[發明專利]一種基于計算機輔助技術的人工關節術前準備系統及方法

在審

• 申請號: 201710171253.9
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN108618843A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 孫建文
• 申請（專利權）人: 上海博瑪醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 孫益青

本發明涉及一種基于計算機輔助技術的人工關節術前準備系統及方法，準備系統包括手術關節測量裝置、操作終端、服務器、關節假體數據庫，服務器包括手術關節數據存儲模塊、關節參數計算模塊、數據匹配模塊，手術關節測量裝置與服務器通信連接，操作終端與服務器通信連接，準備方法包括獲取關節信息、模擬關節參數、匹配合適假體、選定關節假體等步驟。本發明采用計算機建模方法輔助人工關節手術的選型準備工作，具有效率高、事故率低的特點。

技術領域

本發明涉及一種人工關節術前準備系統及方法，特別涉及一種采用計算機輔助模擬的人工關節術前準備系統及方法，屬于計算機輔助模擬系統領域。

背景技術

目前人工關節手術的術前準備工作主要通過X光片與假體模片進行手動比對，選擇最適合植入的假體，確定理想的錨固位置，確定良好生物力學重建的正確位置并確認假體尺寸。以髖關節置換手術為例，首先對髖關節（骨盆和股骨近端三分之一處）進行X射線照相檢查，通過前后側X射線照片可以確定在健康狀態時旋轉對側股骨頭中心，并量化X射線照相的距離，在相片上描出3條平行線：一條雙坐骨線，位于坐骨下緣之間，一條上髖臼線，位于髖臼腔上緣之間，一條雙轉子線，位于2個小轉子之間。如果3條線彼此是平行的，則無辨距障礙，如果雙坐骨線和上髖臼線是平行的，但雙轉子線不平行，則具有因股骨變形所引起的辨距障礙，如果3條線都不平行的情況下，則具有因髖臼變形以及股骨變形所引起的復合辨距障礙。通過X射線照相模板研究和評估上述信息后，為股骨組件以及髖臼組件選擇最佳尺寸組合。具體是可以將模板放在待植入的假體上來準備髖關節的X射線照相描繪亮度。這種主要通過平面的X光片對患者的關節部位進行分析的術前準備過程需要逐一手工作圖，增加了術前準備的復雜程度，產品的各類模片也需要反復進行比對，這樣大大延長了術前準備時間，降低了關節置換手術的效率。同時，醫生在準備的時候由于無法對患者的整個關節進行全方位的醫學診斷，容易出現錯誤，導致手術中出現事故的概率增加。

發明內容

本發明基于計算機輔助技術的人工關節術前準備系統及方法公開了新的方案，采用計算機建模方法輔助人工關節的選型準備工作，解決了現有方案效率低、事故概率高的問題。

本發明基于計算機輔助技術的人工關節術前準備系統包括手術關節測量裝置、操作終端、服務器、關節假體數據庫，服務器包括手術關節數據存儲模塊、關節參數計算模塊、數據匹配模塊，手術關節測量裝置與服務器通信連接，操作終端與服務器通信連接。

進一步，本方案的手術關節測量裝置是螺旋CT。

本發明還公開了一種基于計算機輔助技術的人工關節術前準備方法，準備方法通過準備系統實現，準備系統包括手術關節測量裝置、操作終端、服務器、關節假體數據庫，服務器包括手術關節數據存儲模塊、關節參數計算模塊、數據匹配模塊，手術關節測量裝置與服務器通信連接，操作終端與服務器通信連接，包括步驟：⑴利用手術關節測量裝置獲取手術關節的基礎數據信息傳送到服務器的手術關節數據存儲模塊；⑵服務器的關節參數計算模塊從手術關節數據存儲模塊調取手術關節的基礎數據信息經計算得到手術關節的三維結構數據信息、手術關節的關鍵參數后傳送到服務器的數據匹配模塊；⑶服務器的數據匹配模塊從關節假體數據庫中調取關節假體數據模型與手術關節的關鍵參數對比匹配得到選定的關節假體模型；⑷醫生通過操作終端瀏覽、查閱、分析、比對、確認、更換匹配得到的選定關節假體模型，完成關節手術前的準備工作。

進一步，本方案的準備系統還包括手術器械數據庫，服務器還包括關節手術模擬模塊，關節手術模擬模塊從手術器械數據庫調取手術器械信息后與選定關節假體模型、手術關節的三維結構數據信息配合模擬關節手術的過程。

進一步，本方案的準備系統還包括術后關節力線模型數據庫，服務器還包括術后關節力線模擬模塊，術后關節力線模擬模塊根據選定關節假體模型與手術關節三維結構數據信息的匹配模型從術后關節力線模型數據庫調取術后關節模型的人體運動力學信息。