[发明专利]用于髓内钉固定手术的钻头定位器及其配准方法

说明书

本发明涉及一种用于髓内钉固定手术的钻头定位器及其配准方法。定位器包括传感器模块、钻头固定模块，以及和钻头固定模块相配套的保护壳体模块，钻头固定模块为圆盘形，圆心设有第一通孔，钻头固定模块的正面设有空心圆锥形的钻头支撑单元，钻头固定模块的背面安装保护壳体模块，保护壳体模块的中心设有第二通孔，传感器模块安装在钻头固定模块和保护壳体模块之间，传感器模块的中心设有第三通孔，钻头固定模块上还设有配准线。与现有技术相比，本发明基于电磁导航系统能够准确地实现髓内钉的远程锁定，帮助用户有效控制钻孔姿态，极大提高了远端锁定的一次性成功率，同时明显减少了花费时间。

技术领域

本发明涉及髓内钉固定手术辅助工具，尤其是涉及用于髓内钉固定手术的钻 头定位器及其配准方法。

背景技术

高能量损伤诱发的胫骨远端骨折是临床骨科常见病症，是指发生于胫骨中下 1/3处的骨折。由于其特殊解剖学特点，如血供差、软组织覆盖差等，导致其发生 骨折后极易出现多种严重并发症，如畸形愈合、软组织感染、骨折不愈合等，对患 者的身心健康及生存质量造成不良影响。由于稳定性与安全性逐渐得到医生与患者 的重视，带锁髓内钉逐渐成为治疗胫骨骨干骨折的金标准。

但是，这种技术依然存在复位、插钉、远端锁定等诸多难点。目前国内外多采 用远端带瞄准器的髓内钉。但是，髓内钉插入时会出现变形、远端定位不准确等问 题，造成现有的远端螺钉锁定操作极难且会占用大量手术时间；而且，徒手远端锁 定与机械远端锁定技术需要照射大量X光照片来克服定位偏差，对医患双方都会 造成一定程度的危害和损伤。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于髓内钉 固定手术的钻头定位器及其配准方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于髓内钉固定手术的钻头定位器，包括传感器模块、钻头固定模块，以 及和钻头固定模块相配套的保护壳体模块，所述钻头固定模块为圆盘形，圆心设有 第一通孔，钻头固定模块的正面设有空心圆锥形的钻头支撑单元，钻头固定模块的 背面安装保护壳体模块，保护壳体模块的中心设有第二通孔，传感器模块安装在钻 头固定模块和保护壳体模块之间，传感器模块的中心设有第三通孔，钻头依次穿过 第二通孔、第三通孔、第一通孔和钻头支撑单元在骨头上钻孔；所述钻头固定模块 上还设有配准线。

进一步地，所述的配准线包括轴线、经线和纬线，多条轴线设置在所述钻头支 撑单元的表面上，多条经线和纬线设置在钻头固定模块的正面，所述纬线为不规则 环线。

进一步地，所述的配准线采用V型槽。

进一步地，所述的保护壳体模块上设有空心圆柱形的保护块，该保护块穿过第 三通孔。

进一步地，所述的钻头固定模块和保护壳体模块可拆卸式连接，一个传感器模 块与不同直径的钻头固定模块和保护壳体模块配套使用。

一种如上任一所述的钻头定位器和髓内钉基于电磁导航的配准方法，电磁导航系统包括磁场发生器和定位探针，磁场发生器发射磁场形成磁场坐标系，定位探针 用于在磁场坐标系中形成坐标点，具体步骤如下：

S1、根据病人的情况，对髓内钉结构进行设计并制造；

S2、设计传感器固定装置并制造，将髓内钉传感器通过传感器固定装置安装 在髓内钉的远端，髓内钉传感器连接磁场发生器；

S3、在髓内钉的表面设计多个标记点，使用定位探针扫描标记点，建立髓内 钉表面标记点在磁场坐标系中的坐标，结合髓内钉传感器在磁场坐标系中的坐标计 算获取髓内钉传感器与标记点关系的刚体配准矩阵；

S4、根据髓内钉选择相应的钻头定位器；

S5、使用定位探针沿着钻头定位器上的配准线缓慢滑动拾取一系列点云，将 点云和定位器STL模型的顶点集合进行ICP配准获得定位器配准矩阵；