[發(fā)明專利]骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710845696.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107582167A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫唯;范衛(wèi)東;張海寧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海龍慧醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/20;A61B34/10;A61B17/16
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31211
• 代理人: 王江富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，特別涉及一種骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的關(guān)節(jié)手術(shù)機器人屬于通過機械臂輔助的交互式半主動機器人幫助完成手術(shù)的輔助系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)用患者術(shù)前的CT影像資料生成術(shù)前計劃；在手術(shù)過程中,手術(shù)醫(yī)生按照術(shù)前計劃操縱機械臂,通過光學(xué)定位裝置對骨骼定位，從而在實時電子影像和觸覺反饋的引導(dǎo)下利用機械臂前端的動力工具精準(zhǔn)完成截骨操作,為假體的精確植入提供保障；同時,術(shù)中還能夠根據(jù)患者軟組織張力的量化評估結(jié)果對術(shù)前計劃進行微調(diào),實現(xiàn)關(guān)節(jié)活動全程最佳的軟組織平衡，突破了傳統(tǒng)工具的限制，并可對每位患者進行個性化的設(shè)計，指導(dǎo)進行特異性的假體置換，以恢復(fù)髖膝關(guān)節(jié)自然的運動。

現(xiàn)有的技術(shù)存在的不足之處在于：

(1)術(shù)前影像建模需專業(yè)人士手動操作描繪骨質(zhì)邊界，費時費力。

(2)術(shù)中將影像與患者實際骨組織進行實際空間位置配準(zhǔn)注冊的過程比較費時。

(3)光學(xué)定位裝置因其物理特性易受遮擋且監(jiān)測范圍有限，固定架松動后效果丟失。

(4)可供選擇的假體品牌僅限于與該手術(shù)機器人系統(tǒng)匹配的個別品牌，無法按使用者需求擴展選擇假體類型。

(5)軟組織平衡的結(jié)果完全由操作者主觀行為所左右，無法確保其真實性及標(biāo)準(zhǔn)化。

(6)機械臂前端的動力工具本身的震動引起的誤差無法避免和修正。

(7)主機較大的自重不利于位置調(diào)整。

(8)缺乏中文界面，不符合國內(nèi)用戶習(xí)慣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)，待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部優(yōu)化匹配速度快，易于操作。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)，其包括機械臂組件、掃描儀、壓力傳感器、第一位置反射陣列、第二位置反射陣列、光學(xué)導(dǎo)航裝置、控制臺；

所述機械臂組件包括機械臂；

所述掃描儀，用于3維掃描待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部幾何曲面并發(fā)送待手術(shù)關(guān)節(jié)局部圖形到所述控制臺；

所述第一位置反射陣列用于固定在骨關(guān)節(jié)處；

所述第二位置反射陣列用于定位機械臂；

所述光學(xué)導(dǎo)航裝置，用于發(fā)射檢測光，并根據(jù)所述第一位置反射陣列的反射信號確定骨關(guān)節(jié)位置，根據(jù)所述第二位置反射陣列的反射信號確定固定在機械臂前端的動力工具位置；

所述控制臺，具有顯示器，存儲有手術(shù)計劃；

所述手術(shù)計劃，包括待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形、假體型號及三維圖形、假體同待手術(shù)關(guān)節(jié)的位置對應(yīng)關(guān)系及整體力線關(guān)系；

所述控制臺，根據(jù)手術(shù)計劃待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形、掃描儀位置及待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部幾何曲面，確定待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部所對應(yīng)的手術(shù)計劃手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形的實際位置，并在手術(shù)計劃待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形上顯示待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部所對應(yīng)位置。

較佳的，骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)還包括探針；

所述探針設(shè)置有探針位置反射器件；

所述光學(xué)導(dǎo)航裝置，并捕捉所述探針位置反射器件的反射的探針位置信號；

所述控制臺，在手術(shù)計劃待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形上顯示待手術(shù)關(guān)節(jié)真實骨骼局部所對應(yīng)位置之后，并根據(jù)所述探針位置信號，在所述手術(shù)計劃待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形區(qū)分顯示所述探針整體方位矢量及其尖端所在位置。

較佳的，所述第一位置反射陣列、第二位置反射陣列，均分別設(shè)置有至少四個反射器件；

所述至少四個反射器件不在同一平面上。

較佳的，所述掃描儀，設(shè)置有掃描位置反射器件；

所述光學(xué)導(dǎo)航裝置，根據(jù)所述掃描位置反射器件的反射信號確定所述掃描儀位置。

較佳的，所述骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)還包括一計劃生成模塊；

所述計劃生成模塊，設(shè)置有假體數(shù)據(jù)庫；所述假體數(shù)據(jù)庫用于存儲各種假體的型號及三維圖形；

所述計劃生成模塊，根據(jù)導(dǎo)入的患者待手術(shù)關(guān)節(jié)的CT影像，建立待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形；

所述計劃生成模塊，能輸出待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形視頻信號及假體三維圖形視頻信號，并能根據(jù)操作人員的操作指令調(diào)整待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形及假體三維圖形位置；

當(dāng)操作人員根據(jù)手術(shù)類型、待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形、假體數(shù)據(jù)庫中的假體型號及三維圖形選定適用假體，并確定待手術(shù)關(guān)節(jié)三維圖形同選定假體三維圖形的位置關(guān)系，則所述計劃生成模塊生成手術(shù)計劃。

較佳的，所述計劃生成模塊設(shè)置在所述控制臺內(nèi)。

較佳的，所述骨科關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)還包括一筆記本電腦，所述計劃生成模塊設(shè)置在所述筆記本電腦內(nèi)；