[发明专利]一种骨科导航装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗器械及其制备方法，尤其涉及一种骨科导航装置及其制备方法，属于医疗器械技术领域。

背景技术

随着国家支持力度的不断加大以及全球一体化进程的加快，中国医疗器械行业得到了突飞猛进的发展。其中，就伴随着一些类似于骨科导航系统的医疗器械应运而生，这种系统可大大减少复杂骨科手术的风险，并为骨科手术技术带来一种新的操作模式-可视化外科技术。这种骨科手术利用导航系统在术前制定手术计划和术中导航，可以在手术过程中跟踪手术器械，并将手术器械的位置在病人术前或术中的影像上实时更新显示出来，让手术医生随时知道手术器械的位置同病患解剖结构的关系，同时又具备齐全的导航功能，可以模拟手术器械的前进和后退，如此使得手术的过程更加精确。

关于骨科导航装置，现有技术中已有报道，如中国发明专利（公开号：CN101332137A）公开了一种长骨骨折牵引复位导航装置，它包括主动机械臂、被动机械臂、光电跟踪器、末端执行器、移动车、跟踪标志组件、空间点采集器，跟踪标志组件安装在长骨骨折处，空间点采集器握持在医生手中，主动机械臂和被动机械臂分别安装在移动车上，光电跟踪器安装在主动机械臂上，末端执行器安装在被动机械臂上，移动车上安装有计算机。虽然该装置体积较小，移动车可移动，方便使用时移动或摆放在适当的位置，摆放也不占空间。但是该装置整体结构较为零散、落后、不完善，与现代化的骨科手术联系不够紧密，使得该装置在使用过程中受到诸多限制。另外，目前医疗器械所采用的材料均为不锈钢或者普通合金材料制成，这些材料制成的医疗器械虽然在强度和刚性上能基本满足要求，但性能一般，而且，这种材料密度大，制成的医疗器械整体较重。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种整体结构紧凑、完善、支撑杆强度高、刚性好、整体质量轻的骨科导航装置。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种骨科导航装置，包括移动箱体，所述移动箱体顶端设置有第一活动机构，箱体侧面设置有第二活动机构，移动箱体前端面设置有控制机构，第一活动机构上设置有光电跟踪仪和第一显示器，第二活动机构上设置有第二显示器，所述第一活动机构包括依次活动连接的第一支撑杆、第一活动臂、第一转动支架以及第一安装基座，所述光电跟踪仪与第一安装基座连接，第一显示器与第一支撑杆活动连接，所述第二活动机构包括依次活动连接的第二支撑杆、第二转动支架、第二活动臂以及第二安装基座，所述第二显示器与第二基座活动连接，所述第一活动臂与第二活动臂均可以自动复位；其中，所述第一支撑杆和第二支撑杆的材料为钛合金，所述钛合金由以下重量百分比的成分组成：Al：2-7%，Sn：0.5-3%，Zr：0.5-3%，Mo：2-4%，V：2-4%，Mn：1-2%，Cr：1-2%，Si：0.1-0.5%，余量为Ti以及不可避免的杂质。

本发明骨科导航装置中第一支撑杆和第二支撑杆的材料为钛合金，钛合金通过Al、Sn、Zr、Mo、V、Mn、Cr、Si和Ti元素的合理配伍而成，比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的第一支撑杆和第二支撑杆。而且用钛合金制得的第一支撑杆和第二支撑杆耐蚀性好、耐热性高、低温性能好。

Al是钛合金中最常添加的元素，主要起固溶强化作用，每添加1%的Al，钛合金室温抗拉强度增加50MPa，但是，Al在钛中的极限溶解度为7.5%，超过极限溶解度后，组织中出现有序相Ti₃Al（α2），对合金的塑性、韧性及应力腐蚀不利，因此，Al的添加量一般不超过7%。另外，Al能改善钛合金的抗氧化性，减小钛合金的密度，提高再结晶温度，如添加5%的Al可使再结晶温度从纯钛的600℃提高到800℃。Al还能提高钛固溶体中原子间结合力，从而改善热强性。在可热处理的β钛合金中，加入约3%的Al，可防止由亚稳态β相分解产生ω相而引起的脆性。Al还能提高氢在α钛合金中的溶解度，减少由氢化物引起氢脆的敏感性。因此，结合Al在钛合金中所具体的这些作用，本发明将Al的添加量控制在2-7%的范围内。

为保证耐热合金获得单相α组织，除Al以外，本发明还加入了Zr和Sn进一步提高钛合金的耐热性，而且，Zr和Sn对钛合金塑性的影响比Al小，同时，Sn也能减少由氢化物引起氢脆的敏感性。但是Sn添加量超过一定量后，会形成有序相Ti₃Sn，造成钛合金的塑性和热稳定性降低。因此，结合钛合金中各元素的协调作用，将Sn和Zr的添加量控制在本发明范围内。