[发明专利]数字化全髋关节置换装置

说明书

本申请提供一种数字化全髋关节置换装置及其外展角和前倾角的校准方法，所述装置包括：轴，具有工作端和操作端；角度检测模块，设置在轴上且位于工作端和操作端之间，用于确定一角度基准，并实时检测轴相对于所述角度基准的外展角和前倾角；体位追踪模块，用于固定在患者的骨骼上，以实时检测患者体位相对于角度基准的角度偏差值；数据处理模块，与角度检测模块及体位追踪模块分别信号连接，用于获取所述外展角和前倾角，以及获取所述角度偏差值，并基于所述角度偏差值，对所述外展角和前倾角进行校准，得到校准后的外展角和前倾角；提示模块，与数据处理模块信号连接，用于获取校准后的外展角和前倾角，并向操作者展示校准后的外展角和前倾角。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，具体涉及一种数字化全髋关节置换装置及其外展角和前倾角的校准方法。

背景技术

目前全髋关节置换手术基本流程中的多个操作步骤，例如打磨髋臼、打入髋臼外杯试模、打入髋臼外杯假体等，纯粹依靠机械结构的工具和操作者主观经验保证结果的有效性，例如外杯试模和假体的外展角与前倾角是否精确、外杯试模的稳定性、以及外杯试模外表面与髋臼是否紧密贴合等等。然而，不同操作者的手术技巧和主观经验千差万别，导致患者术后的恢复效果也不尽相同，甚至会导致患者术后肢体状态异形、活动范围受限、假体容易脱位、假体寿命缩短等一系列术后问题。

近年来市场上出现了针对全髋关节置换的手术机器人解决方案以及视觉导航系统，应用最广泛的当属Stryker公司的Mako机器人。Mako机器人解决方案采用双目相机视觉追踪系统，利用机械臂辅助完成髋臼打磨、置入髋臼外杯假体等步骤，具有把持稳定、角度精准、执行快速等优点，可极大地满足临床需求。

但手术机器人系统会大幅改变操作者日常的操作习惯，其中的视觉系统与术前CT影像配准的过程极其耗时（Mako机器人配准步骤占用主治操作者平均15-20分钟时间），并且机器人与导航系统的台车极大地占用手术室空间，使面积本来就紧张的手术室显得格外拥挤。因此，售价高昂的手术机器人系统难以对中国全髋关节置换的操作者产生较大帮助，所以未在国内广泛普及使用。

发明内容

本申请提供一种数字化全髋关节置换装置，旨在改善现有的全髋关节置换装置无法精准定位的问题。

本申请是这样实现的，提供一种数字化全髋关节置换装置，包括轴，所述轴具有工作端和操作端，所述工作端和所述操作端分别位于所述轴的相对两端，所述数字化全髋关节置换装置还包括：

角度检测模块，设置在所述轴上且位于所述工作端和所述操作端之间，用于确定一角度基准，所述角度基准包括外展角基准面和前倾角基准面，所述角度检测模块还用于实时检测所述轴相对于所述角度基准的外展角和前倾角；

体位追踪模块，用于固定在患者的骨骼上，以实时检测患者体位相对于所述角度基准的角度偏差值；

数据处理模块，与所述角度检测模块及所述体位追踪模块分别信号连接，用于获取所述角度检测模块实时检测的所述轴相对于所述角度基准的外展角和前倾角，以及获取所述体位追踪模块实时检测的患者体位相对于所述角度基准的角度偏差值；并基于所述角度偏差值，对所述外展角和前倾角进行校准，得到校准后的外展角和前倾角；以及

提示模块，与所述数据处理模块信号连接，用于获取所述校准后的外展角和前倾角，并向操作者展示所述校准后的外展角和前倾角。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述角度检测模块包括第一惯性传感单元，所述第一惯性传感单元与所述数据处理模块信号连接，用于确定所述角度基准，并实时检测所述轴相对于所述角度基准的外展角和前倾角。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述角度检测模块还包括水平仪，所述水平仪被配置为所述轴的轴线水平时所测量的倾斜角为0度，用于与所述轴及所述第一惯性传感单元配合以确定所述外展角基准面。