于上述問 題的存在，因此也無法進一步提高計算機輔助人工關(guān)節(jié)置換的準(zhǔn)確 性，使得該領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展難以突破。因此，目前的人工髖關(guān)節(jié)置換 手術(shù)仍然無法完全保證置入假體的位置準(zhǔn)確度。而假體位置與角度的偏差可導(dǎo)致以下問題的出現(xiàn)l.術(shù)后髖關(guān)節(jié)活動功能的受限，無法實 現(xiàn)髖關(guān)節(jié)靈活運動的手術(shù)目的；2.應(yīng)力分布不均，導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)的松 動；3.人工關(guān)節(jié)磨損速度加快；4.人工關(guān)節(jié)脫位的發(fā)生。上述情況均 使得人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命大大縮短，導(dǎo)致病人生活質(zhì)量及工作能力 的明顯下降，嚴(yán)重者須再作手術(shù)糾正假體位置或更換關(guān)節(jié)假體，這必 將加重病患的痛苦且手術(shù)成本大大提高。中國實用新型專利第02276911.0號公開了一種髖臼帽定位器， 是一種用于全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中將髖臼帽準(zhǔn)確定位的外科醫(yī)療器械， 其在直桿狀壓力桿上設(shè)置了由定位桿、直角狀定位桿、定位桿組成的 定位裝置，可以患者的大腿外側(cè)中線為參照標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)髖臼帽的外展 角、前傾角的定位，解決了髖臼帽定位要依靠術(shù)者目測完成的問題，6不影響髖臼帽的壓合效果。中國發(fā)明專利申請第200680049884.3號公開了一種手術(shù)對準(zhǔn)導(dǎo) 向件，其用于髖關(guān)節(jié)置換或修復(fù)手術(shù)，包括修復(fù)髖臼外杯的支撐件， 支撐件連接到桿的一端。支撐件具有相對于桿成一定角度的孔，從而 使得固定在支撐件上的修復(fù)髖臼外杯具有正確的取向。臂在與支撐件 間隔開的位置上從桿延伸，調(diào)節(jié)裝置與桿相連>^人而能夠調(diào)整孔相對于 臂的角度位置。臂的外端連接到量規(guī)，量規(guī)提供外杯支撐件和安裝在 外杯支撐件上的修復(fù)髖臼外杯的對準(zhǔn)取向指示。調(diào)節(jié)裝置具有從桿延 伸并可以嚙合與臂關(guān)聯(lián)的齒的兩個徑向指狀物。上述兩種定位對準(zhǔn)裝置均是在實際的手術(shù)過程中實現(xiàn)輔助定位 的作用，然而二者均無法在計算機輔助人工關(guān)節(jié)置換過程中實現(xiàn)與計 算機系統(tǒng)的有效配合，以驗證計算機手術(shù)導(dǎo)航的精確性。另外，二者 無法在術(shù)前供術(shù)者進行定位練習(xí)及比對，也無法最優(yōu)化假體置入的位 置，更無法直觀驗證置入假體后的角度關(guān)系，不能達到最好的假體置 換效果。再者，上述兩種定位裝置的準(zhǔn)確性不高，例如，第02276911.0 號公開的髖臼帽定位器是依靠患者的大腿外側(cè)中線作為參照標(biāo)準(zhǔn)來 實現(xiàn)髖臼帽的外展角、前傾角的定位，因為患者大腿外側(cè)中線的選擇 本身就不一定絕對準(zhǔn)確，而以此為標(biāo)準(zhǔn)來輔助手術(shù)定位必然無法獲得 良好的定位效果。因此，提供一種新型的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校 正設(shè)備成為業(yè)界需要解決的問題。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種精準(zhǔn)度高、結(jié)構(gòu)及操 作簡單的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其能夠驗 證計算機手術(shù)導(dǎo)航裝置的定位精確性，并且可為術(shù)者提供利用計算機 導(dǎo)航進行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的模擬練習(xí)工具。本實用新型的一種技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的提供一種人工髖關(guān)節(jié) 置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，該設(shè)備包括骨盆固定器以及放 置在骨盆固定器上并與骨盆固定器配合4吏用的角度測定4義，骨盆固定 器包括上水平面板、與上水平面板平行且貼合設(shè)置的下水平面板、與 上水平面板相垂直的豎直面板以及與上水平面板成角度設(shè)置的斜面 板，上水平面板與下水平面板上分別設(shè)置有相互垂直的橫向刻度與縱 向刻度，上水平面板上的橫向刻度與下水平面板上的橫向刻度相平 行，豎直面板相對于上水平面板可在縱向刻度的方向上滑動，角度測 定儀包括放置在骨盆固定器的上水平面板或下水平面板上的底座、垂 直于底座設(shè)置的豎直桿、樞轉(zhuǎn)連接到豎直桿上的調(diào)節(jié)桿、連接在豎直 桿與調(diào)節(jié)桿接合處的量角器以及連接到調(diào)節(jié)桿上遠離豎直桿的 一側(cè) 端部上的臼杯接合器。具體地，上述角度測定儀的底座上設(shè)置以豎直桿與底座相交處為 中心的徑向方向的零刻度線。優(yōu)選地，上述上水平面板上設(shè)置滑槽，豎直面板在該滑槽內(nèi)相對 于上水平面板滑動。具體地，上述量角器上設(shè)置以豎直桿與調(diào)節(jié)桿接合處為中心的徑向刻度線。優(yōu)選地，上述斜面板的表面與上水平面板或下水平面板的表面成60°的角度。上述豎直面板包括主面板，主面板的表面平行于上水平 面板上的橫向刻度。另外，上述斜面板的下部固定設(shè)置在上水平面板上，上部朝向豎度。本實用新型中，骨盆固定器內(nèi)安放骨盆模型，骨盆模型的骨盆冠 狀面與上水平面板上的橫向刻度平行，骨盆矢狀面與上水平面板上的 縱向刻度相平行，并且骨盆模型的骶岬尖與恥骨聯(lián)合構(gòu)成骨盆前傾平 面并緊貼斜面板，而前傾平面與上水平面板以及下水平面板保持60 °的夾角。本實用新型中，上水平面板上可以設(shè)置缺口，角度測定儀放置在 該缺口的位置上。本實用新型中，量角器上調(diào)節(jié)桿與豎直桿之間的夾角即為臼杯外 展角；底座的零刻度線與下水平面板或上水平面板上的橫向刻度之間 的夾角即為臼杯前傾角。本實用新型的有益效果是1 .提供了 一種利用解剖骨骼模型進行 精確性驗證的設(shè)備，填補了計算機導(dǎo)航定位的精確性驗證工具領(lǐng)域的 空白，使得對工人髖關(guān)節(jié)置換的計算機手術(shù)導(dǎo)航進行精確性驗證成為 可能，通過測量標(biāo)尺對置入假體的位置、角度進行標(biāo)注，能夠有效確 定計算機手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備的準(zhǔn)確度，驗證導(dǎo)航設(shè)備所讀取數(shù)據(jù)的精確性，并對進一步優(yōu)化導(dǎo)航設(shè)備、提高導(dǎo)航精準(zhǔn)度提供有效指導(dǎo)；2.本 實用新型具有正常成年人的骨盆骨骼解剖結(jié)構(gòu)，術(shù)者能在其上作計算 機輔助導(dǎo)航下的人工髖關(guān)節(jié)置換模擬，在術(shù)前利用本設(shè)備進行關(guān)節(jié)置 換練習(xí)，熟悉和掌握計算機手術(shù)導(dǎo)航下的手術(shù)流程，有利于提高手術(shù) 的成功率；3.本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單可行的角度測量即可實現(xiàn)準(zhǔn) 確定位及校正，操作簡便且成本低廉。
以下結(jié)合附圖和實施例，來進一步說明本實用新型，但本實用新 型不局限于這些實施例，任何在本實用新型基本精神上的改進或替 代，仍屬于本實用新型權(quán)利要求書中所要求保護的范圍。


圖i為本實用新型人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正 設(shè)備的骨盆固定器的主視圖。圖2為本實用新型人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正 設(shè)備的骨盆固定器的俯視圖。圖3為本實用新型人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正 設(shè)備的角度測定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正 設(shè)備的使用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
本實用新型是在計算機輔助手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域中對計算機輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精確性進行驗證的工具。本實用新型基于人工髖關(guān)節(jié) 置換手術(shù)的流程，包括一套以成年正常人骨盆骨骼解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的 骨骼模擬平臺，同時設(shè)有人工髖關(guān)節(jié)假體置入的空間位置，能提供術(shù) 中常見的髖關(guān)節(jié)假體的置放狀態(tài)模擬。本實用新型能使醫(yī)生于術(shù)前的 體外練習(xí)時掌握手術(shù)導(dǎo)航下髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)流程，同時通過模型上 可變式數(shù)據(jù)設(shè)定及輸出顯示而驗證手術(shù)導(dǎo)航的精確性，從而提高手術(shù) 的成功率。如圖1至圖4所示，本人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校 正設(shè)備包括骨盆固定器l以及與骨盆固定器l配合使用的角度測定儀 2。在本實用新型的一個實施方式中，骨盆固定器1采用有機玻璃制 成，也可以根據(jù)需要采用其他材質(zhì)制成骨盆固定器1。骨盆固定器1 包括上水平面板12、與上水平面板12平行且貼合設(shè)置的下水平面板 13、與上水平面板12相垂直的豎直面板11以及與上水平面板12成 60°設(shè)置的斜面板14。上水平面板12上設(shè)置有4黃向刻度121以及與 橫向刻度相平行的縱向刻度122,下水平面板13上也設(shè)置有橫向刻 度131以及與橫向刻度相垂直的縱向刻度132,上水平面板12上的 橫向刻度121與下水平面板13上的橫向刻度131相平行。上水平面 板12上設(shè)置滑槽123,豎直面板11可在滑槽123中相對于上水平面 板12在縱向刻度122的方向上滑動。上水平面板12上設(shè)置缺口(未 圖標(biāo))，缺口處露出下水平面板13的上表面。在一個實施方式中，角 度測定儀2放置在該缺口的位置上，當(dāng)然，角度測定儀2也可以放置 在上水平面板12上。豎直面板11垂直于上水平面板12和下水平面板13。豎直面板 11包括主面板lll以及從主面板lll的兩側(cè)延伸出的兩個側(cè)面板112。 主面板111的表面平行于上水平面纟反12上的纟黃向刻度121,而側(cè)面 板112平行于上水平面板12上的縱向刻度122。斜面板14的下部固定設(shè)置在上水平面板12上，上部朝向豎直面 板11。斜面板14與上水平面板12的相交線平行于上水平面板12上 的橫向刻度121,并且斜面板14的表面與上水平面板12的表面呈60 °的夾角。角度測定儀2包括放置在骨盆固定器1的上水平面^反12上的底 座21，垂直于底座21設(shè)置的豎直桿22、樞轉(zhuǎn)連接到豎直桿22上的 調(diào)節(jié)桿23、連接在豎直桿22與調(diào)節(jié)桿23接合處的量角器24以及連 接到調(diào)節(jié)桿23遠離豎直桿22的一側(cè)端部上的臼杯接合器25。底座 21上設(shè)置以豎直桿22與底座21相交處為中心的徑向方向的零刻度 線。量角器24上設(shè)置以豎直桿22與調(diào)節(jié)桿23接合處為中心的徑向 刻度線。調(diào)節(jié)桿23上設(shè)置有指針來標(biāo)示調(diào)節(jié)桿23的位置，例如采用 醒目的紅色。測試過程中，將角度測定儀2力丈置在上水平面板12的缺口處， 即放置在下水平面板13上。朝著遠離斜面板14的方向滑動豎直面板 11,使得二者之間出現(xiàn)足夠的空間以便將骨盆模型放置在斜面板14 與豎直面板11之間，放入骨盆模型后朝著斜面板14的方向滑動豎直 面板ll，將骨盆模型夾持在二者之間，并通過上水平面板12及豎直 面板11分別對坐骨結(jié)節(jié)及髂后下棘對稱卡壓，使骨盆冠狀面與上水平面板12上的橫向刻度121平行，骨盆矢狀面與上水平面板12上的 縱向刻度122相平行，并且使得骶岬尖與恥骨聯(lián)合構(gòu)成骨盆前傾平面 并緊貼斜面板14，而前傾平面與上水平面板12以及下水平面板13 保持60。的夾角，即保證骨盆前傾60。，而兩個坐骨結(jié)節(jié)位于上水 平面板12的同一橫向刻度121上。然后，在此位置將骨盆模型固定 住。隨后利用角度測定儀2進行測量。角度測定儀2的底座21置于 骨盆固定器1的下水平面板13上(即位于上水平面板12的缺口處)， 豎直桿22垂直于下水平面板13。在水平平面上旋轉(zhuǎn)底座21并調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)桿23與豎直桿22之間的夾角，使臼杯接合器25與骨盆模型的 臼杯相接合并且邊緣齊平。此時，讀取量角器24上調(diào)節(jié)桿23(例如， 由紅色指針標(biāo)示)與豎直桿22之間的夾角，該角度即為臼杯外展角；角，該角度即為臼杯前傾角。確定了臼杯外展角和臼杯前傾角就可以 確定髖關(guān)節(jié)置換的角度。本實用新型的優(yōu)點在于l.針對目前計算機導(dǎo)航定位的精確性驗 證工具領(lǐng)域仍為空白的現(xiàn)狀，提供了 一種利用解剖骨骼模型進行精確 性驗證的設(shè)備，填補了該領(lǐng)域的空白，使得對工人髖關(guān)節(jié)置換的計算 機手術(shù)導(dǎo)航進行精確性驗證成為可能，通過測量標(biāo)尺對置入假體的位 置、角度進行標(biāo)注，能夠有效確定計算機手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備的準(zhǔn)確度，驗 證導(dǎo)航設(shè)備所讀取數(shù)據(jù)的精確性，并對進一步優(yōu)化導(dǎo)航設(shè)備、提高導(dǎo) 航精準(zhǔn)度提供有效指導(dǎo)；2.本實用新型具有正常成年人的骨盆'13剖結(jié)構(gòu)，術(shù)者能在其上作計算機輔助導(dǎo)航下的人工髖關(guān)節(jié)置換模擬， 在術(shù)前利用本設(shè)備進行關(guān)節(jié)置換練習(xí)，熟悉和掌握計算機手術(shù)導(dǎo)航下的手術(shù)流程，有利于提高手術(shù)的成功率；3.本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，通過簡 單可行的角度測量即可實現(xiàn)準(zhǔn)確定位及校正，操作簡便且成本低廉。
權(quán)利要求1、一種人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括骨盆固定器以及放置在所述骨盆固定器上并與所述骨盆固定器配合使用的角度測定儀，所述骨盆固定器包括上水平面板、與所述上水平面板平行且貼合設(shè)置的下水平面板、與所述上水平面板相垂直的豎直面板以及與所述上水平面板成角度設(shè)置的斜面板，所述上水平面板與下水平面板上分別設(shè)置有相互垂直的橫向刻度與縱向刻度，所述上水平面板上的橫向刻度與所述下水平面板上的橫向刻度相平行，所述豎直面板相對于所述上水平面板可在縱向刻度的方向上滑動，所述角度測定儀包括放置在所述骨盆固定器的上水平面板或下水平面板上的底座、垂直于該底座設(shè)置的豎直桿、樞轉(zhuǎn)連接到該豎直桿上的調(diào)節(jié)桿、連接在該豎直桿與調(diào)節(jié)桿接合處的量角器以及連接到所述調(diào)節(jié)桿上遠離所述豎直桿的一側(cè)端部上的臼杯接合器。
2、 如權(quán)利要求1所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性 校正設(shè)備，其特征在于，所述角度測定儀的底座上設(shè)置以豎直桿與底 座相交處為中心的徑向方向的零刻度線。
3、 如權(quán)利要求2所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性 校正設(shè)備，其特征在于，所述上水平面板上設(shè)置滑槽，豎直面板在該 滑槽內(nèi)相對于上水平面板滑動。
4、 如權(quán)利要求3所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性 校正設(shè)備，其特征在于，所述量角器上設(shè)置以豎直桿與調(diào)節(jié)桿接合處 為中心的徑向刻度線。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手 術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其特征在于，所述斜面板的表面與上水平面 板或下水平面板的表面成60。的角度。
6、 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手 術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其特征在于，所述斜面板的下部固定設(shè)置在 上水平面板上，上部朝向豎直面板，斜面板與上水平面板的相交線平 行于上水平面板上的橫向刻度。
7、 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手 術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其特征在于，所述豎直面板包括主面板，主 面板的表面平行于上水平面板上的橫向刻度。
8、 如權(quán)利要求5所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性 校正設(shè)備，其特征在于，所述骨盆固定器內(nèi)安放骨盆模型，骨盆模型 的骨盆冠狀面與上水平面板上的橫向刻度平行，骨盆矢狀面與上水平 面板上的縱向刻度相平行，并且骨盆模型的骶岬尖與恥骨聯(lián)合構(gòu)成骨 盆前傾平面并緊貼斜面板，而前傾平面與上水平面板以及下水平面板保持60°的夾角。
9、 如權(quán)利要求3或4所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精 確性校正設(shè)備，其特征在于，所述上水平面板上設(shè)置缺口，角度測定 儀放置在該缺口的位置上。
10、 如權(quán)利要求4所述的人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)^4青確性 校正設(shè)備，其特征在于，所述量角器上調(diào)節(jié)桿與豎直桿之間的夾角即 為臼杯外展角；底座的零刻度線與下水平面板或上水平面板上的橫向 刻度之間的夾角即為臼杯前傾角。
專利摘要本實用新型公開了一種人工髖關(guān)節(jié)置換計算機手術(shù)導(dǎo)航精確性校正設(shè)備，其包括骨盆固定器以及放置在骨盆固定器上并與骨盆固定器配合使用的角度測定儀，骨盆固定器包括上水平面板、與上水平面板平行且貼合設(shè)置的下水平面板、與上水平面板相垂直的豎直面板以及與上水平面板成角度設(shè)置的斜面板，上水平面板與下水平面板上分別設(shè)置有相互垂直的橫向刻度與縱向刻度，上水平面板上的橫向刻度與下水平面板上的橫向刻度相平行，豎直面板相對于上水平面板可在縱向刻度的方向上滑動，角度測定儀包括底座、垂直于底座設(shè)置的豎直桿、連接到豎直桿上的調(diào)節(jié)桿、量角器以及臼杯接合器。本設(shè)備精準(zhǔn)度高、結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效驗證計算機手術(shù)導(dǎo)航裝置的定位精確性。
文檔編號G09B23/28GK201422925SQ20092005705
公開日2010年3月17日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者劉尚禮, 廖廣軍, 戚其豐, 杰 許, 馬若凡 申請人:劉尚禮;許 杰