CN218075211U - 定位误差测量用工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供定位误差测量用工装，包括：底座以及插接在所述底座上的测量板；其中，所述底座上开设有若干个与骨骼位置对应的位置孔和若干个用于同测量板插接的连接孔。其优点是：协助髋关节手术导航系统测量其长度误差、角度误差。

Description

定位误差测量用工装

技术领域

本实用新型涉及髋关节手术导航系统技术领域，具体地说是定位误差测量用工装。

背景技术

手术导航系统，即计算机辅助外科手术，是指将现代影像技术、立体定向技术、电子计算机技术和人工智能技术同外科医生有机结合起来，充分利用信息使患者获得安全、精确、微创的手术治疗。与传统外科手术相比，手术导航系统能通过运算处理制定最佳手术方案，跟踪手术器械位置，将手术器械位置在术中影像上实时更新，可为医生在术中提供准确参考。

但是在传统测量过程中通常包含长度误差和角度误差，致使采集数据的准确度、精确度降低，继而影响后续的手术效果。

实用新型内容

本实用新型提供定位误差测量用工装，通过测量长度误差与角度误差，通过提高采集数据的准确度、精确度，达到提高后续手术效果的目的。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了如下技术方案：

定位误差测量用工装，包括：包括底座以及插接在所述底座上的测量板；

其中，所述底座上开设有若干个与骨骼位置对应的位置孔和若干个用于同测量板插接的连接孔。

优选地，在所述底座的横边、纵边方向均间隔开设有所述位置孔，且若干所述连接孔位于横边、纵边方向开设的位置孔之间。

优选地，所述测量板包括两个竖直设置的插柱、一垂直固定于所述插柱顶部的圆盘，所述插柱用于插入所述连接孔与所述底座连接；

其中，通过髋关节手术导航系统中的标记模块在所述位置孔上标记以测量位置信息。

优选地，所述髋关节手术导航系统还包括采集模块、控制模块、导航模块，所述标记模块将采集到的位置信息输出至所述采集模块，并通过所述采集模块将位置信息采集后输出至所述控制模块，通过所述控制模块将采集来的位置信息进行数据转化与分析后通过所述导航模块输出显示。

本实用新型的定位误差测量用工装，其优点是：该工装结构简单、制备方便，且可协助髋关节手术导航系统，来测量髋关节手术导航系统的长度误差、角度误差，为髋关节手术导航系统的精确度和准确度提供重要依据。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型一种定位误差测量装置的立体结构示意图；

图2为髋关节手术导航系统的模块连接示意图；

其中：

底座1、测量板2、插柱21、圆盘22；

位置孔3、一号孔31、二号孔32、九号孔33、十号孔34、十一号孔35；

连接孔4、三号孔41、四号孔42、五号孔43、六号孔44、七号孔45、八号孔46；

标记模块8、采集模块5、控制模块6、导航模块7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据图1所示，本实用新型一种定位误差测量装置，包括底座1以及插接在所述底座1上的测量板2；本实施例中底座1为异型拉伸体。

其中，所述底座1为枪形、且其上开设有若干个与骨骼位置对应的位置孔 3(如图1中的一号孔31、二号孔32、九号孔33、十号孔34、十一号孔35) 和若干个用于同测量板2插接的连接孔4(如三号孔41-八号孔46)，若干个所述连接孔4间隔设置并构成弧形；

一号孔31和二号孔32的连接线与三号孔41、四号孔42的连接线夹角为α₀，一号孔31、二号孔32的连接线和五号孔43、六号孔44的连接线夹角为β₀，一号孔31、二号孔32连接线和七号孔45、八号孔46的连接线的夹角为γ₀。

在具体实现方式中，在所述底座1的横边、纵边方向均间隔开设有所述位置孔3，且若干所述连接孔4位于横边、纵边方向开设的位置孔3之间(如图 1所示)。所述测量板2包括两个竖直设置的插柱21、一垂直固定于所述插柱21顶部的圆盘22，所述插柱21用于插入所述连接孔4与所述底座1连接；

其中，通过髋关节手术导航系统中的标记模块8在所述位置孔3上标记以测量位置信息。

进一步地，根据图2所示，所述髋关节手术导航系统还包括采集模块5、控制模块6、导航模块7，所述标记模块8将采集到的位置信息输出至所述采集模块5，并通过所述采集模块5将位置信息采集后输出至所述控制模块6，通过所述控制模块6将采集来的位置信息进行数据转化与分析后通过所述导航模块7输出显示。

更具体地，标记模块8：标记识别骨骼的位置信息；

采集模块5：采集标记模块的位置信息；

控制模块6：将采集的来的位置信息进行数据转化、与分析；

导航模块7：用于显示控制模块6的具体位置信息；

而三号孔41-四号孔42，五号孔43-六号孔44，七号孔45-八号孔46与测量板2配合，一号孔31，二号孔32，九号孔33，十号孔34，十一号孔35与标记模块配合，底座1为测量板2和标记模块提供基座。

一号孔31-二号孔32和一号标记模块配合，九号孔33-十号孔34和二号标记模块配合，十一号孔35与三号标记模块配合。

本实用新型一种定位误差测量用工装的实现过程如下：

S1、将髋关节手术导航系统上的一号标记模块、二号标记模块、三号标记模块分别安装在底座1的位置孔3上，其中，一号标记模块与一号孔31-二号孔32配合，二号标记模块与九号孔33-十号孔34配合，三号标记模块与十一号孔35配合；

以测量对应髂前上棘(对应一号孔31-二号孔32)、骨盆(对应九号孔33- 十号孔34)、股骨(对应十一号孔35)处的位置信息并传输至采集模块5后经控制模块6数据转换，再输出至导航模块7进行显示；

上述步骤中，通过髂前上棘处的位置信息(即一号标记模块的位置信息) 被采集模块5采集后，传输至控制模块6经数据转换、再输出至导航模块7进行显示，以确定测量坐标系，备用；通过同样的测量方法采集二号标记模块、三号标记模块的位置信息，以分别获得二号标记模块在坐标系中的绝对位置A (x_A1，y_A1，z_A1)、B(x_B1，y_B1，z_B1)以确定测量坐标系，对应骨盆处的位置信息、对应股骨处的位置信息均为绝对位置A、B，并计算两个绝对位置的距离 A_iB_i。

重复上述步骤五次，可得A₁B₁、A₂B₂、A₃B₃、A₄B₄、A₅B₅、A₆B₆，取平均值即为系统长度误差。

以计算髋关节手术导航系统的长度误差，具体公式如下所示：

其中，n——测量次数；

A、B分别为对应骨盆处、股骨处的绝对位置；

A_iB_i——第n次测量A、B两点间的距离。

进一步地，为获取髋关节手术导航系统的角度误差，需紧接着进行如下步骤：

S2、测量底座1上若干组连接孔4的连线与对应髂前上棘处的位置孔3连线之间的实际夹角为实际外展角；

具体如下：以一号孔31、二号孔32间的连接线与三号孔41、四号孔42 间的连接线构成的夹角为α₀、一号孔31、二号孔32间的连接线与五号孔43、六号孔44间的连接线构成的夹角为β₀、一号孔31、二号孔32间的连接线与七号孔45、八号孔46间的连接线构成的夹角为γ₀，即α₀、β₀、γ₀均为底座 1上不同位置的实际外展角，备用；

S3、将测量板2上、且测量板2插接于底座1上的连接孔4内，并在测量板2的外壁上随机5次采集三点，并计算以每次采集的该三点构成的平面与底板所在平面的交线的延长线，同对应髂前上棘处的位置孔3连线之间构成的夹角为测量外展角；

具体是，例如，以图1为例，测量板2上随机5次取三个点，使得构成的平面与底板所在平面的交线的延长线同一号孔31、二号孔32间连接线之间构成的夹角分别为γ₁、γ₂、γ₃、γ₄、γ₅、γ₆，即为测量外展角；

同理，所述测量板2插入三号孔41、四号孔42中，髋关节手术导航系统测量的测量外展角为α₁，α₂，α₃，α₄，α₅，α₆；所述测量板2插入五号孔 43、六号孔44中，髋关节手术导航系统测量的测量外展角为β₁，β₂，β₃，β₄，β₅，β₆；

S4、将步骤S2测得的实际外展角、步骤S3测得的测量外展角置入如下公式，以计算髋关节手术导航系统的角度误差：

其中：

n——测量次数；

α₀、β₀、γ₀——均为底座1上不同位置的实际外展角；

α_i、β_i、γ_i——均为测量板2不同位置测量的第i次测量外展角。

经过多次测量并采用上述角度误差公式计算后即可获得系统角度误差。

本实用新型的测量方法具体是通过所需的位置信息，经过导航模块7的运算，即可判断髋关节手术导航系统的长度误差和角度误差。髋关节手术导航系统的误差决定了其精确度和准确度，是髋关节术中导航的重要参考。

在本实用新型是针对髋关节手术导航系统在长度、角度测量过程中的误差进行的测量方法，得出髋关节手术导航系统的长度误差、角度误差后即可更加精确地使用该导航系统。

本实用新型中未明确说明的原理、结构、过程等均为本领域技术人员经过常规技术手段可获得的，例如实际外展角的测量等。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.定位误差测量用工装，其特征在于：包括底座（1）以及插接在所述底座（1）上的测量板（2）；

其中，所述底座（1）上开设有若干个与骨骼位置对应的位置孔（3）和若干个用于同测量板（2）插接的连接孔（4）。

2.根据权利要求1所述定位误差测量用工装，其特征在于：在所述底座（1）的横边、纵边方向均间隔开设有所述位置孔（3），且若干所述连接孔（4）位于横边、纵边方向开设的位置孔（3）之间。

3.根据权利要求2所述定位误差测量用工装，其特征在于：所述测量板（2）包括两个竖直设置的插柱（21）、一垂直固定于所述插柱（21）顶部的圆盘（22），所述插柱（21）用于插入所述连接孔（4）与所述底座（1）连接；

其中，通过髋关节手术导航系统中的标记模块（8）在所述位置孔（3）上标记以测量位置信息。

4.根据权利要求3所述定位误差测量用工装，其特征在于：所述髋关节手术导航系统还包括采集模块（5）、控制模块（6）、导航模块（7），所述标记模块（8）将采集到的位置信息输出至所述采集模块（5），并通过所述采集模块（5）将位置信息采集后输出至所述控制模块（6），通过所述控制模块（6）将采集来的位置信息进行数据转化与分析后通过所述导航模块（7）输出显示。

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