[發明專利]一種利用骨外固定架對骨折的整復以及畸形矯正方法

在審

• 申請號: 202110898065.2
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113440233A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 王明泉;陳亙;李一丹
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61B17/62
• 分類號: A61B17/62
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

1.一種利用骨外固定架對骨折的整復以及畸形矯正方法，該方法中使用一種Ortho-SUV骨外固定架，Ortho-SUV骨外固定架包括基礎環、移動環、基礎環與移動環間的6根支桿，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

S1坐標系建立：

設6根支桿依次為K_i，6根支桿的桿長分別對應為L_i，其中i＝{1、2、3、4、5、6}，K₁、K₃、K₅與基礎環的連接節點簡化為A_i，并構成ΔA₁A₃A₅，K₂、K₄、K₆與移動環的連接節點簡化為B_i，并構成ΔB₂B₄B₆，ΔA₁A₃A₅和ΔB₂B₄B₆的邊長為已知量，支桿間的連接節點為C_i，K₁與K₂連接于C₁，K₁與K₂連接于C₁，K₂與K₃連接于C₂，K₃與K₄連接于C₃，K₄與K₅連接于C₄，K₅與K₆連接于C₅，K₆與K₁連接于C₆，A_iC_i+1與B_iC_i+1長度為已知量D，A₅通過Z型連接片與基礎環連接，其余節點A_i和B_i通過平連接片與基礎環或移動環連接；

在基礎環上建立定坐標系O-XYZ，原點O位于基礎環圓心，X軸指向A1，Z軸垂直向上，Y軸由右手定則確定，在移動環上建立動坐標系O′-X′Y′Z′，原點O′位于移動環圓心，X′軸指向B₂，Z′軸垂直向上，Y′軸由右手定則確定；

將O′-X′Y′Z′相對O-XYZ的位置關系用位姿向量表示，并建立將O′-X′Y′Z′上點位變換的到O-XYZ上的變換矩陣，用在O-XYZ中的位置向量表示A_i，在O′-X′Y′Z′中的位置向量表示B_i；

S2逆運動學分析：

已知所述位姿向量，求解L_i，利用所述變換矩陣將轉換為O-XYZ中的位置向量引入節點C_i的在O-XYZ中位置向量建立約束方程求解引入桿長向量用表示最終求的范數L_i；

S3正運動學分析：

已知L_i，建立約束方程，求解和而后將帶入變換矩陣，由變換矩陣得到位姿向量中各參數；

S4術中、術后調整Ortho-SUV骨外固定架：

在手術中對Ortho-SUV骨外固定架進行固定時，通過S2中的逆運動學分析結果，調整6根支桿的長度，進而調整下固定環位姿，在將Ortho-SUV骨外固定架安裝后，依照6根支桿的實際長度進行S3中的正運動學分析，校驗當前O′-X′Y′Z′相對O-XYZ的位姿是否滿足治療需求。

2.如權利要求1所述一種利用骨外固定架對骨折的整復以及畸形矯正方法，其特征在于，所述位姿向量為：

其中p_x、p_y、p_z表示原點O與O′的位置關系，歐拉角θ、ω分別表示動坐標系圍繞定坐標系Z，Y，X軸的旋轉量。