專(zhuān)利名稱(chēng)：關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是目前治療晚期骨性關(guān)節(jié)炎或者其它晚期膝關(guān)節(jié)病變的主要方法。該手術(shù)主要去除膝關(guān)節(jié)表面破壞的骨質(zhì)，并且安裝相應(yīng)的假體。目前最常用的膝關(guān)節(jié)假體主要包括三個(gè)部分:股骨側(cè)的金屬假體、脛骨側(cè)的金屬假體以及相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)聚乙烯墊片。在進(jìn)行手術(shù)的過(guò)程中醫(yī)生需要按照術(shù)前設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的截骨，而后在安裝假體之前需要采用股骨和脛骨側(cè)的金屬試模以及替代聚乙烯墊片的塑料試模墊片(如圖1所示)進(jìn)行測(cè)試，以觀察采用該型號(hào)、大小的假體對(duì)于膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式的影響以及軟組織張力的影響。但是目前安裝完試模以后的測(cè)試主要依靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。

導(dǎo)航系統(tǒng)目前已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用于臨床，并取得滿(mǎn)意的臨床效果，此項(xiàng)技術(shù)在世界范圍得到了迅速的推廣，目前根據(jù)跟蹤器的種類(lèi)可以將導(dǎo)航系統(tǒng)分為機(jī)械、超聲、光學(xué)和電磁導(dǎo)航系統(tǒng)幾種。采用導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)可以為醫(yī)生提供器械的位置和前進(jìn)的方向，從而更為精確的安放假體位置，指導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行更為精準(zhǔn)的手術(shù)。但目前的人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的導(dǎo)航系統(tǒng)中跟蹤器一般安放在股骨和脛骨上以便形成剛體指導(dǎo)手術(shù)操作，在這過(guò)程中可能會(huì)破壞脛骨股骨皮質(zhì)引起骨骼強(qiáng)度降低增加術(shù)中術(shù)后骨折的風(fēng)險(xiǎn)，操作完成后安放假體試模。但目前的導(dǎo)航系統(tǒng)在安放假體試模時(shí)選用的也是傳統(tǒng)的假體試模，雖然導(dǎo)航系統(tǒng)能提供一定的內(nèi)外側(cè)張力數(shù)據(jù)，但是不能完整提供整個(gè)假體試模的運(yùn)動(dòng)模式和膝關(guān)節(jié)周?chē)浗M織張力的相關(guān)數(shù)據(jù)。導(dǎo)航系統(tǒng)中的電磁導(dǎo)航利用新的電磁技術(shù)獲得跟蹤器的位置和方向，同時(shí)采用實(shí)時(shí)3D測(cè)量系統(tǒng)，具有精細(xì)、準(zhǔn)確、多功能的特點(diǎn)，可以很容易地實(shí)時(shí)跟蹤介入器械，滿(mǎn)足精細(xì)手術(shù)的特殊要求。電磁導(dǎo)航系統(tǒng)提供的傳感線圈可以置入介入器械中，在系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)下，傳感線圈發(fā)出信號(hào)并被系統(tǒng)接受從而得知被置入了傳感線圈的器械的位置和方向，對(duì)手術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，用于在進(jìn)行安放假體前的測(cè)試中實(shí)時(shí)提供試模位置信息，為醫(yī)生得到更好的術(shù)中評(píng)估提供更加準(zhǔn)確的信
肩、
(二)技術(shù)方案為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，包括:假體試模，設(shè)有信號(hào)發(fā)射裝置，用于安裝在骨床上進(jìn)行假體測(cè)試；信號(hào)接收裝置，用于接收所述假體試模上的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對(duì)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息。優(yōu)選地，還包括顯示裝置，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理裝置得到的假體試模的實(shí)時(shí)位置信息進(jìn)行顯示。優(yōu)選地，所述假體試模為膝關(guān)節(jié)假體試模，包括股骨假體試模、脛骨假體試模以及若干不同厚度的膝關(guān)節(jié)墊片試模。優(yōu)選地，每個(gè)假體試模上設(shè)有至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置。優(yōu)選地，所述每個(gè)假體試模上的至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置不共面設(shè)置。優(yōu)選地，還包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述假體試模的形狀信息。優(yōu)選地，所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息為假體試模的實(shí)時(shí)三維立體空間形態(tài)信
肩、O優(yōu)選地，所述信號(hào)發(fā)射裝置包括紅外信號(hào)發(fā)射裝置、電磁信號(hào)發(fā)射裝置中的一種或多種。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理裝置還用于根據(jù)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)人體骨骼位置信息。(三)有益效果本發(fā)明的系統(tǒng)可以在進(jìn)行安放假體前的測(cè)試中實(shí)時(shí)提供試模位置信息，方便醫(yī)生選擇更為大小合適的假體進(jìn)行安放，同時(shí)為醫(yī)生得到更好的術(shù)中評(píng)估提供更加準(zhǔn)確的信
肩、O本發(fā)明的信號(hào)發(fā)射裝置設(shè)置在假體試模上，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置在骨骼上相比，安裝更加方便，安裝位置更加靈活，對(duì)人體的副作用更小，并且假體試模的形狀大小信息可以被事先存儲(chǔ)、方便調(diào)用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中膝關(guān)節(jié)假體試模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例膝關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例膝關(guān)節(jié)假體試模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為利用本發(fā)明實(shí)施例膝關(guān)節(jié)假體試模進(jìn)行假體測(cè)試的流程示意圖；其中，1:股骨假體試模；2:脛骨假體試模；3:膝關(guān)節(jié)墊片試模；4:信號(hào)發(fā)射裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下。如圖2所示，本實(shí)施例記載了一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，包括:假體試模，設(shè)有信號(hào)發(fā)射裝置4，用于安裝在骨床上進(jìn)行假體測(cè)試；如測(cè)試軟組織張力，假體大小等情況； 信號(hào)接收裝置，用于接收所述假體試模上的信號(hào)發(fā)射裝置4發(fā)出的信號(hào)；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對(duì)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息。在本實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)還包括顯示裝置，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理裝置得到的假體試模的實(shí)時(shí)位置信息進(jìn)行顯示，使得測(cè)試中的位置信息更加直觀的被觀測(cè)到。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還可以沒(méi)有所述顯示裝置，醫(yī)生根據(jù)數(shù)據(jù)信息來(lái)得到測(cè)試中的各位置信息。如圖3所示，本實(shí)施例中所述假體試模為人工膝關(guān)節(jié)假體試模，包括股骨假體試模1、脛骨假體試模2以及若干不同厚度的膝關(guān)節(jié)墊片試模3。所述股骨假體試模1、脛骨假體試模2以及膝關(guān)節(jié)墊片試模3與傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)假體試模外形完全相同，只是其上設(shè)置了主動(dòng)或者被動(dòng)的信號(hào)發(fā)射裝置4 (圖3中所述脛骨假體試模2以及膝關(guān)節(jié)墊片試模3上的信號(hào)發(fā)射裝置4未示出)。當(dāng)然，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，所述假體試模還可以為生物體其它關(guān)節(jié)的假體試模。在本實(shí)施例中，每個(gè)假體試模上設(shè)有至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置4 ;并且所述每個(gè)假體試模上的至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置4不共面設(shè)置。

在本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述假體試模的形狀信息。每一個(gè)試模的形狀已事先儲(chǔ)存于系統(tǒng)之中，因此在測(cè)試試模的過(guò)程中可以觀察到試模相對(duì)于下肢力線的關(guān)系，同時(shí)屈曲膝關(guān)節(jié)可以觀察到實(shí)施完手術(shù)后股骨，脛骨以及膝關(guān)節(jié)墊片的空間關(guān)系，為術(shù)中評(píng)估提供更好的三維評(píng)估。本實(shí)施例中，所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息為假體試模的實(shí)時(shí)三維立體空間形態(tài)信息。本實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)射裝置4為紅外信號(hào)發(fā)射裝置或電磁信號(hào)發(fā)射裝置，發(fā)出實(shí)時(shí)紅外或者電磁信號(hào)。本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置還用于根據(jù)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)人體骨骼位置信息。具體為，在信號(hào)處理過(guò)程中因試模與骨床結(jié)合成一剛體，因此可以采用試模計(jì)算出股骨頭的中心，膝關(guān)節(jié)中心，同時(shí)計(jì)算出踝關(guān)節(jié)中心。如圖4所示，使用本實(shí)施例的系統(tǒng)進(jìn)行一種在人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)操作中、在最終安放假體前測(cè)量膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法包括:首先通過(guò)手術(shù)進(jìn)行患者膝關(guān)節(jié)骨床的處理；在實(shí)際操作時(shí)，膝關(guān)節(jié)骨床的處理采用傳統(tǒng)或者導(dǎo)航器械進(jìn)行操作，脛骨平臺(tái)與股骨遠(yuǎn)端均是垂直于機(jī)械軸進(jìn)行截骨，而后股骨側(cè)采用相應(yīng)器械進(jìn)行股骨前臉、后方以及斜面的處理；然后將帶有信號(hào)發(fā)射裝置4的膝關(guān)節(jié)假體試模安放在已經(jīng)處理好的骨床之上；具體為在處理好的股骨和脛骨骨床上分別安放數(shù)字化導(dǎo)航股骨假體試模I和脛骨假體試模2，并根據(jù)膝關(guān)節(jié)軟組織張力選用相應(yīng)厚度的膝關(guān)節(jié)墊片試模3，而后進(jìn)行膝關(guān)節(jié)復(fù)位；而后通過(guò)試模中的紅外或者電磁信號(hào)發(fā)射裝置4發(fā)出相應(yīng)定位信號(hào)；信號(hào)接收裝置則接收所述信號(hào)發(fā)射裝置4發(fā)出的信號(hào)并通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行信號(hào)處理，將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)試模的三維立體空間形態(tài)信息，以及各個(gè)試模之間隨著膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)的空間關(guān)系信息；最后將上述信息直觀的顯示在顯示裝置上供醫(yī)生參考。本發(fā)明的系統(tǒng)可以在進(jìn)行安放假體前的測(cè)試中實(shí)時(shí)提供試模位置信息，方便醫(yī)生選擇更為大小合適的假體進(jìn)行安放，同時(shí)為醫(yī)生得到更好的術(shù)中評(píng)估提供更加準(zhǔn)確的信息。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定 。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，包括: 假體試模，設(shè)有信號(hào)發(fā)射裝置，用于安裝在骨床上進(jìn)行假體測(cè)試； 信號(hào)接收裝置，用于接收所述假體試模上的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)； 數(shù)據(jù)處理裝置，用于對(duì)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息。
2.按權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示裝置，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理裝置得到的假體試模的實(shí)時(shí)位置信息進(jìn)行顯示。
3.按權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，所述假體試模為膝關(guān)節(jié)假體試模，包括股骨假體試模、脛骨假體試模以及若干不同厚度的膝關(guān)節(jié)墊片試模。
4.按權(quán)利要求1或3所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)假體試模上設(shè)有至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置。
5.按權(quán)利要求4所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)假體試模上的至少三個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置不共面設(shè)置。
6.按權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，還包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述假體試模的形狀信息。
7.按權(quán)利要求6所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息為假體試模的實(shí)時(shí)三維立體空間形態(tài)信息。
8.按權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)射裝置包括紅外信號(hào)發(fā)射裝置、電磁信號(hào)發(fā)射裝置中的一種或多種。
9.按權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置還用于根據(jù)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)人體骨骼位置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種關(guān)節(jié)假體導(dǎo)航試模系統(tǒng)，包括假體試模，設(shè)有信號(hào)發(fā)射裝置，用于安裝在骨床上進(jìn)行假體測(cè)試；信號(hào)接收裝置，用于接收所述假體試模上的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)；數(shù)據(jù)處理裝置，用于對(duì)所述信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述假體試模的實(shí)時(shí)位置信息。本發(fā)明的系統(tǒng)可以在進(jìn)行安放假體前的測(cè)試中實(shí)時(shí)提供試模位置信息，方便醫(yī)生選擇更為大小合適的假體進(jìn)行安放，同時(shí)為醫(yī)生得到更好的術(shù)中評(píng)估提供更加準(zhǔn)確的信息。
文檔編號(hào)A61B19/00GK103083117SQ20131001949
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者周一新 申請(qǐng)人:周一新, 唐杞衡, 邵宏翊