[發明專利]用于髓內釘固定手術的鉆頭定位器及其配準方法

有效

• 申請號: 201910565732.8
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110215261B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 陳曉軍;高姚;秦春霞;王秋根;王會祥
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B17/17
• 分類號: A61B17/17;A61B17/72;A61B17/92;A61B34/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發明涉及一種用于髓內釘固定手術的鉆頭定位器及其配準方法。定位器包括傳感器模塊、鉆頭固定模塊，以及和鉆頭固定模塊相配套的保護殼體模塊，鉆頭固定模塊為圓盤形，圓心設有第一通孔，鉆頭固定模塊的正面設有空心圓錐形的鉆頭支撐單元，鉆頭固定模塊的背面安裝保護殼體模塊，保護殼體模塊的中心設有第二通孔，傳感器模塊安裝在鉆頭固定模塊和保護殼體模塊之間，傳感器模塊的中心設有第三通孔，鉆頭固定模塊上還設有配準線。與現有技術相比，本發明基于電磁導航系統能夠準確地實現髓內釘的遠程鎖定，幫助用戶有效控制鉆孔姿態，極大提高了遠端鎖定的一次性成功率，同時明顯減少了花費時間。

技術領域

本發明涉及髓內釘固定手術輔助工具，尤其是涉及用于髓內釘固定手術的鉆 頭定位器及其配準方法。

背景技術

高能量損傷誘發的脛骨遠端骨折是臨床骨科常見病癥，是指發生于脛骨中下 1/3處的骨折。由于其特殊解剖學特點，如血供差、軟組織覆蓋差等，導致其發生 骨折后極易出現多種嚴重并發癥，如畸形愈合、軟組織感染、骨折不愈合等，對患 者的身心健康及生存質量造成不良影響。由于穩定性與安全性逐漸得到醫生與患者 的重視，帶鎖髓內釘逐漸成為治療脛骨骨干骨折的金標準。

但是，這種技術依然存在復位、插釘、遠端鎖定等諸多難點。目前國內外多采 用遠端帶瞄準器的髓內釘。但是，髓內釘插入時會出現變形、遠端定位不準確等問 題，造成現有的遠端螺釘鎖定操作極難且會占用大量手術時間；而且，徒手遠端鎖 定與機械遠端鎖定技術需要照射大量X光照片來克服定位偏差，對醫患雙方都會 造成一定程度的危害和損傷。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于髓內釘 固定手術的鉆頭定位器及其配準方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于髓內釘固定手術的鉆頭定位器，包括傳感器模塊、鉆頭固定模塊，以 及和鉆頭固定模塊相配套的保護殼體模塊，所述鉆頭固定模塊為圓盤形，圓心設有 第一通孔，鉆頭固定模塊的正面設有空心圓錐形的鉆頭支撐單元，鉆頭固定模塊的 背面安裝保護殼體模塊，保護殼體模塊的中心設有第二通孔，傳感器模塊安裝在鉆 頭固定模塊和保護殼體模塊之間，傳感器模塊的中心設有第三通孔，鉆頭依次穿過 第二通孔、第三通孔、第一通孔和鉆頭支撐單元在骨頭上鉆孔；所述鉆頭固定模塊 上還設有配準線。

進一步地，所述的配準線包括軸線、經線和緯線，多條軸線設置在所述鉆頭支 撐單元的表面上，多條經線和緯線設置在鉆頭固定模塊的正面，所述緯線為不規則 環線。

進一步地，所述的配準線采用V型槽。

進一步地，所述的保護殼體模塊上設有空心圓柱形的保護塊，該保護塊穿過第 三通孔。

進一步地，所述的鉆頭固定模塊和保護殼體模塊可拆卸式連接，一個傳感器模 塊與不同直徑的鉆頭固定模塊和保護殼體模塊配套使用。

一種如上任一所述的鉆頭定位器和髓內釘基于電磁導航的配準方法，電磁導航系統包括磁場發生器和定位探針，磁場發生器發射磁場形成磁場坐標系，定位探針 用于在磁場坐標系中形成坐標點，具體步驟如下：

S1、根據病人的情況，對髓內釘結構進行設計并制造；

S2、設計傳感器固定裝置并制造，將髓內釘傳感器通過傳感器固定裝置安裝 在髓內釘的遠端，髓內釘傳感器連接磁場發生器；

S3、在髓內釘的表面設計多個標記點，使用定位探針掃描標記點，建立髓內 釘表面標記點在磁場坐標系中的坐標，結合髓內釘傳感器在磁場坐標系中的坐標計 算獲取髓內釘傳感器與標記點關系的剛體配準矩陣；

S4、根據髓內釘選擇相應的鉆頭定位器；

S5、使用定位探針沿著鉆頭定位器上的配準線緩慢滑動拾取一系列點云，將 點云和定位器STL模型的頂點集合進行ICP配準獲得定位器配準矩陣；