CN218606798U - 基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人及一体式骨科手术设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人及一体式骨科手术设备，其基于X射线沿直线放射的特征以及物体沿X射线放射方向移动时造影不变的原理，通过第一定位导钉、第二定位导钉确定手术骨钉在一个放射方向上的第一置钉平面，手术骨钉在第一置钉平面上转动或平移均不会影响其在第一放射方向的X射线造影设备的透视图像，使医者在置入手术骨钉时仅需关注第二放射方向的透视图像即可；第三定位导钉能够为医者提供另一放射方向上的置钉参考，并且确定手术骨钉在第二放射方向的置钉平面，通过辅助定位导钉能够分别确定出手术骨针在90度交角的两个放射方向上的置钉平面，并通过两个相交平面确定出唯一且最佳的置钉位置。

Description

基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人及一体式骨科手 术设备

技术领域

本实用新型属于骨科手术置钉导向器领域，具体涉及一种基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人以及一体式骨科手术设备。

背景技术

骨钉导向置入在骨折内固定中应用广泛，比如股骨颈骨折内固定、骶髂螺钉内固定、髋臼前后柱骨折内固定及各种长管状骨髓内钉入口的定位等，在骨钉导向过程中需反复透视确定入钉点及钉道方向，以免螺钉置入位置发生偏移，这使患者及操作人员的X线暴露增加，电离辐射损伤及肿瘤发生风险随之增高。因此，为降低手术操作难度，提高螺钉置入的准确性和安全性，越来越多的先进科研成果被引入医疗领域，新的辅助置钉技术应运而生，如三维导航技术、3D技术、骨科机器人技术等，这些技术为辅助置钉提供了新的选择。基于以上背景，如何选择和利用新型辅助置钉技术，掌握安全有效、简单易行的导向方法，是目前研究的重点。

(1)三维导航辅助螺钉置入技术

三维导航系统是将导航技术、计算机图像处理与临床手术相结合，利用计算机把采集的参数加以处理，以在术中获得患者及手术器械的实时三维图像，让医生随时了解操作器械的位置与患者解剖结构的关系，从而提高手术的安全性。

目前，三维C型臂导航技术用于辅助经皮螺钉固定已在临床广泛应用。与传统透视下手术不同，三维透视可在术中同时显示矢状面、冠状面和横断面上的高分辨率图像，术者可在这3个切面上清晰观察到骨折线和螺钉的位置关系，在虚拟导钉的指引下置入螺钉。因此三维导航的优势在于可提供高质量的术中影像，具有良好的可操作性，降低了手术难度，提高了准确性，使手术快捷、微创。

虽然三维导航下骶髂关节螺钉内固定有明显优势，但也存在缺点和操作难点：①采集图形并建立导航系统需要大量时间，因为三维C型臂是通过旋转190°获取约100张图像来完成图像采集的，这增加了X线透视的次数和时间，导致在使用三维导航辅助技术初期可能会较传统方法更耗时；②导航需要定位标志，定位时需在髂嵴上进行有创性操作，定位标记的稳定性也会因部位不同而出现差异，术中轻微移动都可能影响手术的准确性；③机器的扫描范围有限，当双侧都需螺钉固定时会比较困难，甚至需要进行2次扫描，使术中透视量增加、手术时间延长；④导航系统操作复杂，学习曲线较长，需要专业技术人员的培训和维护，且对配套设施有一定要求，如手术室容积、通道口及防护板等必须考虑每台机器的特点。总体来说，术中三维成像导航在骶髂关节螺钉固定中的优越性已被证实，但目前尚存在缺点，需要术者掌握相关解剖知识、具备良好的三维图像分析能力，才能熟练使用导航设备、缩短手术时间、提高导航的安全性和准确性。

(2)3D打印辅助螺钉置入技术

3D打印技术以数字模型文件为基础，通过数字材料打印机，将可粘合材料逐层打印、快速成型，将计算机上的模型变成实物。一些学者通过3D 打印和逆向工程技术成功设计出个体化导航模板。穆卫庐等的研究中通过三维重建生成骨盆骨折模型，然后依据逆向工程技术设计出螺钉导航模板，打印出骨折模型和导板，在术前进行预试验，术中将导板与骨性标志进行匹配，通过导板完成置钉过程。研究表明，依托个体化导板置钉可简化手术操作，实现螺钉的快速、精准置入。

但导航模板的设计也存在一定缺陷：首先是适应证有限，仅适用于骨折无移位或通过闭合复位能达到复位要求的患者；此外，放置导航模板时需要切开显露骨性标志，较传统透视下置钉创伤更大，术中需尽可能剥离附着的软组织，提供骨皮质与导板的嵌合，剥离范围过大有造成临近血管神经损伤的风险，而剥离不充分又会影响导板的精确度，导致置钉偏差。

(3)机器人辅助螺钉置入技术

近年来，计算机导航联合机器人辅助的微创内固定已被越来越多骨科医生所接受。因为手术过程中术者难免受到自身生理条件的限制，会由于疲劳或微小动作等原因而出现失误和偏差，造成手术精度下降。为了降低人为失误、充分发挥导航设备的优势，机器人辅助手术系统被应用于骨科手术中。骨科机器人系统是通过术前成像、术中实时跟踪和机械手臂辅助进行位置规划，确保置钉位置准确，适用于经皮螺钉内固定手术。目前国内应用及相关研究报道较多的是我国自主研发的第3代Tirobot骨科机器人系统，也称“天玑”骨科手术机器人。

以Tirobot为代表的骨科机器人系统在导向置钉固定骨折的过程中，主要有以下特点：①定位准确：机器人系统可提供精确的空间定位，精度为 0.6～0.8mm，通过机械臂的运行，将螺钉准确、安全、稳定地置入相应解剖部位，降低血管、神经医源性损伤的风险。②实时监测：Tirobot可实现术中实时光学跟踪，在操作过程中无需重复透视，若术中位置发生偏移，系统可提醒术者进一步校准。③辐射量低：与人工置钉相比，机器人导航明显减少了术中X线透视次数，从而减少了术中辐射给医生和患者带来的电离辐射损害。④自主操作：术者手动规划钉道路径后，后续操作可由系统按规划路径程序性完成，引导医生高效、安全地完成手术。另外，该机器人系统采用模块化、小型化和通用性设计，可实现手术规划与手术操作分离，通过互联网实施远程手术。

但是，目前骨科机器人系统仍存在一定局限性：首先，手术机器人只能解决精确定位问题，而螺钉的路径规划仍依赖于外科医生的经验，需手动完成，这可能存在主观误差。其次，良好复位是精准定位的基础，经皮骶髂关节螺钉固定适用于通过闭合复位可以获得良好复位的患者；而对于骨折移位较大、复位不满意的患者，不能用这种方式固定。再次，在初期应用骨科机器人导航定位系统时经验不足，可能会导致导钉发生偏移。最后，仪器设备费用昂贵，操作复杂，组装和检测困难，需要专业人员培训，而且维护和保养的费用较高，这些因素都限制了骨科机器人在临床的推广和普及。

因此，现在亟待一种操作简单、造价低廉、对设备要求低且置钉创伤更小的导向机器人及骨科手术置钉方法。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于投影原理的导向置钉装置，所述导向置钉装置长轴沿竖直方向延伸且自上而下依次配置有初定位部以及二次定位部；

初定位部，设有沿导向置钉装置长轴方向间隔排列的轴心孔和定位孔、可拆卸安装在轴心孔的第一定位导钉以及可拆卸安装在定位孔的第二定位导钉，第一定位导钉与第二定位导钉向手术者一侧水平延伸设置，导向置钉装置以轴心孔轴线方向为旋转轴、可转动设置；

二次定位部，设有旋转夹持部，所述旋转夹持部与初定位部同轴设置且配置有手术骨钉，手术骨钉与所述第一定位导钉以及第二定位导钉处于同一平面上，手术骨钉被旋转夹持部带动在与平行于第一放射方向的方向上转动。

进一步地，二次定位部还设有定位平面，定位平面一端固定连接旋转夹持部，另一端水平延伸且固定安装有第三定位导钉，第三定位导钉与手术骨钉平行设置且被旋转夹持部带动在与平行于第一放射方向的方向上转动。

进一步地，初定位部向下同轴延伸设有可伸缩的第一连杆，所述二次定位部固定安装在第一连杆底端。

进一步地，定位平面一端可旋转安装于所述旋转夹持部。

进一步地，定位平面可伸缩设置。

本实用新型技术方案同时提供了一种导向机器人，用于配合X射线造影设备辅助骨内置钉，包括调节机构以及导向置钉装置，导向置钉装置可转动安装于调节机构，调节机构用以驱动导向置钉装置移动至任意预设位置，导向机器人还配置有用于接收操作输入的操作面板、用于驱动初定位部的第一驱动电机、用于驱动二次定位部的第二驱动电机以及中央处理器，中央控制器用于根据操作输入，控制第一驱动电机、第二驱动电机开启/ 关闭。

进一步地，调节机构包括滑动底座、竖直延伸设置的第一轴臂、水平延伸设置的第二轴臂；

第一轴臂固定安装在滑动底座上且沿轴向设有第一导轨，第二轴臂可伸缩设置且一端通过第一导轨可滑动安装在第一轴臂上，另一端安装所述导向置钉装置，导向置钉装置被引导在水平及竖直方向上移动；

滑动底座设有升降平台以及滚动装置，用以驱动导向机器人移动至任意预设的空间位置。

进一步地，导向机器人还配置有第三驱动电机、第四驱动电机，所述第三驱动电机用以驱动第二轴臂在竖直方向上位移预设距离，所述第四驱动电机用以驱动第二轴臂在水平方向上位移预设距离。

进一步地，滑动底座还包括设置在其上方的壳体，壳体顶部设有用以穿设第一轴臂且形状与第一轴臂径向截面适配的开口，壳体顶部还安装有所述操作面板以及用以展示X射线透视图像的显示屏。

本实用新型技术方案同时提供了一种一体式骨科手术设备，包括导向机器人，还包括X射线造影设备，X射线造影设备为C臂机。

本实用新型技术方案公开了一种基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人以及一体式骨科手术设备，其基于X射线沿直线放射的特征以及物体沿X射线放射方向移动时造影不变的原理，通过第一定位导钉、第二定位导钉确定手术骨钉在一个放射方向上的第一置钉平面，此时，手术骨钉在第一置钉平面上转动或平移均不会影响其在第一放射方向的X射线造影设备的透视图像，使医者在如下二次定位过程中，仅需关注第二放射方向的透视图像即可；进一步地，第三定位导钉能够为医者提供另一放射方向上的置钉参考，并且确定手术骨钉在第二放射方向的置钉平面，通过第一定位导钉、第二定位导钉、第三定位导钉能够分别确定出手术骨针在90度交角的两个放射方向上的置钉平面，并通过两个相交平面确定出唯一且最佳的置钉位置，有利于精准定位手术骨钉的入钉位点以及最佳入钉钉道。

本实用新型置钉位置的确定在体外完成，且定位时同一时刻仅需关注一个放射方向上的投影，从而降低骨钉定位难度，缩短手术操作时间，减少患者手术创面以及透视对患者以及术者的放射伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为传统造影设备成像示意图；

图2为基于投影原理的导向置针装置的结构示意图；

图3为导向机器人的结构示意图。

主要元件符号说明：

1：导向置钉装置；11：初定位部；111：轴心孔；112：定位孔；113：第一定位导钉；114：第二定位导钉；12：二次定位部；121：旋转夹持部； 122：定位平面；123：第三定位导钉；

2：调节机构；21：滑动底座；22：第一轴臂；23：第二轴臂；

3：手术骨钉；4：操作面板；5：第一驱动电机；6：第二驱动电机；7：显示屏；8：第一连杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本实用新型的示例性实施例的目的。但是本实用新型可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案内容做进一步详细说明。

虽然现代骨科手术要求，在骨折内固定操作前，医者应借助辅助置钉设备尽可能确定骨钉置钉方向以及入钉点，尽可能避免术中调整导致创口扩大，但事实上，包括三维导航技术、3D打印技术以及骨科机器人技术在内的辅助置钉技术或因设备造价高、操作难度大，过于依赖医者经验，难以在基层医院推广应用。

为解决上述技术问题，本实用新型技术方案提供了一种成本低、操作简单、设备要求低、易于临床推广、置钉准确性高的辅助置钉方案，本方案不仅提供了一种用以在术前辅助医者确定骨钉路径的导向机器人，同时提供一种在术前以及术中利用定位导钉的投影辅助医者将骨钉快速、精准置入骨内的方法。

本实用新型中涉及的“骨钉”、“钉”可以是克氏钉、螺钉、以及其他用于骨折内固定手术的杆状固定物。

传统利用造影设备导向置钉的方法，其在骨钉导向过程中需反复透视确定入钉点及钉道方向，以免螺钉置入位置发生偏移，这是由于X射线造影设备的光源发出的X光传播方向通常呈发散状(如图1所示)，骨钉竖直或水平向移动会导致其正位或侧位的投影图像改变，这要求医者不得不再次透视，以提高骨钉定位的准确性。

本实用新型技术方案提供的导向机器人以及骨科手术置钉方法，基于 X射线沿直线放射的特征以及物体沿X射线放射方向移动时造影不变的原理，能够通过定位导钉分别确定出手术骨钉在90度交角的两个放射方向上的置钉平面，并通过两个相交平面确定出唯一且最佳的置钉位置，该置钉位置具有最佳的入钉点以及置钉钉道，上述利用定位导钉辅助确定手术骨钉的过程在体外完成。

具体而言，医者在术中定位时，第一定位导钉、第二定位导钉以及第三定位导钉应放置在人体近光源一侧，此时，医者能够观察到定位导钉以及骨骼的透视图像，并根据透视图像在体外模拟出手术骨钉的最佳入钉点以及置钉路径，并且在手术过程中，医者同一时刻仅需关注手术骨钉在一个放射方向上的投影，有利于降低骨钉定位难度、缩短手术操作时间、减少患者手术创面以及透视对患者以及术者的放射伤害。

本实用新型的应用环境并不限于X射线造影设备，事实上，任何满足直线放射特征的射线造影设备均可适用。

本实用新型实施例中初定位操作在配置为竖直放射方向的X射线下完成，得到的造影图像为“正片”，二次定位操作在配置为水平放射方向的X 射线下完成，此时得到的为“侧片”，需要说明的是，在其他实施例中，放射方向并不限制于水平或竖直，只需满足两放射方向垂直即可。

下面结合具体实施例以及附图2-3对本实用新型涉及的一种基于投影原理的导向机器人以及应用导向机器人的骨科手术置钉方法做详细的阐述及说明。

实用新型实施例一：

本实用新型实施例提供了一种基于投影原理的导向置钉装置，如图2-3 所示，导向置钉装置1长轴沿竖直方向延伸且自上而下依次配置有初定位部 11以及二次定位部12。

具体而言，初定位部11设有沿导向置钉装置1长轴方向间隔排列的轴心孔111和定位孔112、可拆卸安装在轴心孔111的第一定位导钉113以及可拆卸安装在定位孔112的第二定位导钉114，第一定位导钉113与第二定位导钉 114向手术者一侧水平延伸设置。移动导向置钉装置1，直至第一定位导钉113的正片透视图像移动至目标骨骼的最佳置钉位置；导向置钉装置1以轴心孔111轴线方向为旋转轴、可转动设置，在此过程中，对应轴心孔111设置的第一定位导钉113始终位于最佳置钉位置，第二定位导钉114被导向置钉装置1带动左右移动，当第一定位导钉113与第二定位导钉114的X射线透视图像重叠时，第一定位导钉113及第二定位导钉114共同确定一个平行于第一放射方向的第一置钉平面，手术骨钉3在此平面上下移动或旋转时，其透视图像不发生改变。

二次定位部12，设有旋转夹持部121，所述旋转夹持部121与初定位部 11同轴设置且配置有手术骨钉3，手术骨钉3与所述第一定位导钉113以及第二定位导钉114处于同一平面上，手术骨钉3被旋转夹持部121带动在与平行于第一放射方向的方向上转动，使医者定位侧片钉道时，关注手术骨钉3 的侧片透视图像即可。

实用新型实施例二：

在实施例一基础上，本实用新型实施例二提供了一种导向置钉装置1，如图2-3所示，二次定位部12还设有定位平面122，定位平面122一端固定连接旋转夹持部121，另一端水平延伸且固定安装有第三定位导钉123，第三定位导钉123与手术骨钉3平行设置且被旋转夹持部121带动在与平行于第一放射方向的方向上转动，直至第三定位导钉123的侧片透视图像移动至目标骨骼的最佳置钉位置，此时安装手术骨钉并参照第三定位导钉的透视图像执行置钉动作。

本实用新型实施例中手术骨钉3选用克氏针，为辅助医者精准置入手术骨钉3，第一定位导钉113、第二定位导钉114及第三定位导钉123选用与手术骨钉3规格一致的克氏针。

手术过程中，第一定位导钉113、第二定位导钉114以及第三定位导钉 123应放置在人体近光源一侧，此时，医者能够观察到定位导钉以及骨骼的透视图像，并根据透视图像在体外模拟手术骨钉3的入钉点以及置钉路径，考虑到实际手术中不同骨骼对手术操作空间要求不同，初定位部11向下同轴延伸设有可伸缩的第一连杆8，二次定位部12固定安装在第一连杆8底端，使得医者能够根据手术需要自主调节初定位部11与二次定位部12间距。在其他实施例中，固定安装在旋转夹持部121的定位平面122可伸缩设置，和/ 或定位平面122可旋转安装在旋转夹持部121，使医者能够通过旋转或伸缩该定位平面122以调整第三定位导钉123与手术骨钉3的相对位置，从而避免第三定位导钉被骨骼阻挡，确保第三定位导钉能够为手术骨钉的置入提供参考。

下面结合导向置钉装置1结构，具体说明其辅助医者完成骨内置钉手术的置钉方法，包括手术骨钉3的初定位以及二次定位，其中，初定位包括如下步骤：

S101：调节X射线造影设备的放射方向至第一放射方向，并控制调节机构2驱动导向定位装置移动至预设空间位置；

S102：安装第一定位导钉113于轴心孔111，并根据配置为第一射线方向的X射线造影设备的透视图像，控制第一定位导钉113移动至置钉位置；

S103：确定好第一定位导钉113的空间位置后，安装第二定位导钉114 于定位孔112，并控制导向置钉装置1以轴心孔111轴线方向为旋转轴转动，直至第二定位导钉114与第一定位导钉113在X射线造影设备上的透视图像重叠，由于手术骨钉3位于由第一定位导钉113及第二定位导钉114确定的平面上，此时手术骨钉3一个方向上的置钉位置随即确定，手术骨钉3在第一置钉平面上转动或平移均不会影响其在第一放射方向的X射线造影设备的透视图像，使得医者在如下二次定位过程中，仅需关注第二放射方向的透视图像即可，有利于精准定位手术骨钉3的入钉位点以及最佳入钉钉道。

二次定位包括如下步骤：

S201：调节X射线造影设备的放射方向至第二放射方向，第二放射方向垂直于第一放射方向；

S202：安装第三定位导钉123，并控制旋转夹持部121转动并带动第三定位导钉123在平行于第一放射方向的平面上转动，根据配置为第二射线方向的X射线造影设备的透视图像，控制第三定位导钉123移动至置钉位置，此时手术骨钉3在第二放射方向上的第二置钉平面随即确定；

S203：安装手术骨钉3并置入骨内，由第一定位导钉113、第二定位导钉114、第三定位导钉123共同确定出手术骨钉3在空间上的置钉位置即为最佳置钉位置。

实用新型实施例三：

在实施例一及实施例二基础上，本实用新型实施例提供了一种辅助医者实施骨科手术的智能电控导向机器人，如图2-3所示，包括调节机构2以及导向置钉装置1，该导向机器人配置有操作面板4、第一驱动电机5、第二驱动电机6、中央处理器。

其中，第一驱动电机5对应初定位部11布设，用以驱动导向置钉装置1 以轴心孔111轴线方向为旋转轴转动，通过第一定位导钉113以及第二定位导钉114确定第一放射方向上的第一置钉平面；第二驱动电机6对应二次定位部12布设，用以驱动旋转夹持部121旋转并带动第三定位导钉123与手术骨在平行于第一放射方向上移动；操作面板4接收用于操作机器人的操作输入，中央处理器用于处理操作输入信号，并向第一驱动电机5以及第二驱动电机6发出控制指令，用以辅助医者调节手术骨钉3的位置。

为合理化结构，本实用新型实施例中，调节机构2包括：滑动底座21、竖直延伸设置的第一轴臂22、水平延伸设置的第二轴臂23。

其中，第一轴臂22固定安装在滑动底座21上且沿轴向设有第一导轨，第二轴臂23可伸缩设置且一端通过第一导轨可滑动安装在第一轴臂22上，另一端安装导向置钉装置1，导向置钉装置1被引导在水平及竖直方向上移动；在其他实施例中，可配置为：第一轴臂22固定安装在滑动底座21上且沿轴向设有第一导轨，导向置钉装置1安装在第二轴臂23近手术者一侧，第二轴臂23通过第一导轨可滑动安装在第一轴臂22上且导向置钉装置1被引导在竖直方向上移动，第二轴臂23设置有沿轴向延伸设置的第二导轨且通过第二导轨滑动安装在第一轴臂22上，导向置钉装置1被引导在水平方向上移动，医者能够手动或电动调节第一轴臂22以及第二轴臂23以控制置钉装置水平、竖直移动；

滑动底座21设有升降平台以及滚动装置，用以驱动导向机器人至任意预设的空间位置。

滑动底座21用以大幅移动导向机器人并初步放置，第一轴臂22及第二轴臂23用以微调导向置钉装置1，医者通过协同操作滑动底座21、第一轴臂 22、第二轴臂23能够将导向置钉装置1调整至理想放置位置。

为辅助医者快速精准定位，导向机器人还配置有第三驱动电机、第四驱动电机，第三驱动电机用以驱动第二轴臂23在竖直方向上位移预设距离，第四驱动电机用以驱动第二轴臂23在水平方向上位移预设距离。

为合理化结构，调节机构2还包括固定安装在滑动底座21上方的壳体，壳体顶部设有用以穿设第一轴臂22且形状与第一轴臂22径向截面适配的第一开口，壳体顶部还安装有用以展示X射线影像的显示屏7以及操作面板4。

实用新型实施例四：

本实用新型实施例提供了一种一体式骨科手术设备，导向机器人以及 X射线造影设备，X射线造影设备为C臂机，第一放射方向为C臂机机架竖直放置时X光线传播方向，第二放射方向为C臂机机架水平放置时X光线传播方向。当然，X射线造影设备并不限制于C臂机，在基层医院可采用单向 X射线造影设备，本实用新型实施例的骨科手术置钉方案对设备要求低、操作简单，有利于在基层医院推广普及。

以上对本实用新型所提供的基于投影原理的导向置钉装置、导向机器人及一体式骨科手术设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种基于投影原理的导向置钉装置，其特征在于，所述导向置钉装置长轴沿竖直方向延伸且自上而下依次配置有初定位部以及二次定位部；

所述初定位部，设有沿导向置钉装置长轴方向间隔排列的轴心孔和定位孔、可拆卸安装在轴心孔的第一定位导钉以及可拆卸安装在定位孔的第二定位导钉，第一定位导钉与第二定位导钉向手术者一侧水平延伸设置，导向置钉装置以轴心孔轴线方向为旋转轴、可转动设置；

所述二次定位部，设有旋转夹持部，所述旋转夹持部与初定位部同轴设置且配置有手术骨钉，手术骨钉与所述第一定位导钉以及第二定位导钉处于同一平面上，手术骨钉被旋转夹持部带动在与平行于第一放射方向的方向上转动。

2.如权利要求1所述的基于投影原理的导向置钉装置，其特征在于，所述二次定位部还设有定位平面，定位平面一端固定连接旋转夹持部，另一端水平延伸且固定安装有第三定位导钉，第三定位导钉与手术骨钉平行设置且被旋转夹持部带动在与平行于第一放射方向的方向上转动。

3.如权利要求2所述的基于投影原理的导向置钉装置，其特征在于，所述初定位部向下同轴延伸设有可伸缩的第一连杆，所述二次定位部固定安装在第一连杆底端。

4.如权利要求3所述的基于投影原理的导向置钉装置，其特征在于，所述定位平面一端可旋转安装于所述旋转夹持部。

5.如权利要求3所述的基于投影原理的导向置钉装置，其特征在于，所述定位平面可伸缩设置。

6.一种导向机器人，用于配合X射线造影设备辅助骨内置钉，其特征在于，包括调节机构以及如权利要求1-5任一项所述的导向置钉装置，导向置钉装置可转动安装于所述调节机构，调节机构用以驱动所述导向置钉装置移动至任意预设位置，所述导向机器人还配置有用于接收操作输入的操作面板、用于驱动所述初定位部的第一驱动电机、用于驱动所述二次定位部的第二驱动电机以及中央处理器，中央控制器用于根据所述操作输入，控制第一驱动电机、第二驱动电机开启/关闭。

7.如权利要求6所述的导向机器人，其特征在于，所述调节机构包括滑动底座、竖直延伸设置的第一轴臂、水平延伸设置的第二轴臂；

所述第一轴臂固定安装在滑动底座上且沿轴向设有第一导轨，第二轴臂可伸缩设置且一端通过第一导轨可滑动安装在第一轴臂上，另一端安装所述导向置钉装置，导向置钉装置被引导在水平及竖直方向上移动；

所述滑动底座设有升降平台以及滚动装置，用以驱动导向机器人移动至任意预设的空间位置。

8.如权利要求7所述的导向机器人，其特征在于，所述导向机器人还配置有第三驱动电机、第四驱动电机，所述第三驱动电机用以驱动第二轴臂在竖直方向上位移预设距离，所述第四驱动电机用以驱动第二轴臂在水平方向上位移预设距离。

9.如权利要求8所述的导向机器人，其特征在于，所述滑动底座还包括设置在其上方的壳体，壳体顶部设有用以穿设第一轴臂且形状与第一轴臂径向截面适配的开口，壳体顶部还安装有所述操作面板以及用以展示X射线透视图像的显示屏。

10.一体式骨科手术设备，其特征在于，配置有X射线造影设备以及如权利要求6所述的导向机器人，X射线造影设备为C臂机。

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