CN109793563A - 一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统及工作方法,包括:定位机构:用于固定在骨盆位置的体表位置处,形成基本平面;坐标系机构:用于设置在骨盆外部并与定位机构连接,构成体外坐标系,调节机构,用于调节坐标系中一个坐标轴与基本平面垂直;扫描机构:用于对骨盆及骨盆位置的坐标系机构进行扫描;建模机构:用于建立骨盆模型及与坐标系机构相匹配的图形坐标系,用于建立模拟曲线并确定入钉点的位置信息和入钉方向;瞄准机构:用于调节通道螺钉入钉点位置和入钉方向,本发明的定位系统及工作方法,精准、快速、简单、易学,避免了手术中X线的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及医学设备技术领域,具体涉及一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统及工作方法。
背景技术
当今众多意外伤害威胁着人民群众的人身安全,骨盆骨折是常见的外伤形式,其特点为高能量损伤,骨盆内包容消化、泌尿、生殖、循环、运动等多个系统,软组织丰富,损伤类型多样,常涉及以上多个系统,严重威胁生命安全。
目前对于部分类型的骨盆骨折,常采用闭合复位内固定治疗,经皮微创置入螺钉的手术方式,满足治疗效果的前提下,可极大降低患者的手术创伤,减少住院费用及时间,降低手术风险,利于康复。但是由于骨盆结构特殊,盆部解剖复杂,手术难度较高,难以在基层医院普及。
骨盆骨折常用的通道螺钉有骶髂螺钉、髋臼上螺钉、耻骨支螺钉等,也包括髋臼骨折时的后柱螺钉,发明人发现这些钉道需经过极为狭窄的骨性通道,周围分布丰富的血管、神经。在微创条件下,无法直视术野,如需精确的置入螺钉,需依靠多个角度的X光透视进行定位,这就要求术者熟练掌握骨盆解剖及透视位置,即便如此术中需大量次数的X光透视,辐射大,耗时、耗力,增加对医患的损害。另外,X光得到的图像为平面重叠的图像,并不能完全地反映螺钉与骨盆的空间关系,从而有几率发生螺钉位置偏移,发生严重后果。经皮置钉的学习难度大,学习曲线长,也成为该类手术难以普及的原因之一。
发明人还发现长期以来对经皮置钉的方法已大量研究,大部分主要单独集中在骨盆的解剖研究以或外固定系统的研发,均属于经验性研究,不能做到个体化、精确化定位。目前,手术机器人可通过影像系统采集和电脑控制机械臂做到快速、准确定位,国内亦有厂家生产,但设备成本及使用成本极高,也不具备普及性。因此,目前该类手术大多仍依靠传统的术中X光透视来确定进钉点和进钉方向。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,术中无需进行透视,消除了X线对医、患的伤害,可以实现螺钉的精准定位,定位速度快,容易学习。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,包括:
定位机构:用于固定在骨盆附近的体表位置处,形成基本平面。
坐标系机构:用于设置在骨盆外部并与定位机构连接,构成体外坐标系,所述坐标系机构具有相互垂直的第一连杆、第二连杆及第三连杆,第一连杆用于与定位机构连接。
调节机构,用于调节第三连杆与基本平面垂直。
扫描机构:用于对骨盆及骨盆外部的坐标系机构进行扫描。
建模机构:用于利用扫描机构扫描的图像建立骨盆模型及与坐标系机构相匹配的图形坐标系,用于建立模拟曲线,模拟入钉通道,并确定入钉点的位置信息和入钉方向。
瞄准机构:用于与坐标系机构连接并根据建模机构确定的入钉点位置信息和入钉方向调节通道螺钉。
通过在盆骨外建立坐标系结构,并利用扫描机构及建模机构建立盆骨及坐标系机构的模型和模拟入钉通道,利用建模机构分析得到入钉位置在坐标系机构中的具体位置和入钉角度,定位精确快速。
进一步的,所述定位机构包括底座,所述底座与外壳固定连接,所述外壳具有安装孔,安装孔内连接有内芯机构,所述内芯机构用于与坐标系机构连接,所述内芯机构与安装孔的接触面为球面,实现了内芯机构与外壳的万向连接,外壳顶部设置有锁紧螺栓,锁紧螺栓用于将内芯机构进行锁紧。
进一步的,所述底座底部设有黏贴层,用于与体表皮肤进行黏贴,固定方便无创伤。
进一步的,所述第二连杆及第三连杆一体式垂直相交连接,形成十字型结构,所述第一连杆穿过十字型结构的第二连杆、第三连杆的相交位置,与十字型结构转动连接,采用十字型结构,简化了坐标系机构三个连杆调节的过程。
进一步的,所述调节机构包括副杆套及副杆,所述副杆套与固定在第一连杆的副杆套座转动连接,副杆套转动轨迹所在平面经过第一连杆轴线,所述副杆套座固定有与副杆套转动轨迹所在平面垂直的校正杆,所述校正杆设有至少两个第一卡扣结构,所述第一卡扣结构用于与第三连杆卡紧,使第三连杆机构与校正杆平行,所述副杆一端用于插入副杆套,另一端用于连接定位机构。
将第一连杆连接两个选定的定位机构,副杆连接另外一个定位机构,副杆可与第一连杆共同确定基本平面,副杆另一端插入副杆套中,可保证校正杆与基本平面的垂直,校正杆可通过至少两个第一卡扣结构与第三连杆连接,可保证第三连杆与基本平面的垂直。
进一步的,所述瞄准机构包括半圆环状的外弓机构,所述外弓机构的外侧弧面与第一伸缩杆及第二伸缩杆滑动连接,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆的一端可沿外弓机构的外侧弧面滑动,并可利用第一锁紧件进行锁紧,另一端设有第二卡扣结构,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆的轴线延长线相交于外弓机构的圆心,所述外弓机构的两端转动连接有转动杆,所述转动杆与套筒固定连接,所述套筒的中心与第一伸缩杆及第二伸缩杆延长线交点重合,所述套筒用于放置待定位的螺钉,所述转动杆可利用第二锁紧件进行锁紧。
第一伸缩杆及第二伸缩杆的伸缩运动可调节套筒内的入钉点在坐标系机构中的位置,通过外弓机构及转杆可调节套筒的角度,进而实现入钉点及入钉方向的定位。
进一步的,所述第一伸缩杆、第二伸缩杆上及外弓机构设有刻度线,所述外弓机构连接有角度盘,方便操作人员对套筒位置及角度进行调节。
一种基于影像分析的骨盆用螺钉定位系统的定位方法,包括以下步骤:
步骤1:在骨盆位置附近的体表选定点固定三个定位机构,三个定位机构构成基本平面。
步骤2:在骨盆外部位置连接坐标系机构,第一连杆与选定的两个定位机构连接,通过调节机构调整第三连杆与基本平面垂直。
步骤3:利用扫描机构对骨盆位置处进行扫描,根据扫描图像利用建模机构建立骨盆模型及与坐标系机构相对应的图形坐标系。
步骤4:根据临床拟定的入钉通道,利用建模机构建立模拟曲线,用于模拟入钉通道,模拟曲线与图形坐标系中第二连杆和第三连杆对应坐标轴形成的坐标面的交点为入钉点,得到入钉点在图形坐标系中的位置参数信息及模拟曲线与图形坐标系的坐标平面角度参数信息。
步骤5:在第二连杆及第三连杆上安装瞄准机构,将待定位的通道螺钉安装在瞄准机构上,利用步骤4得到的参数信息通过瞄准机构调整螺钉的位置及角度,对螺钉进行定位。
本发明的定位方法操作简单,易学习,定位精准,在术前实施步骤1-步骤4,即可实现获取通道螺钉的定位信息,术中实施步骤5进行定位,术中无需通过透视定位,消除了X射线对医、患的伤害。
进一步的,所述步骤4的具体步骤为:
步骤(1):根据临床需要的拟定入钉通道建立CPR曲线,CPR曲线于拟定的入钉通道保持一致,用于模拟拟定入钉通道。
步骤(2)CPR曲线与图形坐标系中第二连杆和第三连杆对应坐标轴形成的坐标面的交点为入钉点,得到CPR曲线在图形坐标系三个坐标面上的投影。
步骤(3)获取入钉点与第三连杆所对应的图形坐标系坐标轴距离a,入钉点与第二连杆所对应的图形坐标系坐标轴的距离b,CPR曲线在入钉点所在坐标面内投影线与第二连杆所对应坐标轴的夹角α,CPR曲线在入钉点所在坐标平面内投影线与CPR曲线的夹角为β。
进一步的,所述步骤5的具体步骤为:
步骤a:将第一伸缩杆与第二连杆连接,将第二伸缩杆与第三连杆连接,调节第一伸缩杆及第二伸缩杆的长度,第一伸缩杆与第二连杆连接点与外弓机构圆心的距离为b,第二伸缩杆与第三连接杆连接点与外弓机构圆心的距离为a,对入钉点的位置进行定位。
步骤b:预先调整第一伸缩杆、第二伸缩杆及外弓机构相对位置,使套筒轴线与第二连杆平行,外弓机构转动α角,转杆带动套筒转动β角,对入钉方向进行定位。
步骤c:将通道螺钉放入套筒中,完成通道螺钉的定位。
本发明的有益效果:
本发明的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,通过在体外构建坐标系机构,利用扫描机构及建模机构建立骨盆模型和与坐标系机构相对应的图形坐标系,根据需要建立模拟的入钉通道,从而得到入钉点在图形坐标系中的参数信息,利用得到的参数信息指导瞄准机构在坐标系机构中对入钉点位置和入钉角度的调节,定位精确、方便,在术前即可获得通道螺钉的定位信息,术中可利用瞄准机构进行定位,术中无需透视进行定位,消除了X射线对医、患人员的身体伤害。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例定位机构主视示意图;
图2为本发明实施例定位机构侧视示意图;
图3为本发明实施例定位机构内部结构示意图;
图4为本发明实施例坐标系机构结构示意图;
图5为本发明实施例坐标系机构与调节机构装配示意图;
图6为本发明实施例瞄准机构结构示意图;
图7为本发明图6中A处截面示意图;
图8为本发明实施例第一伸缩杆结构示意图;
图9为本发明实施例步骤4原理示意图;
其中,1.底座,2.外壳,3.内芯机构,4.通孔,5.锁紧螺栓,6.黏贴层,7.第一连杆,8.第二连杆,9.第三连杆,10.副杆套座,11.副杆套,12.副杆,13.校正杆,14.卡座,15.连杆,16.圆形卡环,17.凸台结构,18.外弓机构,19.滑槽,20.第一伸缩杆,20-1.固定部,20-2.伸缩部,20-3.压紧螺栓,20-4.第二卡扣结构,20-5.弧形滑块,21.第二伸缩杆,22.腰孔,23.第一锁紧件,24.转杆,25.挡台,26.套筒,27.第二锁紧件,28.角度盘,29.指针。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的,目前骨盆用通道螺钉植入手术大多仍依靠数轴X光透视来确定进钉点和进钉方向,费时费力,而且对医、患人员身体造成损害,针对上述问题,本申请提出了一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统。
本申请的一种典型实施方式中,如图1-8所示,一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,包括:
定位机构:包括第一定位机构、第二定位机构及第三定位机构,用于固定在骨盆附近的体表位置处,形成基本平面。
所述第一定位机构、第二定位机构及第三定位机构结构相同,均包括底座1,所述底座上表面固定有圆柱型的外壳2,所述外壳具有安装孔,所述安装孔的孔面为球面,所述安装孔内设有球状结构的内芯机构3,所述内芯机构通过球面与安装孔的孔面接触,实现了内芯机构与外壳的万向连接,所述内芯机构中部具有通孔4,所述外壳的顶部螺纹连接有锁紧螺栓5,所述锁紧螺栓用于压紧内芯机构,内芯机构转动至设定位置后可利用锁紧螺栓进行锁紧,所述底座的底面设有黏贴层6,所述黏贴层用于将底座贴附固定在体表位置。采用贴附固定,操作方便,而且不会对患者造成伤害。
所述定位机构也可采用固定于底座底面的骨针与体表实现固定,患者经局部麻醉后,骨针可刺入浅表骨质,使定位机构更加稳定。
坐标系机构,用于设置在骨盆外部并与定位机构连接,构成体外坐标系,由于骨盆部的软组织具有一定厚度,所以坐标系机构的原点位于骨盆外部的位置,可根据实际需要进行确定。
所述坐标系机构包括第一连杆7、第二连杆8及第三连杆9,所述第一连杆用于穿过第一定位机构及第二定位机构的内芯机构的通孔,与第一定位机构及第二定位机构连接,所述第二连杆及第三连杆一体式垂直连接,构成十字型结构,第一连杆可穿过十字型结构的中心位置,十字型结构与第一连杆转动连接,第一连杆上设有两个凸台结构17,十字型结构位于两个凸台结构之间,凸台结构可对十字型结构在第一连杆上进行限位,防止其从第一连杆上脱落。
使用时,第一连杆穿过第一定位机构及第二定位机构的两个内芯机构中,根据需要确定第一连杆及十字型结构的交点位置,即确定体外坐标系的原点,然后通过调节机构调节十字型结构,使第三连杆垂直于基本平面。
所述调节机构包括副杆套座10、副杆套11及副杆12,副杆套座与第一连杆圆周面固定连接,所述副杆套座固定位置靠近第一连杆和十字型结构的交点位置,所述副杆套座包括两个对称设置的连接板,所述连接板的对称面经过第一连杆的轴线,两个连接板中设有转轴,转轴与副杆套转动连接,所述副杆套为筒状结构,用于连接副杆,副杆套可绕转轴转动,且转动轨迹所在平面经过第一连杆的轴线,两个连接板上设有校正杆13,所述校正杆的轴线与副杆套转动轨迹所在的平面垂直,所述校正杆上设有两个第一卡扣机构,所述第一卡扣机构采用橡胶材质制成,包括与校正杆固定连接的卡座14及与卡座固定通过连杆15连接的带缺口的圆形卡环16,所述圆形卡环的形状与第三连杆相匹配且多个圆形卡环的圆心连线与第一连杆的轴线垂直相交,第三连杆可通过圆形卡环与校正杆连接。
调节机构工作时,可预先将副杆穿过第三定位机构的内芯机构,然后转动第一连接杆,转动副杆套,使副杆与副杆套对齐,然后将副杆插入副杆套中,转动十字型结构,利用两个第一卡扣结构将校正杆与第三连杆固定连接,副杆和第一连杆所在平面为基本平面,校正杆垂直于第一连杆及副杆,所以校正杆与基本平面垂直,第三连杆也与基本平面垂直。
扫描机构:用于对骨盆及骨盆位置的坐标系机构进行扫描,可采用现有的CT扫描机。
建模机构:用于利用扫描机构扫描的图像建立骨盆模型及与坐标系机构相匹配的图形坐标系,用于建立模拟曲线,模拟入钉通道,并确定入钉点的位置信息和入钉方向,所述建模机构采用安装有影像分析软件的计算机,所述影像分析软件可采用IMPAX Client软件。
瞄准机构:用于与坐标系机构连接并根据建模机构确定的入钉点位置信息和入钉方向调节通道螺钉。
所述瞄准机构包括半圆环型的外弓机构18,所述外弓机构外侧面具有滑槽19,所述滑槽内滑动连接有第一伸缩杆20及第二伸缩杆21,并可利用第一锁紧件进行锁紧,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆的轴线延长线相交于外弓机构的圆心位置处,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆端部具有与滑槽相匹配的弧形滑块20-5,所述弧形滑块嵌入滑槽中,所述外弓机构上设有沿其弧面分布的腰孔22,所述第一锁紧件23采用锁紧螺钉,所述锁紧螺钉穿过腰孔,与弧形滑块旋紧连接,锁紧螺钉的螺钉帽压紧在外弓机构的内侧面上,利用摩擦力对第一伸缩杆及第二伸缩杆的位置进行锁紧。所述外弓机构的两端转动连接有转杆24,所述转杆位于外弓机构内侧的杆段设有挡台25,防止转杆从外弓机构上脱离,所述转杆的轴线为外弓机构的直径线,所述转杆的中心部位固定连接有套筒26,套筒将转杆切断,转杆固定在套筒的外圆周面上,且套筒的中心位于外弓机构的圆心位置。所述转杆利用第二锁紧件27进行锁紧,所述第二锁紧件采用锁紧螺钉,锁紧螺钉与转杆端部旋紧固定,锁紧螺钉的螺钉帽压紧在外弓机构的外侧面上,利用摩擦力对转杆进行锁紧。
所述第一伸缩杆及第二伸缩杆均包括固定部20-1和伸缩部20-2,所述伸缩部插入固定部中,并利用固定部上设置的压紧螺栓20-3进行压紧定位,所述固定部端部设有弧形滑块,伸缩部端部设有第二卡扣结构20-4,所述第二卡扣结构由橡胶材质制成的采用带缺口的圆形卡环,所述第二卡扣结构用于将第一伸缩杆及第二伸缩杆与第二连杆及第三连杆连接。
所述套筒为圆筒状结构,用于放置待定位的固定螺钉。
所述第一伸缩杆、第二伸缩杆上设有长度刻度标识,外弓机构上设有角度刻度标识,所述外弓机构的一侧端部设有角度盘28,所述角度盘为半圆环状,固定在外弓机构的端面上,不会妨碍第一伸缩杆或第二伸缩杆沿外弓机构弧面的运动,转杆位于角度盘所在一侧的杆段上设有与转杆垂直的指针29,所述指针位于外弓机构内侧位置,方便操作人员对套筒的位置和角度进行调节。
本实施例还公开了一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统的工作方法,以髋臼上螺钉为例进行说明,包括以下步骤:
步骤1:在骨盆位置的体表选定点贴附固定三个定位机构,三个定位机构构成基本平面。
选择双侧髂前上棘和耻骨联合附近的软组织薄弱处的三个点,分别将第一定位机构、第二定位机构及第三定位机构贴附固定在体表对应的三个点处,构成基本平面,定位机构与骨盆的相对位置保持不变。
步骤2:在骨盆外部位置连接坐标系机构,第一连杆与选定的两个定位机构连接,通过调节机构调整第三连杆与基本平面垂直。
将第一连杆连接两个选定的定位机构,本实施例中,选定设置在双侧髂前上棘两个点处的定位机构为选定的定位机构,分别为第一定位机构及第二定位机构,将第一连杆穿过第一定位机构及第二定位机构的内芯机构的通孔,并且使第一连杆与十字型结构的交叉点位于骨盆外部的设定位置,设定位置可根据手术情况进行设定。
将副杆穿过设置在耻骨联合附近位置处的第三定位机构的内芯机构,转动第一连杆,副杆套绕转轴转动,调节副杆套的方向,使副杆插入副杆套中,转动十字型结构,利用第一卡扣机构将校正杆与第三连杆连接,则第三连杆与基本平面垂直,完成了体外坐标系的建立。
定位机构应牢固的固定在骨盆附近的体表位置处,坐标系机构应与定位机构牢固连接,使定位机构及坐标系机构相对于骨盆的位置始终保持一致。
步骤3:对骨盆位置处进行扫描,根据扫描图像利用建模机构建立骨盆模型及与坐标系机构相对应的图形坐标系。
利用CT扫描机对盆骨部位进行扫描,得到盆骨部位的扫描图像,利用计算机安装的IMPAX Client软件根据扫描图像建立盆骨模型,并建立与与坐标系机构相对应的图形坐标系,可以得到三个定位机构位置的点A、B、C,其中第一连杆对应图形坐标系的X轴,第二连杆对应图形坐标系Y轴,第三连杆对应图形坐标系Z轴,则X轴和Y轴所在坐标面为第一坐标面,与基本平面重合,Y轴和Z轴所在坐标面为第二坐标面,X轴和Z轴所在平面为第三坐标面,图形坐标系的原点为E。
步骤4:如图9所示,根据临床拟定的入钉通道,利用建模机构建立模拟曲线,用于模拟入钉通道,模拟曲线与图形坐标系中第二连杆和第三连杆对应坐标轴形成的第二坐标面的交点为入钉点,得到入钉点在图形坐标系中的位置参数信息及模拟曲线与图形坐标系的坐标平面角度参数信息。
根据临床所需要的入钉通道,在IMPAX Client软件中建立CPR曲线,所述CPR曲线用于模拟入钉通道,CPR曲线与临床所需要的入钉通道保持一致,在IMPAX Client软件中得到CPR曲线与第二坐标面的交点F,交点F为入钉点,同时可以得到CPR曲线在图形坐标系三个坐标面上的投影,以垂直于第二坐标面的视角进行观测,得到交点F在Y轴上的投影F1与原点E的距离为a,CPR曲线在第二坐标面上的投影与Y轴的夹角为α,调整观测视角,以垂直于CPR曲线在第二坐标面上投影线与CPR曲线所在的平面进行观测,得到CPR曲线在第二坐标面上投影线与CPR曲线的夹角为β,调整观测视角,以垂直于第三坐标面视角进行观测,得到交点F在Z轴上的投影点F2与原点E的距离为b,完成入钉点定位位置信息和入钉方向信息的获取,距离a为入钉点第三坐标面的距离,距离b为入钉点与第一坐标面距离。
以上步骤1-步骤4可在术前进行,避免了术中定位采用透视进行费时费力且对医、患人员身体造成伤害的缺陷。
步骤5:在第二连杆及第三连杆上安装瞄准机构,将待定位的通道螺钉安装在瞄准机构上,利用步骤4得到的参数信息通过瞄准机构调整螺钉的位置及角度,对螺钉进行定位。
具体的包括以下步骤:
步骤a:将第一伸缩杆通过第二卡扣结构与第二连杆连接,将第二伸缩杆通过第二卡扣结构与第三连杆连接,调节第一伸缩杆及第二伸缩杆的长度,第一伸缩杆与第二连杆连接点与外弓机构圆心的距离为b,第二伸缩杆与第三连接杆连接点与外弓机构圆心的距离为a,对入钉点的位置进行定位。
操作人员可利用第一伸缩杆及第二伸缩杆上的刻度标识进行调节,调节快速精确。
步骤b:预先调整第一伸缩杆、第二伸缩杆及外弓机构相对位置,第一伸缩杆及第二伸缩杆端部沿滑槽滑动,使套筒轴线与第二连杆轴线平行,外弓机构转动α角,转杆带动套筒转动β角,对入钉方向进行定位。
步骤c:将通道螺钉放入套筒中,完成通道螺钉的定位。
整个步骤5可在术中进行,只需要根据步骤4得到的定位信息调整瞄准机构即可进行,定位方便快速,准确度高。
骨盆手术中常常需要进行特殊方向的X线透视,X光机往往需多次透视并调节才能找到理想的方向。本系统和方法可定位空间内的任意直线,因此除了提供拟定的钉道线,还可以直观的提供拟透视的方向,大大降低X光透视次数。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,包括:
定位机构:用于固定在骨盆附近的体表位置处,形成基本平面;
坐标系机构:用于设置在骨盆外部并与定位机构连接,构成体外坐标系,所述坐标系机构具有相互垂直的第一连杆、第二连杆及第三连杆,第一连杆用于与定位机构连接;
调节机构,用于调节第三连杆与基本平面垂直;
扫描机构:用于对骨盆及骨盆外部的坐标系机构进行扫描;
建模机构:用于利用扫描机构扫描的图像建立骨盆模型及与坐标系机构相匹配的图形坐标系,用于建立模拟曲线,模拟入钉通道,并确定入钉点的位置信息和入钉方向;
瞄准机构:用于与坐标系机构连接并根据建模机构确定的入钉点位置信息和入钉方向调节通道螺钉。
2.如权利要求1所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述定位机构包括底座,所述底座与外壳固定连接,所述外壳具有安装孔,安装孔内连接有内芯机构,所述内芯机构用于与坐标系机构连接,所述内芯机构与安装孔的接触面为球面,实现了内芯机构与外壳的万向连接,外壳顶部设置有锁紧螺栓,锁紧螺栓用于将内芯机构进行锁紧。
3.如权利要求2所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述底座底部设有黏贴层,用于与体表皮肤进行黏贴。
4.如权利要求1所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述第二连杆及第三连杆一体式垂直相交连接,形成十字型结构,所述第一连杆穿过十字型结构的第二连杆、第三连杆的相交位置,与十字型结构转动连接。
5.如权利要求4所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述调节机构包括副杆套及副杆,所述副杆套与固定在第一连杆的副杆套座转动连接,副杆套转动轨迹所在平面经过第一连杆轴线,所述副杆套座固定有与副杆套转动轨迹所在平面垂直的校正杆,所述校正杆设有至少两个第一卡扣结构,所述第一卡扣结构用于与第三连杆卡紧,使第三连杆机构与校正杆平行,所述副杆一端用于插入副杆套,另一端用于连接定位机构。
6.如权利要求1所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述瞄准机构包括半圆环状的外弓机构,所述外弓机构的外侧弧面与第一伸缩杆及第二伸缩杆滑动连接,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆的一端可沿外弓机构的外侧弧面滑动,并可利用第一锁紧件进行锁紧,另一端设有第二卡扣结构,所述第一伸缩杆及第二伸缩杆的轴线延长线相交于外弓机构的圆心,所述外弓机构的两端转动连接有转动杆,所述转动杆与套筒固定连接,所述套筒的中心与第一伸缩杆及第二伸缩杆延长线交点重合,所述套筒用于放置待定位的螺钉,所述转动杆可利用第二锁紧件进行锁紧。
7.如权利要求6所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统,其特征在于,所述第一伸缩杆、第二伸缩杆上及外弓机构设有刻度线,所述外弓机构连接有角度盘。
8.一种权利要求6所述的一种骨盆骨折微创治疗用置钉定位系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在骨盆位置附近的体表选定点固定三个定位机构,三个定位机构构成基本平面;
步骤2:在骨盆外部位置连接坐标系机构,第一连杆与选定的两个定位机构连接,通过调节机构调整第三连杆与基本平面垂直;
步骤3:利用扫描机构对骨盆位置处进行扫描,根据扫描图像利用建模机构建立骨盆模型及与坐标系机构相对应的图形坐标系;
步骤4:根据临床拟定的入钉通道,利用建模机构建立模拟曲线,用于模拟入钉通道,模拟曲线与图形坐标系中第二连杆和第三连杆对应坐标轴形成的坐标面的交点为入钉点,得到入钉点在图形坐标系中的位置参数信息及模拟曲线与图形坐标系的坐标平面角度参数信息;
步骤5:在第二连杆及第三连杆上安装瞄准机构,将待定位的通道螺钉安装在瞄准机构上,利用步骤4得到的参数信息通过瞄准机构调整螺钉的位置及角度,对螺钉进行定位。
9.如权利要求8所述的工作方法,其特征在于,所述步骤4的具体步骤为:
步骤(1):根据临床需要的拟定入钉通道建立CPR曲线,CPR曲线于拟定的入钉通道保持一致,用于模拟拟定入钉通道;
步骤(2)CPR曲线与图形坐标系中第二连杆和第三连杆对应坐标轴形成的坐标面的交点为入钉点,得到CPR曲线在图形坐标系三个坐标面上的投影;
步骤(3)获取入钉点与第三连杆所对应的图形坐标系坐标轴距离a,入钉点与第二连杆所对应的图形坐标系坐标轴的距离b,CPR曲线在入钉点所在坐标面内投影线与第二连杆所对应坐标轴的夹角α,CPR曲线在入钉点所在坐标平面内投影线与CPR曲线的夹角为β。
10.如权利要求9所述的工作方法,其特征在于,所述步骤5的具体步骤为:
步骤a:将第一伸缩杆与第二连杆连接,将第二伸缩杆与第三连杆连接,调节第一伸缩杆及第二伸缩杆的长度,第一伸缩杆与第二连杆连接点与外弓机构圆心的距离为b,第二伸缩杆与第三连接杆连接点与外弓机构圆心的距离为a,对入钉点的位置进行定位;
步骤b:预先调整第一伸缩杆、第二伸缩杆及外弓机构相对位置,使套筒轴线与第二连杆平行,外弓机构转动α角,转杆带动套筒转动β角,对入钉方向进行定位;
步骤c:将通道螺钉放入套筒中,完成通道螺钉的定位。
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