CN114983569A - 带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置。该定位导航装置与G形臂X光机连接，包括第一激光发射件和第二激光发射件及与两个激光发射件连接的捆绑带，两个激光发射件分别捆绑于G形臂X光机的垂直影像增强器和水平影像增强器上。定位支架通过支撑杆与调节杆实现瞄准套管三维方向的调整和锁定。利用本发明，可以在手术过程中对激光发射件进行实时校准，还简化了激光发射件的位置定位过程。两个激光发射件可实现同时定位，减少了透视次数，简化了操作步骤。定位支架可以简化定位后的入针操作，具有精准瞄准及快捷入针的效果。

Description

带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置

技术领域

本发明涉及一种骨内通道定位装置，具体地说是一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置（简称为定位导航装置），以及利用该定位导航装置进行定位导航的方法，属于医疗器械领域。

背景技术

股骨颈骨折常发生于老年人，骨质疏松骨强度降低，加之股骨颈上区滋养血管孔密布，均可使股骨颈生物力学结构削弱，使股骨颈脆弱。另外，因老年人髋周肌群退变，反应迟钝，不能有效地抵消髋部有害应力，加之髋部受到应力较大（通常为体重的2～6倍），局部应力复杂多变，因此不需要多大的暴力，如平地滑倒、由床上跌下或下肢突然扭转，甚至在无明显外伤的情况下都可以发生骨折，随着人口老龄化，股骨颈骨折的发病率也日渐增高。而青壮年股骨颈骨折，往往由于严重损伤如车祸或高处跌落等原因致伤。因过度过久负重劳动或行走，逐渐发生骨折者，称之为疲劳骨折。目前，对于股骨颈骨折的治疗方法有很多，比如空心钉固定、髓内钉固定、钢板固定、关节置换等。

一般来说，对于年轻的患者首选的治疗方法是空心钉固定，空心钉固定的优势是在满意复位的情况下治愈率可达80%～90%，而且费用较少。目前，放置股骨颈空心钉的过程需要透视下徒手完成并且有一定难度。股骨颈空心钉的定位导航不同于其他骨科植入物通道螺钉，例如股骨远端钉孔、髋臼螺钉等，因为股骨颈有特殊的解剖结构，并与骨盆、髋臼等结构紧密相连，术中透视时产生遮挡，无法实现目标通道的单平面定位，术中需要G型臂透视机，利用双平面激光定位，方可达到理想的定位效果。目前的定位方法是将克氏针贴于皮肤表面找到空心钉植入目标位置，利用记号笔在皮肤表面标记大概的入针方向和入针点，在手术过程中需要入针的时候反复进行透视确定入针路径是否准确，由于股骨颈的特殊解剖结构，需要的透视数量较其他部位更多，辐射暴露也更多，即使利用透视辅助，仍有可能发生定位不准确，学习曲线长等问题。针对以上问题，目前有使用骨科手术机器人等应对方式，但是设备价格昂贵，操作繁琐，需要专业培训学习，技术门槛高。如何实现简易精准且学习曲线短的股骨颈空心钉的定位导航方法，仍然是本领域技术人员研究的问题之一。

另外，发明人发现在沿激光线打入克氏针的过程中，需要反复调整克氏针位置，使其与激光线始终保持精准重合，操作较为繁琐。如何解决此问题，也是本领域技术人员研究的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种利用上述定位导航装置进行股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，与G形臂X光机连接；其中，

所述定位导航装置包括第一激光发射件和第二激光发射件及与两个激光发射件连接的连接件，所述两个激光发射件分别通过连接件连接于G形臂X光机的垂直影像增强器和水平影像增强器上；

所述定位导航装置还包括至少一个影像增强定位器，固定于G形臂X光机的垂直影像增强器或水平影像增强器端面上；所述影像增强定位器包括两条互相垂直的第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆；

至少一个用于放置于目标物表面的目标定位器，所述目标定位器包括两条互相垂直的第一目标定位杆和第二目标定位杆；

固定于G形臂X光机的显示屏上的屏幕定位器，其上设有互相垂直且相交的水平定位线和垂直定位线；

在股骨颈正位像透视状态下，目标定位器摆放于股骨颈正位，影像增强定位器固定于垂直影像增强器上，并且第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆在G形臂X光机显示屏上成像的交点与屏幕定位器的水平定位线和垂直定位线的交点重合，同时第一影像增强定位杆的成像与第一目标定位杆的成像重合且均位于股骨颈正位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第一激光发射件的激光发射端对准第一影像增强定位杆，第一激光发射件发射的第一激光线与第一目标定位杆重合；

股骨颈侧位像透视状态下，目标定位器摆放于股骨颈侧位，影像增强定位器固定于水平影像增强器上，并且第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆在G形臂X光机显示屏上成像的交点与屏幕定位器的水平定位线和垂直定位线的交点重合，同时第一影像增强定位杆与第一目标定位杆的成像重合且均位于股骨颈侧位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第二激光发射件的激光发射端对准第一影像增强定位杆，第二激光发射件发射的第二激光线与第一目标定位杆重合；

所述定位支架包括第一支撑杆、第二支撑杆、调节杆及瞄准套管；所述调节杆分别与第一支撑杆和第二支撑杆通过卡扣连接，所述调节杆通过该卡扣实现沿第一支撑杆和第二支撑杆移动位置、调整角度并锁定于目标位置及角度；所述瞄准套管与所述调节杆通过卡扣连接，所述瞄准套管通过该卡扣延所述调节杆移动位置、调节角度并锁定于目标位置及角度；第一支撑杆和第二支撑杆上还设有用于穿设克氏针的卡扣；所述瞄准套管与交线C重合，所述交线C为所述第一激光线所在平面与第二激光线所在平面的交线。

其中较优地，所述卡扣包括第一夹持块和第二夹持块，所述第一夹持块和第二夹持块穿设在连接杆上，二者可绕所述连接杆做旋转运动，所述连接杆尾部设有锁定件；所述第一夹持块和第二夹持块均设有可穿设所述第一支撑杆、第二支撑杆、调节杆或瞄准套管的夹持孔。

其中较优地，所述第一夹持块和第二夹持块结构相同，并且相背设置；所述第一夹持块和第二夹持块均包括外夹持块和内夹持块，所述内夹持块的表面为齿面结构，两内夹持块的齿面结构啮合在一起。

其中较优地，所述外夹持块和内夹持块相接触的表面均设有V型凹槽，两V型凹槽对合形成所述夹持孔。

其中较优地，所述连接杆尾部设有外螺纹，所述锁定件为与所述外螺纹匹配的螺母，所述螺母外表面设有扭翅结构。其中较优地，包括两个影像增强定位器，分别固定于G形臂X光机的垂直影像增强器和水平影像增强器端面上。

其中较优地，包括两个目标定位器，分别放置于目标物股骨颈正位和股骨颈侧位。

其中较优地，所述影像增强定位器包括至少一个影像增强定位环，所述第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆固定于所述影像增强定位环上。

其中较优地，所述影像增强定位环数量至少为两个且同心设置，所述第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆的交点为直径最小的影像增强定位环的圆心。

其中较优地，所述目标定位器包括至少一个目标定位环，所述第一目标定位杆和第二目标定位杆固定于所述目标定位环上。

其中较优地，所述目标定位环数量至少为两个且同心设置，所述第一目标定位杆和第二目标定位杆不穿过直径最小的定位环。

其中较优地，所述屏幕定位器包括透明的定位板，所述水平定位线和垂直定位线设于所述定位板上。

其中较优地，所述连接件为捆绑带，所述第一激光发射件和第二激光发射件分别固定于两条捆绑带上且可沿所述捆绑带移动；所述第一激光发射件和第二激光发射件结构相同，均包括固定座、激光笔固定器和可发射线形光线的激光笔，所述固定座与所述捆绑带连接，所述激光笔固定器与所述固定座连接，所述激光笔固定器设有激光笔固定通道，所述激光笔固定通道与所述激光笔固定器同轴设置且所述激光笔可在所述激光笔固定通道内绕轴线自由旋转，所述激光笔由所述激光笔固定通道顶部插入且激光笔发射的线形激光线由所述激光笔固定通道底部射出。

其中较优地，所述固定座设有通孔，所述捆绑带穿过所述通孔。

其中较优地，所述定位导航装置还包括一个角度固定座，所述角度固定座设置于所述固定座与所述激光笔固定器之间。

其中较优地，所述角度固定座可使所述激光笔固定器与所述固定座之间设有40～60度夹角。

其中较优地，所述固定座设有增加摩擦力的结构。

其中较优地，所述捆绑带与所述固定座的贴合面设有固定卡槽。

其中较优地，所述捆绑带上设有松紧调节件。

其中较优地，所述影像增强定位器和所述目标定位器采用透视状态下可成像的材质制成。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航方法，利用上述定位导航装置实现，包括如下步骤：

（1）利用影像增强定位器、目标定位器及屏幕定位器确定两个激光发射件的位置；

（2）移除目标定位器，开启两个激光发射件，两个激光发射件发射的两条激光线的交点为股骨颈通道螺钉骨内通道的入针点，两条激光线所在平面的交线为股骨颈通道螺钉骨内通道的入针路径；

（3）安装定位支架，使所述瞄准套管与所述第一激光线所在平面与第二激光线所在平面的交线C重合。

其中较优地，所述步骤（1）中，两个激光发射件的位置由下述方法确定：

在股骨颈正位像透视状态下，目标定位器摆放于股骨颈正位，影像增强定位器固定于垂直影像增强器上，并且第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆在G形臂X光机显示屏上成像的交点与屏幕定位器的水平定位线和垂直定位线的交点重合，同时第一影像增强定位杆与第一目标定位杆的成像重合且均位于股骨颈正位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第一激光发射件的激光发射端对准第一影像增强定位杆，第一激光发射件发射的激光线与第一目标定位杆重合；

在股骨颈侧位像透视状态下，目标定位器摆放于股骨颈侧位，影像增强定位器固定于水平影像增强器上，并且第一影像增强定位杆和第二影像增强定位杆在G形臂X光机显示屏上成像的交点与屏幕定位器的水平定位线和垂直定位线的交点重合，同时第一影像增强定位杆与第一目标定位杆的成像重合且均位于股骨颈侧位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第二激光发射件的激光发射端对准第一影像增强定位杆，第二激光发射件发射的激光线与第一目标定位杆重合。

本发明的有益效果为：

（1）本发明所提供的定位导航装置操作简便，定位导航精准，大幅减少了透视次数，解决了现有技术定位次数过多造成骨质损伤较大增加后期骨折和退钉风险的问题，而且解决了透视次数过多对医患造成过度辐射的问题。

（2）本发明解决了现有技术中激光定位只能定位克氏针入针点，无法对入针路径进行实时导航的问题。经多次实验证实，本发明在使用时不仅可对入针点进行精准定位，同时可对进针过程中的进针方向和路径进行实时精准导航。

（3）本发明解决了现有技术中由于股骨颈的特殊解剖位置使得入针路径被遮挡，不便定位的问题，本发明装置可以对股骨颈通道螺钉定位克氏针的入针点进行精准定位，同时对股骨颈通道螺钉的进针方向和路径进行实时导航。

（4）本发明所提供的定位导航装置还改进了手术中激光发射件校准不便的问题，可实现手术中对激光发射件进行实时校准，保证了手术的顺利进行。

（5）本发明还简化了激光发射件的位置定位过程。两个激光发射件可以实现同时定位，减少了由于定位产生的透视次数，进一步简化了操作方法，最大程度降低了辐射损伤。

（6）本发明还增加了定位支架，用于与本发明所提供的定位导航装置配合使用。该定位支架可以通过支撑杆与调节杆实现瞄准套管三维方向的调整和锁定，使定位导航装置精准定位骨内通道后，通过定位支架的瞄准套管实现入针路径的精准定位，辅助医生进行克氏针沿激光线打入的操作，有效解决了需要反复调整克氏针与激光线重合的操作繁琐问题，简便了操作流程，提升了操作的准确性，同时减少了人为操作引起的误差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的定位导航装置的结构示意图；

图2为本发明中，激光发射件的结构示意图；

图3为本发明中，影像增强定位器的结构示意图；

图4为本发明中，目标定位器的示意图；

图5为本发明中，屏幕定位器的结构示意图；

图6为本发明的定位示意图之一；

图7为本发明的定位示意图之二；

图8为本发明的定位示意图之三；

图9为本发明在手术中利用激光线导航的示意图之一；

图10为本发明在手术中利用激光线导航的示意图之二；

图11为本发明在G型臂X光机上的使用状态示意图；

图12为利用本发明进行第一、第二激光发射件在股骨颈正位和侧位的位置校准图；

图13为利用本发明将克氏针打入后的透视确认图；

图14为本发明中，定位支架的结构示意图；

图15为本发明中，卡扣的结构示意图之一；

图16为本发明中，卡扣的结构示意图之二。

附图标记：

激光发射件1、第一激光发射件11、固定座111、激光笔固定器112、第一激光笔113、通孔114、激光笔固定通道115、角度固定座116、凸棱117、第一激光线118；第二激光发射件12、第二激光笔121、第二激光线122；

捆绑带2、固定卡槽21、松紧调节件22；

影像增强器3、垂直影像增强器31、水平影像增强器32、显示屏4、圆形曝光区域41；

影像增强定位器5、第一影像增强定位杆51、第二影像增强定位杆52、影像增强定位环53；

目标定位器6、第一目标定位杆61、第二目标定位杆62、目标定位环63；

屏幕定位器7、水平定位线71、垂直定位线72、定位板73；

克氏针8、目标通道A、股骨颈B、交线C；

定位支架9、第一支撑杆91、第二支撑杆92、调节杆93、瞄准套管94、卡扣95、第一夹持块951、第二夹持块952、连接杆953、锁定件954、夹持孔955、外夹持块956、内夹持块957、V型凹槽958。

具体实施方式

如图1至16所示，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明的描述中，所用术语仅用于说明目的，并非旨在限制本发明的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。

术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件，不代表顺序，并且不对这些元件起限定作用。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。

首先需要说明的是，本发明与现有技术中的G形臂X光机结合使用，本发明涉及的影像增强器及显示屏均为现有技术中，G形臂X光机的必配部件，影像增强器与X光箱对准器配套使用，X光箱对准器即X射线源，影像增强器即X射线接收器。G形臂X光机包括两个影像增强器，分别为垂直影像增强器和水平影像增强器。显示屏4的圆形曝光区域41显示的为影像增强器接收到的图像区域，圆形曝光区域41在显示屏上位置固定，因此本发明可以适配现有技术中的任意G形臂X光机。

如图1和图2所示，本发明所提供的定位导航装置主要捆绑于G形臂X光机的影像增强器上使用。G形臂X光机具有两个影像增强器3，分别为垂直影像增强器31和水平影像增强器32。术中患者平躺于手术床上，垂直影像增强器31一般用于目标正位透视，水平影像增强器32用于目标侧位透视。

本发明所提供的定位导航装置可以包括两个激光发射件1，分别为第一激光发射件11及第二激光发射件12及连接件，连接件的作用是将激光发射件固定于影像增强器上并且可实现激光发射件的位置调节功能，因此现有技术中可以起到相同作用的结构均可应用于此。本实施例中连接件为捆绑带2，捆绑带2的数量与激光发射件数量一致，本实施例中为两条，两条捆绑带2分别捆绑于垂直影像增强器31和水平影像增强器32上，激光发射件1设置于捆绑带2上且可沿捆绑带2移动。两个激光发射件主要用于发射线型激光，因此现有技术可以实现所述目的的激光笔均可以应用于本发明，并实现本发明所述技术效果。在本实施例中，两个激光发射件结构相同，具体结构为发明人推荐的较佳结构，描述如下：如图2所示，本实施例以第一激光发射件11为例进行具体结构描述，第二激光发射件12与其结构相同。

第一激光发射件11包括固定座111、激光笔固定器112和可发射线形激光线的第一激光笔113。固定座111与捆绑带2连接，具体连接方式为，固定座111设有通孔114，通孔114形状与捆绑带2匹配，以利于捆绑带2穿过所述通孔114，固定座111可以捆绑带2为轨道往复移动。激光笔固定器112与固定座111连接，在本实施例中为固定连接，优选的是一体连接。激光笔固定器112在本实施例中为圆筒结构，两端开放，其内设有激光笔固定通道115，激光笔固定通道115与激光笔固定器112同轴设置且第一激光笔113可在激光笔固定通道115内绕第一激光笔113的轴线自由旋转，第一激光笔113的发射端由激光笔固定通道115顶部插入至所述通道内，第一激光笔113发射的线形激光线由激光笔固定通道115底部射出；此处所述的顶部和底部可解释为，当第一激光笔113插入所述激光笔固定通道115后，笔尾一端为顶部，与所述顶部相对的一端，即笔头一端为底部，第一激光笔113的激光光线由笔头射出。第一激光笔113轴线与垂直影像增强器31轴线平行的时候照射范围有限，为了使激光线照射范围更大，本实施例还包括一个角度固定座116，角度固定座116设置于固定座111与激光笔固定器112之间。在本实施例中，角度固定座116可使激光笔固定器112与固定座111之间设有40～60度夹角，在该夹角范围内激光线照射区域都是可行的，在本实施例中采用45度。

为了增加第一激光笔113发射光线时的稳定性，固定座111与影像增强器的贴合面设有增加摩擦力的结构，在本实施例中为凸棱117。

捆绑带2与所述固定座111的贴合面设有固定卡槽21，该固定卡槽21主要用于稳定固定座111在捆绑带2上的位置。

为了便于捆绑带2捆绑于影像增强器上，捆绑带2上设有松紧调节件22，该调节件可为现有技术，在本实施例中松紧调节件22为捆绑带端部设有卡扣结构。

本发明中的激光笔固定器112的激光笔固定通道115与激光笔外形尺寸匹配，激光笔插入后可将激光笔稳定固定于激光笔固定器112中，激光笔固定器112在激光笔发射端还设有止挡部，防止激光笔掉出，为了增加激光笔的稳定性，在实际应用中仍可加设橡皮筋二次固定。在最初实验中发明人激光笔固定器为筒状结构，直径大于激光笔，通过弹性皮筋将激光笔固定其内，但固定效果不佳，激光笔在定位中微动偏移也致使激光线定位精准度不高，针对上述实验中遇到的问题，发明人经多次改进得到的本发明所提供的技术方案。

本实施例着重描述本发明中的第一激光发射件11和第二激光发射件12设置位置及位置确定方法，如下述。

本发明所提供的定位导航装置还包括影像增强定位器5、目标定位器6及屏幕定位器7。

如图3所示，影像增强定位器5固定于影像增强器端面，影像增强定位器5的数量可以是一个，在确定第一激光发射件11时用于固定在垂直影像增强器31端面上，在确定第二激光发射件12时由垂直影像增强器31上取下再固定于水平影像增强器32端面上。或者为了更加便于操作，影像增强定位器5数量为两个，分别设置于垂直影像增强器31端面和水平影像增强器32端面。影像增强定位器5的数量不影响最终的技术效果，本实施例以两个影像增强定位器5为例进行描述。

影像增强定位器5，具有两根互相垂直的第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52。影像增强定位器5包括至少一个影像增强定位环53，影像增强定位环53的作用是用于固定定位杆，并且通过影像增强定位环53将影像增强定位器5固定于影像增强器端面上。在本实施例中影像增强定位环53数量为三个，三个定位环直径不同呈同心圆设置，影像增强定位环53的直径与影像增强器端面直径相同或略小。第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52的交点位于最小直径定位环的圆心，也可以设计为不穿过最小直径定位环。在本实施例中，第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52相交于最小直径的影像增强定位环53的圆心，此结构设计可以提高定位的精准度。

如图4所示，目标定位器6用于放置于目标物表面，此处目标物指患者透视部位，可以直接粘贴于患者体表，或者固定于患者体表外部的固定架上。目标定位器6的数量可以是一个，用于确定第一激光发射件11时固定于股骨颈正位透视位，用于确定第二激光发射件12时由正位取下再固定于股骨颈侧位透视位上。或者为了更加便于操作，目标定位器6数量为两个，分别设置于股骨颈正位透视位和侧位透视位。目标定位器6的数量不影响最终的技术效果，本实施例以两个目标定位器6为例进行描述。

目标定位器6具有两条互相垂直的定位杆，分别为第一目标定位杆61和第二目标定位杆62；目标定位器6包括至少一个目标定位环63，目标定位环63的作用是用于固定定位杆，并且通过目标定位环63将目标定位器6固定于患者体表。在本实施例中目标定位环63数量为三个，三个定位环直径不同呈同心圆设置，目标定位环63的结构与影像增强定位环53结构相同。第一目标定位杆61和第二目标定位杆62可以相交于最小直径目标定位环63的圆心，也可以不穿过最小直径定位环。在本实施例中，第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52不相交于最小直径定位环的圆心，此结构设计可以避免遮挡克氏针的打入操作。

如图5及图6中的（a）、（b）和（c）所示，本发明所提供的定位导航装置还包括固定于G形臂X光机的显示屏上的屏幕定位器7，屏幕定位器7为一个透明的定位板73，其上设有互相垂直且相交的水平定位线71和垂直定位线72，两条定位线的交点即为圆形曝光区域41的圆心。

在本发明的一个实施例中，第一激光发射件11的固定位置由下述方法确定：

如图7（a）和（b）所示，一个目标定位器6摆放于患者股骨颈正位体表，一个影像增强定位器5固定于垂直影像增强器31上。股骨颈正位像透视状态下，使第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52的交点在屏幕上的成像与屏幕定位器7的水平定位线71和垂直定位线72的交点重合，同时使第一影像增强定位杆51在显示屏上的成像位于股骨颈正位像的股骨颈通道螺钉目标位置，调整第一目标定位杆61使其成像与第一影像增强定位杆51的成像重合，此时影像增强定位器5及目标定位器6的位置决定了第一激光发射件11的位置，第一激光发射件11的激光发射端对准第一影像增强定位杆51的尾端，尾端为远离影像增强定位环53圆心的一端；第一激光发射件11发射的第一激光线118与第一目标定位杆61重合。图7（b）中显示的是第一影像增强定位杆51、第一目标定位杆61及股骨颈B在屏幕上的成像。

在本发明的一个实施例中，第二激光发射件12的固定位置由下述方法确定：

如图8（a）和（b）所示，通过上述方法确定第一激光发射件11发射位置后，第二激光发射件12的第二激光笔121发射位置确定方法同上。将另一个目标定位器6摆放于患者股骨颈侧位体表，另一个影像增强定位器5固定于水平影像增强器32上。股骨颈侧位像透视状态下，使第一影像增强定位杆51和第二影像增强定位杆52的交点在显示屏4上的成像与屏幕定位器7的水平定位线71和垂直定位线72的交点重合，同时使第一影像增强定位杆51在显示屏4上的成像位于股骨颈侧位像的股骨颈通道螺钉的目标位置，调整第一目标定位杆61使其成像与第一影像增强定位杆51的成像重合，此时影像增强定位器5及目标定位器6的位置决定了第二激光发射件12的位置，第二激光发射件12的激光发射端对准第一影像增强定位杆51的尾端，“尾端”为远离影像增强定位环53圆心的一端；第二激光发射件12发射的第二激光线122与第一目标定位杆61重合。图8（b）中显示的是第一影像增强定位杆51、第一目标定位杆61及股骨颈B在屏幕上的成像。

上述第一激光发射件11和第二激光发射件12的位置保证了后期股骨颈空心钉的骨内通道导航的精准度。

本实施例中，影像增强定位器5和目标定位器6也可以设计成其他结构，只需包含十字交叉结构的可透视定位杆即可实现本发明所述效果。本实施例中的定位环和定位杆设计为发明人推荐的较佳结构。需要说明的是，发明人研发初期的目标是可以实现术中激光发射件的实时校准，解决术中激光发射件由于更换电池等原因位置发生变化后的校准不便的问题。最初方案为利用可灵活摆放的水平定位杆和垂直定位杆进行定位，将水平定位杆和垂直定位杆粘贴于目标物体表面及影像增强器端面，利用透视定位水平定位杆，再透视定位垂直定位杆，但此定位方法较繁琐。发明人进一步进行了改进，将目标定位器设计为透明板，其上设有金属定位杆。透明板虽然可以实现较好的透视效果，但固定不方便，需助手辅助固定。或利用磁力结构吸附于患者体表，但磁力结构会影响透视效果。发明人再次改进得到了本实施例所述技术方案，影像增强定位器和目标定位器重量较轻，用贴膜即可以稳定固定于目标物表面，便于改变位置。利用本发明所提供的技术方案，可同时进行水平定位和垂直定位，减少了透视的次数。

发明人在实际操作中发现，本发明所提供的定位导航装置可以精准的定位和导航入针路径，但是沿激光线指示的入针路径打克氏针的操作较为繁琐，需要反复将克氏针调整到激光线位置，而且容易在打克氏针的过程中造成入针的误差。如何解决这个问题，发明人提出了一种可以与上述激光导航定位装置配合使用的定位支架，在激光定位入针路径后，只需通过第一支撑杆91、第二支撑杆92及调节杆93将定位支架9上的瞄准套管94锁定在激光导航的入针路径上，瞄准套管94为中空管状结构，后续只需将克氏针8沿瞄准套管94打入即可，该定位支架9简化了入针操作、提升了手术效率，并且进一步提高了本发明的精准性。

如图14至16所示，上述定位支架9的结构如下述：包括第一支撑杆91、第二支撑杆92、调节杆93及瞄准套管94；调节杆93分别与第一支撑杆91和第二支撑杆92通过卡扣95连接，通过第一支撑杆91、第二支撑杆92及卡扣95，可实现调节杆93的移动位置、调整角度并锁定于目标位置及角度，瞄准套管94与调节杆93通过卡扣95连接，瞄准套管94通过该卡扣95沿所述调节杆移动位置、调节角度并锁定于目标位置及角度；瞄准套管94通过第一支撑杆91、第二支撑杆92、调节杆93、卡扣95实现在三维状态中的任意调整，可准确地与所述第一激光线所在平面与第二激光线所在平面的交线C重合。第一支撑杆91和第二支撑杆92上还设有用于穿设克氏针的卡扣95。

卡扣95的结构可以为机械领域公知的可以实现上述功能的关节结构。本实施例中，如图15及图16所示，卡扣95结构为：包括第一夹持块951和第二夹持块952，所述第一夹持块951和第二夹持块952穿设在连接杆953上，二者可绕连接杆953做旋转运动，连接杆953尾部设有锁定件954；所述第一夹持块951和第二夹持952块均设有可穿设所述第一支撑杆91、第二支撑杆92、调节杆93或瞄准套管94的夹持孔955。

在本实施例中，第一夹持块951和第二夹持块952结构相同，并且相背设置。以第一夹持块951为例，描述结构如下：包括外夹持块956和内夹持块957。第一夹持块951和第二夹持块952相背设置，即两夹持块的内夹持块957的表面相接触，为了使二者相对旋转有一定阻力，该阻力为在调节好两夹持块相对角度后不会因为夹持物品重力作用自动回复初始状态，因此所述内夹持块957表面设计为齿面结构，两内夹持块957的齿面结构可啮合在一起。为了实现更好的夹持效果，也为了适应不同直径的夹持物品，夹持孔955结构为：外夹持块956和内夹持块957相接触的表面均设有V型凹槽958，两V型凹槽958对合形成所述夹持孔955。连接杆953尾部设有外螺纹，锁定件954为与外螺纹匹配的螺母，为了便于操作，螺母外表面设有扭翅结构。

上述定位支架的材质可任意选择临床可接受的金属材质，推荐采用轻型金属材质制作，要求是具有一定支撑力度，但自身重力又不会改变固定的克氏针位置。

利用本发明所提供的定位导航装置进行股骨颈通道螺钉体内通道定位导航的方法详细描述如下：

（1）如图12所示，手术前，利用上述方法确定第一激光发射件11和第二激光发射件12的位置及发射的线形激光线的位置。

（2）如图9、图10及图11所示，打开第一激光发射件11的第一激光笔113及第二激光发射件12的激光笔，两条激光线在患者体表形成十字交叉的激光线，克氏针8通过两条激光线交叉点打入人体，两条激光线所在平面的交线C即为克氏针8入针路径，即空心钉骨内的目标通道A（图9及图10中所示）。在打入过程中克氏针8的针尾需始终保持在第一激光线118所在平面及第二激光线122所在平面，即克氏针8保持在第一激光线118所在平面时，激光线射在针体上与针体重合，如克氏针8偏离第一激光线118所在平面激光线则远离克氏针8针体。同理第二激光线122需始终照射在克氏针8针体上。由此，本发明实施例中的激光线可以实现对克氏针8打入骨内通道过程中的导航；使激光线在导针上发生衍射现象可以进一步提高精准度。

本发明的定位导航原理为：在显示屏4上，将股骨颈空心钉在股骨颈正位像中骨内通道所在平面利用第一激光发射件11投射到患者体表，第一激光线118形成的激光面即为正位像所在平面；在正位像所在平面确定好后，同理将股骨颈空心钉侧位像中骨内通道所在平面利用第二激光发射件投射到患者体表，第二激光线122与第一激光线118的交线C即为股骨颈空心钉骨内通道目标位置。

（3）定位支架安装：如图14所示，第一支撑杆91和第二支撑杆92均设有穿设克氏针的卡扣，利用两根克氏针将定位支架固定于患者股骨上，整个定位支架的支撑方位与激光线交线C的方位大致一致即可。两支撑杆对定位起到支撑、固定及调节作用，然后调整调节杆93的位置，调节杆93可沿两根支撑杆移动，用于调节瞄准套管94与患者腿部之间的距离，最后调整瞄准套管94的位置，瞄准套管94可沿调价杆93移动位置，所述定位支架各杆调整的最终目的是使瞄准套管94与交线C重合，此时锁定瞄准套管94位置即可。上述调整中，可通过调节卡扣95的锁定件954的松紧进行穿设物件的移动与锁定，角度调整可通过卡扣95第一夹持块951和第二夹持块952之间的旋转角度实现。最后，沿瞄准套管94打入克氏针8即可，由于瞄准套管位置已锁定，打入克氏针的过程简单、快速、准确，无需反复调整克氏针的位置；

（4）如图13所示，利用透视确认打入后的克氏针8位置，再用特定规格钻头沿克氏针8扩大骨内通道，置入合适长度的螺钉，完成股骨颈通道螺钉的植入。由图13所示可以看出，本发明可以精准导航股骨颈空心钉的骨内通道路径。

如果手术中由于各种原因造成第一激光发射件11和/或第二激光发射件12位置变动无法提供精准定位时，可利用影像增强定位器5、目标定位器6按上述第一激光发射件11和第二激光发射件12位置定位方法再次校准即可。目标定位器6可在校准需要时随时放置于患者体表并灵活调整位置，操作简便。较早前技术中，在X线机箱表面提前划线确定激光发射件位置，需再次校准透视位置时，因操作目标遮挡激光线需要再次调整透视机重新定位的问题，本发明无疑提高了操作效率，进一步保证了定位精准度。

发明人通过多次股骨模型实验证实，通过本发明所提供的定位导航装置及利用本发明所提供的定位导航装置的使用方法，可以精准定位入针点，并且可以准确实现克氏针植入过程全程导航功能。

需要说明的是，上述实施例所介绍的定位导航装置主要用于股骨颈空心钉骨内通道的定位，但本发明并不局限于此。本发明所提供的定位导航装置及其使用方法也可以用于其他植入物骨内通道或钉孔的定位导航。

Claims (21)

1.一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，与G形臂X光机连接，其特征在于包括：

第一激光发射件（11）和第二激光发射件（12）及与两个激光发射件连接的连接件，所述两个激光发射件分别通过连接件连接于G形臂X光机的垂直影像增强器（31）和水平影像增强器（32）上；

所述定位导航装置还包括至少一个影像增强定位器（5），固定于G形臂X光机的垂直影像增强器（31）或水平影像增强器（32）端面上；所述影像增强定位器（5）包括两条互相垂直的第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）；

至少一个用于放置于目标物表面的目标定位器（6），所述目标定位器（6）包括两条互相垂直的第一目标定位杆（61）和第二目标定位杆（62）；

固定于G形臂X光机的显示屏（4）上的屏幕定位器（7），其上设有互相垂直且相交的水平定位线（71）和垂直定位线（72）；

在股骨颈正位像透视状态下，目标定位器（6）摆放于股骨颈正位，影像增强定位器（5）固定于垂直影像增强器（31）上，第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）在G形臂X光机显示屏（4）上成像的交点与屏幕定位器（7）的水平定位线（71）和垂直定位线（72）的交点重合，同时第一影像增强定位杆（51）的成像与第一目标定位杆（61）的成像重合且均位于股骨颈正位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第一激光发射件（11）的激光发射端对准第一影像增强定位杆（51），第一激光发射件（11）发射的第一激光线（118）与第一目标定位杆（61）重合；

在股骨颈侧位像透视状态下，目标定位器（6）摆放于股骨颈侧位，影像增强定位器（5）固定于水平影像增强器（32）上，第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）在G形臂X光机显示屏（4）上成像的交点与屏幕定位器（7）的水平定位线（71）和垂直定位线（72）的交点重合，同时第一影像增强定位杆（51）与第一目标定位杆（61）的成像重合且均位于股骨颈侧位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第二激光发射件（12）的激光发射端对准第一影像增强定位杆（51），第二激光发射件（12）发射的第二激光线（122）与第一目标定位杆（61）重合；

所述定位支架（9）包括第一支撑杆（91）、第二支撑杆（92）、调节杆（93）及瞄准套管（94）；所述调节杆（93）分别与第一支撑杆（91）和第二支撑杆（92）通过卡扣（95）连接；所述瞄准套管（94）与所述调节杆（93）通过卡扣（95）连接；第一支撑杆（91）和第二支撑杆（92）上还设有用于穿设克氏针的卡扣（95）；所述瞄准套管（94）与交线（C）重合，所述交线（C）为所述第一激光线（118）所在平面与第二激光线（122）所在平面的交线。

2.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述卡扣（95）包括第一夹持块（951）和第二夹持块（952），所述第一夹持块（951）和第二夹持块（952）穿设在连接杆（953）上，二者可绕所述连接杆（953）做旋转运动，所述连接杆（953）尾部设有锁定件（954）；所述第一夹持块（951）和第二夹持块（952）均设有可穿设所述第一支撑杆（91）、第二支撑杆（92）、调节杆（93）或瞄准套管（94）的夹持孔（955）。

3.如权利要求2所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述第一夹持块（951）和第二夹持块（952）结构相同，并且相背设置；所述第一夹持块（951）和第二夹持块（952）均包括外夹持块（956）和内夹持块（957），所述内夹持块（957）的表面为齿面结构，两内夹持块的齿面结构啮合在一起。

4.如权利要求3所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述外夹持块（956）和内夹持块（957）相接触的表面均设有V型凹槽（958），两V型凹槽（958）对合形成所述夹持孔（955）。

5.如权利要求2所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述连接杆（953）尾部设有外螺纹，所述锁定件（954）为与所述外螺纹匹配的螺母，所述螺母外表面设有扭翅结构。

6.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于还包括两个目标定位器（6），分别放置于目标物股骨颈正位和股骨颈侧位。

7.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于还包括两个影像增强定位器（5），分别固定于G形臂X光机的垂直影像增强器（31）和水平影像增强器（32）端面上。

8.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述影像增强定位器（5）包括至少一个影像增强定位环（53），所述第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）固定于所述影像增强定位环（53）上。

9.如权利要求8所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述影像增强定位环（53）数量至少为两个且同心设置，所述第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）的交点为直径最小的影像增强定位环（53）的圆心。

10.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述目标定位器（6）包括至少一个目标定位环（63），所述第一目标定位杆（61）和第二目标定位杆（62）固定于所述目标定位环（63）上。

11.如权利要求10所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述目标定位环（63）数量至少为两个且同心设置，所述第一目标定位杆（61）和第二目标定位杆（62）不穿过直径最小的目标定位环（63）。

12.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述屏幕定位器（7）包括透明的定位板（73），所述水平定位线（71）和垂直定位线（72）设于所述定位板（73）上。

13.如权利要求1所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述连接件为捆绑带（2），所述第一激光发射件（11）和第二激光发射件（12）分别固定于两条捆绑带（2）上且可沿所述捆绑带（2）移动；所述第一激光发射件（11）和第二激光发射件（12）结构相同，均包括固定座（111）、激光笔固定器（112）和可发射线形光线的激光笔，所述固定座（111）与所述捆绑带（2）连接，所述激光笔固定器（112）与所述固定座（111）连接，所述激光笔固定器（112）设有激光笔固定通道（115），所述激光笔固定通道（115）与所述激光笔固定器（112）同轴设置且所述激光笔可在所述激光笔固定通道（115）内绕轴线自由旋转，所述激光笔由所述激光笔固定通道（115）顶部插入且激光笔发射的线形激光线由所述激光笔固定通道（115）底部射出。

14.如权利要求13所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述固定座（111）设有通孔（114），所述捆绑带（2）穿过所述通孔（114）。

15.如权利要求14所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

还包括一个角度固定座（116），所述角度固定座（116）设置于所述固定座（111）与所述激光笔固定器（112）之间。

16.如权利要求15所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述角度固定座（116）可使所述激光笔固定器（112）与所述固定座（111）之间设有40～60度夹角。

17.如权利要求13所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述固定座（111）设有增加摩擦力的结构。

18.如权利要求14所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述捆绑带（2）与所述固定座（111）的贴合面设有固定卡槽（21）。

19.如权利要求14所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航装置，其特征在于：

所述捆绑带（2）上设有松紧调节件（22）。

20.一种带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航方法，利用权利要求1至19中任意一项所述定位导航装置，其特征在于包括如下步骤：

（1）利用影像增强定位器（5）、目标定位器（6）及屏幕定位器（7）确定两个激光发射件的位置；

（2）移除目标定位器（6），开启两个激光发射件，两个激光发射件发射的两条激光线的交点为股骨颈通道螺钉骨内通道的入针点，两条激光线所在平面的交线（C）为股骨颈通道螺钉骨内通道的入针路径；

（3）安装定位支架，使所述瞄准套管（94）与所述第一激光线（118）所在平面与第二激光线（122）所在平面的交线（C）重合。

21.如权利要求20所述的带定位支架的股骨颈通道螺钉骨内通道定位导航方法，其特征在于所述步骤（1）中，两个激光发射件的位置由下述方法确定：

在股骨颈正位像透视状态下，目标定位器（6）摆放于股骨颈正位，影像增强定位器（5）固定于垂直影像增强器（31）上，第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）在G形臂X光机显示屏（4）上成像的交点与屏幕定位器（7）的水平定位线（71）和垂直定位线（72）的交点重合，同时第一影像增强定位杆（51）与第一目标定位杆（61）的成像重合且均位于股骨颈正位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第一激光发射件（11）的激光发射端对准第一影像增强定位杆（51），第一激光发射件（11）发射的激光线与第一目标定位杆（61）重合；

在股骨颈侧位像透视状态下，目标定位器（6）摆放于股骨颈侧位，影像增强定位器（5）固定于水平影像增强器（32）上，第一影像增强定位杆（51）和第二影像增强定位杆（52）在G形臂X光机显示屏（4）上成像的交点与屏幕定位器（7）的水平定位线（71）和垂直定位线（72）的交点重合，同时第一影像增强定位杆（51）与第一目标定位杆（61）的成像重合且均位于股骨颈侧位像的股骨颈通道螺钉目标位置，此时第二激光发射件（12）的激光发射端对准第一影像增强定位杆（51），第二激光发射件（12）发射的激光线与第一目标定位杆（61）重合。

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