[发明专利]智能脊柱数字化手术装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗仪器技术领域，尤其涉及智能脊柱数字化手术装置。

背景技术

在高速发展的电子信息科技时代，脊柱外科领域的基础、临床研究迅猛发展，脊柱外科临床技术和数字化技术结合，形成了系统的脊柱外科临床数字技术，数字化技术使脊柱外科临床治疗过程完全建立在计算机辅助技术的基础上，使手术医生能够高效率、高精度、三维立体地了解疾病的分布、形态、结构，从而科学判断手术指证，制定最佳手术方案，脊柱外科术中导航系统、脊柱外科术中监测系统、脊柱手术机器人系统在脊柱外科中的应用效果明显，现有技术存在手术创伤面大，神经容易受损，恢复机体功能慢的问题。

发明内容

本发明提供智能脊柱数字化手术装置，以解决上述背景技术中提出手术创伤面大，神经容易受损，恢复机体功能慢的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：智能脊柱数字化手术装置，包括手术前应用系统、实物加工系统、手术中应用系统，所述手术前应用系统包括脊柱手术仿真系统，所述手术中应用系统包括脊柱手术导航系统、脊柱手术监测系统、脊柱手术机器人系统，所述脊柱手术监测系统包括神经电生理监测系统、超声监测系统；

所述手术前应用系统经实物加工系统为手术中应用系统提供实物模型；

所述脊柱手术仿真系统用于获得手术前患体医学影像数据并根据所述医学影像数据建立图像环境和实物模型环境，在所述图像环境和实物模型环境下，建立相应的阴模，根据所述阴模进行内固定材料预塑形或建立数字化导航模板，所述数字化导航模板用于定位进钉点和进钉轨迹；

所述脊柱手术导航系统用于获得手术中医学影像将椎体和手术工具显示于显示器以确定切割路径和手术工具位置；

所述神经电生理监测系统用于在脊柱锥弓根螺钉植入过程中，经电热测试判断螺钉是否偏离椎弓根或经肌电图测试判断神经根是否受压；

所述超声监测系统用于定位椎弓根螺孔位置并判断椎弓根螺钉是否穿出椎弓根；

所述脊柱手术机器人系统用于牵引机械臂至椎弓根螺钉的定位处并在植入前对椎弓根进行钻孔和磨削。

进一步，所述脊柱手术仿真系统还用于在所述图像环境和实物模型环境下，根据所述数字模型进行任意方位的观察、测量、放大，进行模拟切割，植入从标准模拟植入物。

进一步，所述牵引机械臂至椎弓根螺钉的定位处包括手动牵引或自动牵引。

进一步，所述肌电图测试刺激电流为5mA。

本发明的有益效果为：

1、本专利由于虚拟环境下的计算机辅助脊柱矫形手术规划系统不断涌现，如用于脊柱侧凸等肌肉骨骼疾病的三维重建系统，用于强直性脊柱炎术前计划并评估后矫正效果软件，使得医生掌握螺钉植入的基本技术而且对复杂病理的螺钉置入进行训练，对患者解剖结构和螺钉置入过程的熟悉能够避免手术危险，提高手术的安全性。

2、本专利由于随着数字化虚拟技术的飞速发展，三维虚拟手术设计在临床领域正得到不断探索和应用，将病变部位的情况以三维可视化形式展示，同时计算机辅助设计技术的发展可以为脊柱手术设计、手术模拟、骨折的复位、内固定的选择等提供更为准确的依据，利用计算机辅助手术规划技术，医生可以利用获得的医学影像数据在计算机上建立患体的三维数字模型，对模型进行任意方位的观察、测量、放大、进行各种模拟切割，植入从数据库获得的各种标准植入物，制定最佳手术方案，计算机模拟手术可以在两种环境中进行，即计算机图形环境和实物模型环境，术前利用计算机辅助设计和计算机辅助制造技术，在很短的时间内、低成本、高效率地将实物模型制作出来供临床使用，进行内固定材料的预塑形或设计椎弓根螺钉置入的个体化数字导航模板，这样可大大节省术中时间、减少手术创伤、提高手术精确度，为提供科学的个性化设计及准确的术后评估奠定生物力学基础，为临床医生合理选择术式提供科学依据。

3、本专利采用术中导航系统是计算机辅助骨科手术中的重要组成部分，它是利用X线装置、CT、MRI等提供的图像信息和先进的立体定位系统，进行配准、定位、辅助外科医生进行各种手术干预，我们可以采用术中导航技术，将患者椎体和手术工具反应的计算机屏幕上，医生观看屏幕中患者椎体和手术工具进行操作，医生可以看到过去肉眼不能直接看到的周边组织，以及手术规划中所确定的切割路径和刀具位置，精确地实施手术，实现了手术的微创化和精确化。