TWI538654B - 骨髓內釘固定孔定位系統 - Google Patents

Description

骨髓內釘固定孔定位系統

本發明係一種骨髓內釘定位裝置及其定位方法，特別是指一種應用於兩階段搜索骨髓內釘固定孔的定位裝置的及其定位方法，其利用磁場或電磁場產生的超距力對骨髓內釘固定孔的位置及方向進行定位。

骨髓內釘為目前治療長骨骨折的主要方式，如第1圖所示，其基礎構造由具有一骨髓內釘固定孔12的一根長形的骨髓內釘11與對應於該骨髓內釘固定孔12的鎖定螺絲22所組成，在接合長骨斷裂處13與固定骨髓內釘11的過程中，必須將該鎖定螺絲22通過骨髓內釘11上的該骨髓內釘固定孔12並鎖在骨折的長骨14的一端，在看不見骨髓內釘11的情況下，正確地找到已經進入長骨14內部的骨髓內釘固定孔12的位置與方向，常是整個過程中最耗時的步驟。

臨床上常用來定位骨髓內釘固定孔的方法有兩種，第一種方式為使用平行機構輔助瞄準定位，其做法為，以骨髓內釘未進入長骨骨髓的一端做為參考點，外接一平行機構引導定位，但由於骨髓內釘在手術中受力，容易產生變形扭轉，使骨髓內釘固定孔的定位產生誤差，故此方式不適用於骨髓內釘固定孔深入長骨骨髓的狀況；另一種方式為使用x光成像輔助定位，以x光拍攝患部，直接看到已經進入長骨內部的骨髓內釘固定孔 的位置，但此方式會使病患與醫療人員暴露在輻射線中，長時間地操作有危害醫療人員健康的疑慮。

習知技術中無輻射的定位方式，大多只能搜尋到骨髓內釘固定孔的位置，不能快速判斷出骨髓內釘固定孔的精確方向，以光學定位方式為例，由骨髓內釘未進入長骨骨髓的一端伸入一光源，當該光源延伸至骨髓內釘固定孔附近時，該光源發出的光線會由骨髓內釘固定孔通過骨骼、組織與皮膚透出，可從病患的外部肢體上看見光點，此定位方式的優勢為可快速定位，但其缺點為光線經過組織與皮膚的散射後光點過大，僅能判定固定孔大致位置，無法由擴散的光點得知固定孔的精確方向。

而以磁力原理作為定位方式的專利中，也無法定位固定孔的位置與方向，例如U.S.Patent No.5411503提出的定位方法為，在骨髓內釘內部伸入兩個電磁鐵，並在定位時通入交流電，使其產生兩個交流電磁場。並在外部由垂直排列的線圈，感應交流電磁場，當感應線圈中的電流為零時，表示定位完成，此方式在過程中，體內需使用通入高強度電流的裝置，有安全上的風險，且另須使用四個外部線圈，磁場會相互干擾，造成定位誤差，在定位過程中，也無法得知定位裝置該往何方向調整，必須重覆試誤，縮短定位時間之能力受限。

又如U.S.Patent No.5049151提出在骨髓內釘內部設有永久磁鐵，定位裝置是在外部使用一個磁鐵裝設於萬向接頭上，使其可以自由的旋轉，當定位裝置接近骨髓內釘內部的永久磁鐵時，裝置裡的磁鐵會受到吸引達成定位，但實際上，定位裝置使用單一磁鐵時，其指向僅代表內部磁鐵磁力梯度的走向，未必指向長骨應鑽孔的方向，而且當定位裝置的 單一磁鐵緊貼於長骨表面時，該單一磁鐵亦無法指向應鑽孔的方向，仍有定位固定孔方向上的問題。

或U.S.Patent No.5514145，類似於U.S.Patent No.5049151，將單一磁鐵裝設於萬向接頭上，但加入定位針的設計，可在完成定位後，發射出定位針，但同樣也具有U.S.Patent No.5049151的缺點。

或U.S.Patent No.6162228提出對永久磁鐵的擺放位置的改進，由骨釘未進入骨髓的一端伸入一根細長的棒子，而永久磁鐵隨著棒子進入骨髓內釘中，而永久磁鐵放置的位置與固定孔有一個偏差，不會阻擋鑽頭穿過固定孔，使其定位完成後可以直接鑽孔，但該磁場定位裝置也是使用單一外部磁針做磁場探測，類似於U.S.Patent No.5049151及U.S.Patent No.5514145，當該單一指針受到磁場吸引時，會指向該永久磁鐵磁力梯度的走向，同樣僅能判別固定孔位置，無法判別固定孔方向。

又如U.S Patent No.7753913使用主動式磁場感測器陣列，並配合被植入磁鐵的磁場形狀做排列，根據不同位置的磁通量的大小，探測磁場方向，當感測器陣列感測到的磁通量大小相同時，則代表定位完成，此系統之運作方式較複雜且不直接，在定位過程中必須重複嘗試才能判斷定位裝置該往何方向調整，減少定位時間能力有限。

本發明即是提出一種多磁針式定位裝置，特點在易於判定定位過程中定位裝置該調整的方向，可快速且準確的找到固定孔的位置與方向，根據該發明概念，申請人提出以下發明內容。

本發明之一面向為提供一種骨髓內釘固定孔的定位系統與 方法，該系統與方法是以兩階段方式進行磁力定位，可快速縮小搜尋範圍及判斷定位過程中定位裝置該調整的方向，且準確定位出骨髓內釘固定孔的位置與方向，本系統包含：

骨髓內釘：本發明提出之骨髓內釘具有特殊的一骨髓內釘固定孔，該骨髓內釘固定孔環設有一磁性物質，該磁性物質之兩極方向與一鎖定螺絲鎖入該固定孔的方向一致；置入長骨的骨髓腔後，即行定位；完成定位後，可以直接進行鑽孔，透過鎖定螺絲與該骨髓內釘固定孔的鎖定連結，將斷裂的長骨與該骨髓內釘11固定。

初步定位裝置：由複數個磁鐵固定於具一初步定位孔的彈性體上，以該複數個磁鐵快速找出環設於骨髓內釘固定孔的磁性物質21的大致區域，以縮小後續定位所需搜索的範圍。

細部定位裝置：由磁針機構構成的指向裝置與透明承載板組成，該透明承載板具有對應於指向裝置的對準線，可定位出環設於骨髓內釘固定孔的該磁性物質的位置與方向，而且在定位過程中，直接藉由對準線判斷細部定位裝置所需調整的方向，減少定位搜尋時間。

本發明之另一面向為提供一種磁力定位裝置，包含：(a)一透明承載板，具有一頂面及一底面，且包含：一定位孔，穿設於該透明承載板；及三容納孔，該三容納孔與該定位孔等距且該三容納孔彼此等距地穿設於該透明承載板，每一該三容納孔均可分為一頂面端、一底面端及一中段，其中該頂面端位於該頂面、該底面端位於該底面且該中段的孔徑大於該頂面端的孔徑及該底面端的孔徑；(b)三個指向裝置，每一該指向裝置均包含：一球型嵌合部，設置於每一該三容納孔的該中段；一第一指向端， 與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該頂面端，並具有一磁極；一第二指向端，與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該底面端，並具有另一磁極；及一電性導通層，包覆於各該指向裝置；(c)一第一電性導通電路，設置於該透明承載板的該頂面且電性連接於每一該指向元件的該電性導通層；(d)一透明的定位板，具有一高度調整裝置，由該高度調整裝置平行地設置於該透明承載板的該頂面或該底面且具有對應於該定位孔的一定位對應孔及對應於該三容納孔的三容納對應孔，每一該三容納對應孔邊緣皆設置有一環形導體，且每一該環形導體皆互相電性連接，以形成一第二電性導通電路，其中該高度調整裝置用以改變該透明的定位板與該透明承載板的一間距；(e)一電壓/電流源，電性耦接於該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間；以及(f)一警示裝置，電性耦接於該第一電性導通電路與該電壓/電流源間，或電性耦接於該第二電性導通電路與該電壓/電流源間，用以指示該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間的一電性導通狀況。

本發明之又一面向為提供一種磁力定位裝置，包含：(a)一承載部件，包含：三容納孔，穿設於該承載部件；(b)三個指向裝置，各該指向裝置均包含：一球型嵌合部，嵌合於相對應的容納孔、一第一指向端，與該球型嵌合部連接，位於該承載部件的一側，並具有一磁性、及一第二指向端，與該球型嵌合部連接，位於該承載部件的另一側，並具有另一磁性；以及(c)一定位板，設置於該承載部件，且具有三對應容納孔80、80’及80”用於穿過各該第二指向端52b或該第一指向端52a。

本發明之再一面向為提供一種磁力定位裝置，包含：(a)一 定位環；(b)複數磁力指向裝置，每一該複數磁力指向裝置與該定位環等距且彼此等間距地分布，並均包含：一萬向關結承載部，該萬向關結承載部具有一孔洞，該孔洞具有一對稱軸及位於該萬向關結承載部表面的兩個出口且貫穿該萬向關結承載部，該萬向關結承載部的內部具有一球型空間，該球型空間的球心位於該對稱軸上、一萬向關結嵌合部，包含：一球狀部與該球型空間嵌合及一棒狀磁性物質該球狀部並通過該兩出口；及(c)複數個連接軸，一端設置於該定位環的一外緣，另一端垂直地樞接於該複數磁力指向裝置。

本案之功效與構想，可藉由下列實施方式說明，俾有更深入之了解。

11‧‧‧骨髓內釘

12‧‧‧骨髓內釘固定孔

13‧‧‧長骨斷裂處

14‧‧‧長骨

21‧‧‧磁性物質

22‧‧‧鎖定螺絲

31a、31b‧‧‧磁鐵

32‧‧‧彈性體

33‧‧‧初步定位孔

34‧‧‧磁場

42‧‧‧透明承載板

43‧‧‧定位孔

44、44’、44”‧‧‧對準線

50、50’、50”‧‧‧指向裝置

51‧‧‧球型嵌合部

52‧‧‧磁針

52a‧‧‧包含一磁極的第一指向端

52b‧‧‧包含另一磁極的第二指向端

53‧‧‧容納孔

61‧‧‧磁場

71‧‧‧微調旋轉軸

72‧‧‧微調旋轉方向

80、80’、80”‧‧‧容納對應孔

81‧‧‧高度調整裝置

82‧‧‧定位板

83‧‧‧定位對應孔

84、84’、84”‧‧‧定位板對準線

85‧‧‧第一導電電路

86‧‧‧第二導電電路

91‧‧‧電路通路致動警示裝置

92‧‧‧直流電源

93‧‧‧指向裝置導通導電電路

94‧‧‧警示裝置不作動

100‧‧‧細部定位裝置的一種實施方式

101‧‧‧繼電器電路

102‧‧‧第一LED

103‧‧‧第二LED

104‧‧‧直流電源

105‧‧‧繼電器電路的直流電源

111‧‧‧較大的容納對應孔

111’‧‧‧較小的容納對應孔

112‧‧‧細部定位裝置的中心軸線

113‧‧‧較大的容納對應孔

113’‧‧‧較小的容納對應孔

d‧‧‧較大的容納對應孔的直徑

d’‧‧‧較小的容納對應孔的直徑

121‧‧‧實驗平台

Xmm‧‧‧兩磁針之間的距離

X_P‧‧‧骨髓內釘固定孔的磁性物質與細部定位裝置中心間的水平距離

151‧‧‧磁性物質中軸線

152‧‧‧細部定位裝置中軸線

153‧‧‧水平軸方向

θ_p‧‧‧夾角

171‧‧‧定位環

172、172’`172”‧‧‧萬向關結承載部

174a、174a’、174a”‧‧‧萬向關結承載部頂面的出口

174b、174b’、174b”‧‧‧萬向關結承載部底面的出口

175‧‧‧球型空間

176、176’、176”‧‧‧球狀部

177、177’、177”‧‧‧棒狀磁性物質

178、178’、178”‧‧‧連接軸

179、179’‧‧‧導體環

A、A’‧‧‧剖面方向

第1圖為習知的骨髓內釘設置組態。

第2(a)圖為本發明的骨髓內釘，第2(b)及2(c)圖為本發明的骨髓內釘的設置組態剖面圖。

第3(a)圖為本發明初步定位裝置的側視圖，第3(b)圖為本發明初步定位裝置的仰視圖，第3(c)圖為本發明初步定位裝置定位環設有一磁性物質的固定孔實施時的截面圖。

第4圖為本發明的細部定位裝置的一種實施態樣。

第5圖為本發明的指向裝置的一種實施態樣的剖面圖。

第6圖為本發明的細部定位裝置定位環設有一磁性物質的固定孔時的剖面圖。

第7(a)~(c)圖為本發明的細部定位裝置定位判斷操作時的俯 視圖。

第8圖為本發明的細部定位裝置加裝警示裝置時的實施態樣。

第9(a)~(c)圖為警示裝置定位判斷操作時的電路示意圖。

第10(a)~(c)圖為本發明的細部定位裝置加裝警示裝置及繼電器電路時的實施態樣。

第11(a)~(b)圖為警示裝置中的定位板調整定位精度實施方式。

第12(a)~(b)圖為校準指向裝置間的最小間距時，指向裝置的設置方式。

第13圖為指向裝置間的最小間距的校準結果。

第14圖為細部定位裝置水平精度的校準結果。

第15圖為校準細部定位裝置角度精度時，細部定位裝置的設置方式。

第16圖為細部定位裝置角度精度的校準結果。

第17(a)~(c)圖為為本發明的細部定位裝置的另一實施態樣。

當骨髓內釘固定孔12環設有的磁性物質21的骨髓內釘11置入長骨14的骨髓腔後，即可由骨髓內釘11本身的長度估計骨髓內釘固定孔12可能座落的區段，然後即可以初步定位裝置，如第3(a)及3(b)圖所示，進行初步定位，如第3(c)圖所示，初步定位裝置的複數個磁鐵31a及31b所產生的磁場會與磁性物質21的磁場34互相耦合，導致初步定位裝置在欲鑽孔的 長骨14表面不易移動、傾向固定在同一位置，再藉由初步定位裝置的初步定位孔33，就可以判斷後續的細部定位要在哪一個區域進行。

參考第4圖可了解細部定位裝置的運作原理，細部定位裝置以三個容納孔53連接三組磁針式指向裝置50、50’及50”，此三組指向裝置50、50’及50”分別以同磁極方向安裝於透明承載板42的一假想圓周上，該假想圓周的圓心為一定位孔43，該透明承載板42上標記有對應於各組指向裝置50、50’及50”的對準線44、44’及44”，使用者透過調整該透明承載板42的位置與角度令各組指向裝置50、50’及50”對齊相應的對準線44、44’及44”以進行定位，當定位完成時，定位孔43將會對準，第1圖中所示的環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的位置與方向，同時對準骨髓內釘固定孔12，操作者即可依此位置與方向進行鑽孔。

如第5圖所示，每一個指向裝置50、50’及50”由一球型嵌合部51與穿過該球型嵌合部51的球心的一磁針52互相連接所組成，若令該指向裝置50、50’及50”整體重心與該球型嵌合部51的球心重合，則可減少重力的影響，有利於定位操作，而透明承載板42以各容納孔53與對應的指向裝置50、50’或50”的球型嵌合部51互相嵌合，使該球型嵌合部51可自由轉動卻不發生位移，因此當各指向裝置50、50’與50”進入環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的有效磁場範圍時，每一個指向裝置50、50’與50”的磁針52會受到該磁性物質21的吸引，而以該球型嵌合部50、50’與50”的球心為支點而擺動，最終指向骨髓內釘固定孔12。

如第6圖所示，由於環設骨髓內釘固定孔12的磁性物質21在空間中產生一具有對稱軸的磁場61，因此當各指向裝置50、50’與50”受到 磁場61影響，朝向透明承載板42的定位孔43的擺角相同時，定位孔43的指向即為鎖定螺絲22可以鎖入該固定孔12的方向。

在定位的過程中，透明承載板42允許使用者直接觀察到各磁針52於透明承載板42下方的部分，藉由各磁針52與透明承載板42上對準線44、44’及44”的相對位置，判斷該細部定位裝置所需要調整的位置、方向及角度，以減少定位調整時間。

調整位置的判斷方式如第7(a)與7(b)圖所示，當三組指向裝置50、50’與50”的磁針52尚未對齊對準線44、44’及44”時，將裝置中心往三組磁針52之指向移動，如第7(a)圖所示；直到三組磁針52同時指向定位孔43方向，且大致對齊對準線44、44’及44”，當三組磁針52無法更進一步對齊對準線時，則需要以水平軸向做為微調旋轉軸71沿微調旋轉方向72調整該細部定位裝置，以微調細部定位裝置的方向及角度，藉由各磁針52的擺角變化微調該透明承載板42令各磁針52完全對齊對準線44、44’及44”，如第7(b)圖所示；最後，定位孔43與骨髓內釘固定孔12就會完全位在同軸位置，如第7(c)圖。

由於不論指向裝置50、50’或50”皆與透明承載板42間皆可自由地改變方向，僅設置兩組指向裝置，例如50及50’，而且只依靠相應的對準線44及44’調整透明承載板42的角度，不僅會增加對準的難度，而且無法得知骨髓內釘固定孔12的精準方向，藉由第三組指向裝置，例如50”，則可透過三組指向裝置50、50’及50”在細部定位裝置底面下的指向在空間中延伸，交會成一範圍極小的區域，迅速地確定骨髓內釘固定孔的精準位置與方向。

此定位方式易於判斷定位過程中細部定位裝置該調整的方向，故可快速的找到骨髓內釘固定孔12的位置與方向，減少定位時間，且在指向裝置50、50’與50”中，磁針52相對於支點兩側的重量相等，在被環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21吸引過程中，可減少因重力產生的誤差，可配合手術中患者姿勢的調整，進行各種角度的定位操作。

此細部定位裝置還可包含一警示裝置，以聲音或燈光訊號，協助判斷定位是否完成。

參考第8圖可以了解，警示裝置包含對應於透明承載板42的一定位板82、一高度調整裝置81及一第一導電電路85及一第二導電電路86，如第8圖所示，圖中的粗線代表導電電路85及86，一第一導電電路85可設置於該細部定位裝置上表面或下表面，並以任一指向裝置50、50’或50”作為一開關，以導通該第一導電電路85及該第二導電電路86。

定位板82還可以搭配各種不同高度的高度調整裝置81，以使透明承載板42與定位板82的間距得以改變。

定位板82的定位對應孔83應與定位孔43的內徑互相匹配為佳，但此時就必須採用透明的材料製作該定位板82，若以不透明的材料製作該定位板82，則不利觀測指向裝置50、50’或50”在透明承載板42底面的指向。

該警示裝置的電路可另外包含發光二極體(LED)與直流電源，在定位的過程中，即可藉由各指向裝置50、50’、50”與該第一導電電路85及該第二導電電路86的接觸狀態，導致發光二極體開啟或關閉，判斷定位是否完成。

該警示裝置定位判斷方式的電路示意圖如第9圖，當細部定位裝置與固定孔12有水平誤差時，任一組組指向裝置50及50’導通該第一導電電路85及該第二導電電路86，則電路通路致動警示裝置91，如第9(a)圖；當細部定位裝置與骨髓內釘固定孔12有角度誤差時，至少一組指向裝置50、50’或50”導通該該第一導電電路85及該第二導電電路86，指向裝置導通導電電路93時，電路通路致動警示裝置91，如第9(b)圖；當三組磁針52皆與固定孔12對準時，不會導通該第一導電電路85及該第二導電電路86，此時警示裝置不作動94，如第9(c)圖。

因此當在細部定位的過程中有定位誤差時，警示裝置作動；當定位完成時，警示裝置不作動，藉此可達成直觀的警示功能，此光學警示裝置也可改為聲音警示裝置。

該定位板82可進一步增加一繼電器電路101配合前述該第一導電電路85及該第二導電電路86以形成一雙重警示裝置，該繼電器電路101包含另一發光二極體103，令細部定位裝置具有雙重警示功能，藉此，使用者能夠直接透過不同的燈號，而判斷當前定位操作的進度，其電路示意圖如第10(a)及10(b)圖所示，警示裝置的該第一導電電路85及該第二導電電路86與一繼電器電路101互相耦接。

如第10(a)及10(b)圖所示，定位判斷未完成時，由於指向裝置50、50’或50”的磁針52偏轉使警示裝置的導電電路86導通，因此第一LED102亮，繼電器上的第二LED103不亮，第一LED除了可確認定位判斷未完成，亦可確認該第一導電電路85及該第二導電電路86為通路，沒有故障；如第10(c)圖所示，當定位判斷完成時，指向裝置50、50’與50’的磁針52皆不 與定位板82上的導電電路86接觸，該第一導電電路85及該第二導電電路86間變成斷路，因此第一LED102不作動，另一迴路上的第二103作動，代表此時可以進行鑽孔。

簡而言之，使用細部定位裝置時，判斷定位成功與否有兩個條件：(1)警示裝置燈號由第一LED102轉LED103，(2)磁針52與對準線44、44’、44”重疊，若定位仍未完成時，經由透明承載板42，可明顯看出磁針52與對準線44、44’、44”間有角度偏差，即可依照指向裝置50、50’及50’的指向繼續調整細部定位裝置的位置與方向。

該警示裝置除了具有警示的功能，其中定位板82的結構另具有調整精確度的功能，如第11圖所示，各組磁針可擺動空間的交集，即骨髓內釘固定孔12的目標區間，受定位板82上容納對應孔113的直徑所限制，在第11(a)圖的狀況下，當容納對應孔113的直徑d較大，交集的目標區間111就較大；在第11(b)圖的狀況下，容納對應孔113’的直徑d’較小，交集的目標區間111’隨之縮小，同時定位精度就能提高。

本發明具有三個指向裝置，其中每個指向裝置都具有一磁針52，為避免磁針間的相互干擾，必須量測兩指向裝置50及50’相互影響的水平距離範圍以避免磁場干擾，量測時兩磁針架設如第12(a)圖所示，兩組指向裝置50及50’設置於實驗平台121上，其中指向裝置50可在該實驗平台121上滑動，將兩指向裝置50及50’的同磁極擺設為同向，例如N極皆向上或皆向下，且兩指向裝置50及50’放置到互不影響的較遠距離，並將磁針上端相向偏擺到底，緩慢將其中一指向裝置往另一磁針指向裝置，當兩指向裝置50及50’各自的磁針52被排斥開時，量測兩指向裝置50及50’之間的距離 Xmm，如第12(b)圖所示。

進行10次量測的結果如第13圖所示，結果顯示兩指向裝置50及50’的磁針52間互相排斥的水平作用範圍，最小水平作用距離為32mm，即兩指向裝置50及50’間的水平方向上至少要大於該距離，兩磁針52間才不會互相有磁場上排斥而干擾定位結果。

本發明之細部定位裝置以定位精度量測驗證其精確度，包含了水平精度量測與角度精度量測。

水平精度量測可驗證環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物21質與細部定位裝置平行狀況下，定位完成時的水平定位精度，將細部定位裝置固定後，啟動雙重警示裝置，將環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21放置在遠離細部定位裝置的位置，如第10(a)圖所示，此時第一LED102作動，將環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21由遠處往細部定位裝置平移靠近定位孔正下方，當第一LED102不作動但第二LED作動，並且確認磁針對齊對準線時，紀錄此時環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21與細部定位裝置中心間的水平距離Xp，再將環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21往另一方向逐漸遠離，直至第二LED不作動但第一LED102作動，紀錄此時環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21與細部定位裝置中心間的水平距離Xp。

量測結果顯示細部定位機構與環設於骨髓內釘固定孔的磁性物質垂直距離為16~20mm時，水平定位誤差在2.1mm以內，其結果如第14圖所示。

角度精度量測可驗證環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質 21與細部定位裝置位置大致對準狀況下，例如第7(b)圖的態樣，測量定位完成後的角度，以決定角度定位精度。

如第15圖所示，環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21固定在一旋轉平台上，可沿一水平軸方向153轉動，開啟雙重警示裝置，將環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的中軸線151與細部定位裝置中軸線152垂直設置做為起始狀態，此時第一LED作動，轉動旋轉平台使環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的中軸線漸趨轉為與細部定位裝置中軸線152重合，當第一LED102不作動但第二LED作動，且確認三個指向裝置50、50’及50”的磁針52都對齊對準線44、44’及44”時，紀錄此時環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的中軸線151與細部定位裝置中軸線152間的夾角θp，然後繼續轉動旋轉平台，直至第二LED不作動但第一LED102作動時，再次紀錄此時環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的中軸線151與細部定位裝置中軸線152間的夾角θp，結果如第16圖所示，量測結果顯示細部定位裝置在工作範圍為垂直距離16~20mm時，角度定位誤差在7°以內。

最後利用豬脛骨進行鑽孔測試，透過初步定位找到環設於骨髓內釘固定孔12的磁性物質21的大致位置，再利用細部定位裝置定位出骨髓內釘固定孔12的位置與方向，定位完成後，以額外的固定機構使細部定位裝置固定，並進行鑽孔，並紀錄鑽頭是否經過固定孔穿過骨頭、量測定位及鑽孔所花費的時間。

由兩位不同操作者各進行5次測試，結果如下表所示，在10次測試後的測試當中，每次鑽頭都可穿過骨髓內釘固定孔12，初步定位花費的時間為4~10秒，細部定位花費的時間為32~238秒，總定位時間為36~ 248秒，少於5分鐘，而在鑽孔時花費的時間29~295秒，定位加上鑽孔的時間109~450秒，少於8分鐘。

豬脛骨鑽孔測試結果：

參考第17圖，在本發明概念還可以由具有以下結構的一種磁力定位裝置來實施，包含：(a)一定位環171；(b)複數磁力指向裝置177、177’及177”，每一該複數磁力指向裝置177、177’及177彼此間等距地分布，並均包含：一萬向關結承載部172，該萬向關結承載部具有一孔洞175、174a及174a’，該孔洞具有一對稱軸及位於該萬向關結承載部表面的兩個出口174a及174a’，且貫穿該萬向關結承載部172，該萬向關結承載部172的內部具有一球型空間175，該球型空間175的球心位於該對稱軸上、一萬向關結嵌合部，包含：一球狀部176與該球型空間嵌合及一棒狀磁性物質177連結於該球狀部並通過該兩出口174a及174a’；及(c)複數個連接軸178、178’及178”，一端設置於該定位環171的一外緣，另一端垂直地樞接於該複數磁力指向裝置的該萬向關結承載部172、172’、172”。

而且其中每一磁力指向裝置皆為導體製成，更包含：兩個導體環179及179’，該兩個導體環沿該兩個出口174及174’設置、及一警示裝置，該導通警示裝置電性耦接於該兩個導體環間。

前述的各種校準測試均適用於本實施態樣，進行定位前惟須 決定各磁力指向裝置同時所需的一下方內傾角度(φ)。

對照第17圖與第8圖，第17圖中的導體環179及179’的功能相當於第8圖中的第一導電電路85及第二導電電路85；棒狀磁性物質177與球狀部176的結合則相當於指向裝置50。

本實施方式與其他實施方式最大的不同在於萬向關結承載部172、172’及172”的角度與定位環171的角度可以調整，因此可以利用萬向關結承載部172、172’及172”決定棒狀磁性物質177與球狀部176的結合的傾斜範圍，而不需要如其他實施方式，需要利用定位板82來限制指向裝置50的傾斜範圍。

實施例：

1.一種磁力定位裝置，包含：(a)一透明承載板，具有一頂面及一底面，且包含：一定位孔，穿設於該透明承載板；及三容納孔，該三容納孔與該定位孔等距且該三容納孔彼此等距地穿設於該透明承載板，每一個容納孔均可分為一頂面端、一底面端及一中段，其中該頂面端位於該頂面、該底面端位於該底面且該中段的孔徑大於該頂面端的孔徑及該底面端的孔徑；(b)三個指向裝置，每一指向裝置均包含：一球型嵌合部，設置於容納孔的中段；一第一指向端與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該頂面端，並具有一磁極；一第二指向端，與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該底面端，並具有另一磁極；及一電性導通層，包覆於各該指向裝置；(c)一第一電性導通電路，設置於該透明承載板的該頂面且電性連接於每一該指向裝置的該電性導通層；(d)一透明的定位板，具有一高度調整裝置，由該高度調整裝置平行地設置於該透明承載 板的該頂面且該透明的定位板具有對應於該定位孔的一定位對應孔及對應於該三容納孔的三容納對應孔，每一該三容納對應孔邊緣皆設置有一環形導體，且每一該環形導體皆互相電性連接，以形成一第二電性導通電路，其中該高度調整裝置用以改變該透明的定位板與該透明承載板的一間距；(e)一電壓/電流源，電性耦接於該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間；以及(f)一警示裝置，電性耦接於該第一電性導通電路與該電壓/電流源間，或電性耦接於該第二電性導通電路與該電壓/電流源間，用以指示該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間的一電性導通狀況。

2.如實施例1所述的磁力定位裝置，其中該警示裝置藉由兩個不同的光源、兩種不同的色光或兩種不同的音頻指示該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間為一導通狀態或一斷路狀態。

3.如實施例1或2所述的磁力定位裝置，其中各該三容納對應孔的中心均沿該定位孔的中心與各該三容納孔的中心的三個連線方向偏離一長度，且該定位孔與該定位對應孔完全重疊。

4.如實施例1~3其中之一所述的磁力定位裝置，其中該長度等於該球型嵌合部的球型半徑。

5.如實施例1~4其中之一所述的磁力定位裝置，更包含一棒狀物，該棒狀物之任一端表面設置一環形磁性物，該環形磁性物具有的一環形磁極，該環形磁極可磁性耦合於該三個指向元件的該第一指向端或該第二指向端。

6.如實施例1~5其中之一所述的磁力定位裝置，其中該球型嵌合部之重心與該指向元件整體之重心重合。

7.一種磁力定位裝置，包含：(a)一承載部件，包含：三容納孔，穿設於該承載部件；(b)三個指向裝置，各該指向裝置均包含：一球型嵌合部，嵌合於一對應的該三容納孔、一第一指向端，與該球型嵌合部連接、位於該承載部件的一側，並具有一磁性、及一第二指向端，與該球型嵌合部連接、位於該承載部件的另一側，並具有另一磁性；以及(c)一定位板，設置於該承載部件，且具有三容納對應孔用於穿過各該第二指向端或該第一指向端。

8.如實施例7所述的磁力定位裝置，其中該承載部件為一導體；每一該三個指向裝置更包含一電性導通層，包覆於該球型嵌合部、該第一指向端及該第二指向端；該定位板的每一該三容納對應孔邊緣皆設置有一環形導體，每一該環形導體皆互相電性連接，以形成一第二電性導通電路。

9.如實施例7或8所述的磁力定位裝置，其中該承載部件更包含一定位孔，相對於該三容納孔等距地穿設於該承載部件；該定位板更包含一定位對應孔，對應於該定位孔地穿設於該定位板。

10.如實施例8~9其中之一所述的磁力定位裝置，更包含一警示裝置，電性耦接於該承載部件或該第二電性導通電路，用以指示該承載部件或該第二電性導通電路間的一電性導通狀況。

11.一種磁力定位裝置，包含：(a)一定位環；(b)複數磁力指向裝置，每一該複數磁力指向裝置與該定位環等距且彼此等間距地分布，並均包含：一萬向關結承載部，該萬向關結承載部具有一孔洞，該孔洞具有一對稱軸及位於該萬向關結承載部表面的兩個出口，且貫穿該萬向關結 承載部，該萬向關結承載部的內部具有一球型空間，該球型空間的球心位於該對稱軸上、一萬向關結嵌合部，包含：一球狀部與該球型空間嵌合及一棒狀磁性物質連結於該球狀部並通過該兩出口；及(c)複數個連接軸，一端設置於該定位環的一外緣，另一端垂直地樞接於該複數磁力指向裝置的該萬向關結承載部。

12.如實施例11所述的磁力定位裝置，其中每一該複數磁力指向裝置皆為導體且更包含：兩個導體環，該兩個導體環沿該兩個出口設置、及一警示裝置，該導通警示裝置電性耦接於該兩個導體環間。

上述實施例皆可快速縮小搜尋範圍及判斷定位過程中定位裝置該調整的方向，且準確定位出骨髓內釘固定孔的位置與方向。

以上所述係利用較佳實施例詳細說明本發明，而非限制本發明的範圍，因此熟知此技藝的人士應能明瞭，適當而作些微的改變與調整，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫本案申請專利範圍所欲保護者。

42‧‧‧透明承載板

43‧‧‧定位孔

44、44’、44”‧‧‧對準線

50、50’、50”‧‧‧指向裝置

80、80’、80”‧‧‧容納對應孔

81‧‧‧高度調整裝置

82‧‧‧定位板

83‧‧‧定位對應孔

84、84’、84”‧‧‧定位板對準線

85‧‧‧第一導電電路

86‧‧‧第二導電電路

Claims (11)

1. 一種磁力定位裝置，包含：一透明承載板，具有一頂面及一底面，且包含：一定位孔，穿設於該透明承載板；及三容納孔，該三容納孔與該定位孔等距且該三容納孔彼此等距地穿設於該透明承載板，每一該三容納孔均可分為一頂面端、一底面端及一中段，其中該頂面端位於該頂面、該底面端位於該底面且該中段的孔徑大於該頂面端的孔徑及該底面端的孔徑；三個指向裝置，每一該指向裝置均包含：一球型嵌合部，設置於每一該三容納孔的該中段；一第一指向端，與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該頂面端，並具有一磁極；一第二指向端，與該球型嵌合部連接，並穿設於每一該三容納孔的該底面端，並具有另一磁極；及一電性導通層，包覆於該球型嵌合部、該第一指向端及該第二指向端；一第一電性導通電路，設置於該透明承載板的該頂面且電性連接於每一該指向裝置的該電性導通層；一透明定位板，具有一高度調整裝置，由該高度調整裝置平行地設置於該透明承載板的該頂面且具有對應於該定位孔的一定位對應孔及對應於該三容納孔的三容納對應孔，每一該三對應孔邊緣皆設置有一環形導體，且每一該環形導體皆互相電性連接，以形成一第二電性導通 電路，其中該高度調整裝置用以改變該透明定位板與該透明承載板的一間距；一電壓/電流源，電性耦接於該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間；以及一警示裝置，電性耦接於該第一電性導通電路與該電壓/電流源間，或電性耦接於該第二電性導通電路與該電壓/電流源間，用以指示該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間的一電性導通狀況。
2. 如申請專利範圍第1項所述的磁力定位裝置，其中該警示裝置藉由兩種不同的色光或兩種不同的音頻指示該第一電性導通電路及該第二電性導通電路間為一導通狀態或一斷路狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述的磁力定位裝置，其中各該三對應孔的中心均沿該定位孔的中心與各該三容納孔的中心的三個連線方向偏離一長度，且該定位孔與該定位對應孔完全重疊。
4. 如申請專利範圍第3項所述的磁力定位裝置，其中該長度等於該球型嵌合部的球型半徑。
5. 如申請專利範圍第1項所述的磁力定位裝置，更包含一棒狀物，該棒狀物之任一端表面設置一環形磁性物，該環形磁性物具有的一環形磁極，該環形磁極可磁性耦合於該三個指向元件的該第一指向端。
6. 一種磁力定位裝置，包含：一承載部件，包含：三容納孔，穿設於該承載部件；三個指向裝置，各該指向裝置均包含： 一球型嵌合部，嵌合於一對應的容納孔；一第一指向端，與該球型嵌合部連接、位於該承載部件的一側，並具有一磁性；及一第二指向端，與該球型嵌合部連接、位於該承載部件的另一側，並具有另一磁性；以及一定位板，設置於該承載部件，且具有三容納對應孔，用於穿過各該第二指向端或該第一指向端。
7. 如申請專利範圍第6項所述的磁力定位裝置，其中該承載部件為一導體；每一該三個指向裝置更包含一電性導通層，包覆於該球型嵌合部、該第一指向端及該第二指向端；該定位板的每一該三容納對應孔邊緣皆設置有一環形導體，每一該環形導體皆互相電性連接，以形成一第二電性導通電路。
8. 如申請專利範圍第6項所述的磁力定位裝置，其中該承載部件更包含一定位孔，於相對於該三容納孔等距地穿設於該承載部件；該定位板更包含一定位對應孔，對應於該定位孔地穿設於該定位板。
9. 如申請專利範圍第7項所述的磁力定位裝置，更包含一警示裝置，電性耦接於該第二電性導通電路，用以指示該第二電性導通電路間的一電性導通狀況。
10. 一種磁力定位裝置，包含：一定位環；複數磁力指向裝置，每一該複數磁力指向裝置與該定位環等距且彼此等間距地分布，並均包含： 一萬向關結承載部，該萬向關結承載部具有一孔洞，該孔洞具有一對稱軸及位於該萬向關結承載部表面的兩個出口且貫穿該萬向關結承載部，該萬向關結承載部的內部具有一球型空間，該球型空間的球心位於該對稱軸上；及一萬向關結嵌合部，包含：與該球型空間嵌合的一球狀部及連結於該球狀部並通過該兩出口的一棒狀磁性物質；及複數個連接軸，一端設置於該定位環的一外緣，另一端垂直地樞接於該複數磁力指向裝置的該萬向關結承載部。
11. 如申請專利範圍第10項所述的磁力定位裝置，其中每一該複數磁力指向裝置皆為導體且更包含：兩個導體環，該兩個導體環沿該兩個出口設置；及一警示裝置，該導通警示裝置電性耦接於該兩個導體環間。