CN116965903A - 一种髓内针进针点定位装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种髓内针进针点定位装置及其使用方法,其中,髓内针进针点定位装置包括:基座组件,用于容纳待固定骨头所在患肢,在所述基座组件上设有第一标定件;固定针组件,设置于所述基座组件上,用于实现所述基座组件与所述待固定骨头之间的固定;定位组件,可转动地与所述基座组件配合安装,其上设有若干用于穿设髓内针的导向孔,在所述定位组件上设有第二标定件;所述定位组件转动带动所述导向孔实现曲面运动,并结合所述第一标定件和所述第二标定件使得其中一所述导向孔轴线与获取的包含所述待固定骨头的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配。本发明能够快速正确的定位髓内针进针点和进针,避免了以往患者和医生需在射线下长时间暴露的风险。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种髓内针进针点定位装置及其使用方法。
背景技术
随着人口老龄化的加剧,老年人骨质疏松症的发病率显著升高,因此骨折发病症日益增多,尤其是肱骨、股骨、胫骨等长骨骨折,骨折的同时可能会存在一定的位移,此时一般使用钢板对骨折的骨头进行固定,但是老年患者通常患有骨质疏松,采用钢板固定的话,保持力不够,进而导致固定失败。
现有技术中,还有一种髓内针内固定术对骨折的骨头进行固定,该技术将大小、长短适合的髓内针插置于骨折断端两侧的骨髓腔内,使骨折得以固定。该方式不断可以较好的固定骨头,在术中还具有出血量少、剥离暴露的组织少等特点,且患者术后并发症少,再次手术发生率低,愈合速度快,因此收到广大骨科医生及患者的青睐。
但是髓内针固定技术对于手术的技术要求较高,如肱骨髓内针手术,肱骨近端的髓腔类似圆柱型,解剖轴线位于肱骨头和肱骨干的中央,髓腔较平整,进针较方便,而肱骨远端的髓腔是呈三角形,髓腔狭窄扁平,不利于髓内针进入,因此一般在肱骨近端进行髓内针进针。目前髓内针进针点位不易定位,主要还是依靠医生的经验进行定位,医生借助实时影像反复调整进针点的位置以及进针的角度,而这个过程耗费的时间约占手术总时长的一半,不仅费时费力,医生还要长时间暴露在成像设备射线的辐射下,且髓内针的置针效果也过于依赖医生的经验和手术技术。
发明内容
发明目的:针对上述不足,本发明提出一种髓内针进针点定位装置及其使用方法,能够快速准确地确定髓内针的进针点和进针角度,减少操作人员在成像设备下的辐射时间。
技术方案:
一种髓内针进针点定位装置,包括:
基座组件,用于容纳待固定骨头所在患肢,在所述基座组件上设有第一标定件;
固定针组件,设置于所述基座组件上,用于实现所述基座组件与所述待固定骨头之间的固定;
定位组件,可转动地与所述基座组件配合安装,其上设有若干用于穿设髓内针的导向孔,在所述定位组件上设有第二标定件;
所述定位组件转动带动所述导向孔实现曲面运动,并结合所述第一标定件和所述第二标定件使得其中一所述导向孔轴线与获取的包含所述待固定骨头的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配。
具体地,所述结合所述第一标定件和所述第二标定件使得其中一所述导向孔轴线与获取的包含所述待固定骨头的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配,具体为:
根据所述影像中识别所述第一标定件、所述待固定骨头的轮廓及其轴线计算得到所述髓内针穿刺通道的位姿,由此计算得到所述定位组件的目标姿态;
根据所述影像中识别所述第二标定件计算得到所述定位组件的初始姿态,所述定位组件据此转动至其目标姿态,使得其中一所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配。
进一步地,所述定位组件上一所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配,具体为:
该所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道之间的距离在设定范围之内。
具体地,所述定位组件包括:
转接件,通过转动副可转动地与所述基座组件配合安装;
定位件,通过转动副可转动地与所述转接件配合安装,导向孔设置于其上;
所述定位件以第一方向为轴线,在所述转接件内转动;
所述转接件以第二方向为轴线,带动所述定位件转动。
进一步地,所述第一方向和所述第二方向之间夹角为θ。
进一步地,所述定位件为圆形板,所述转动件设计为套设于所述定位件外的圆环结构。
进一步地,所述第一方向、第二方向为所述定位件的径向方向。
进一步地,在所述定位件和/或所述转接件的转动副上设有用于实现对应转动副位置保持的阻尼结构。
进一步地,在所述定位组件上还安装有用于采集所述定位组件姿态的姿态传感器;
具体地,通过所述姿态传感器调整所述定位组件的转动,使得所述定位组件中一所述导向孔轴线与获取的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配。
具体地,所述基座组件包括:
固定件,设有形状与所述待固定骨头所在患肢形状相适配的容纳空间,待固定骨头所在患肢近端设置于容纳空间内;
支撑件,为两个,相对安装于所述固定件轴向的同一端部;
所述固定针组件设置于所述固定件上,所述定位组件安装于两所述支撑件之间。
具体地,所述固定件设有方便所述待固定骨头所在患肢通过的开口,该开口与所述容纳空间连通。
进一步地,在所述固定件上沿容纳空间的周向上设置有多个固定孔,所述固定针组件过渡配合安装于所述固定孔内。
具体地,在所述定位组件上对应的导向孔内过渡配合安装髓内针通道,所述髓内针穿设于所述髓内针通道内。
一种如前述髓内针进针点定位装置的使用方法,包括步骤:
S1、待固定骨头通过基座组件和固定针组件固定;
S2、通过成像设备扫描第一标定件、第二标定件和所述待固定骨头的影像;
S3、识别影像中所述基座组件上的第一标定件和所述待固定骨头的轮廓及其轴线,规划得到髓内针穿刺通道,由此计算得到所述定位组件的目标姿态;
S4、识别影像中所述定位组件上的第二标定件,由此计算得到所述定位组件的初始姿态,根据S2计算得到的所述定位组件的目标姿态,所述定位组件据此转动至其目标姿态;
S5、计算所述髓内针穿刺通道与所述定位组件的交点,据此选取所述定位组件上的导向孔,该导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配。
具体地,在所述定位组件上选取轴线与所述交点的距离在设定范围之内的导向孔。
具体地,在所述定位组件上选取轴线与所述交点的距离最近的导向孔。
具体地,所述定位组件据此转动至其目标姿态,具体为:
所述定位组件包括设置所述导向孔的定位件和套设于所述定位件外的转接件;
所述定位件通过第一转动副以第一方向为轴线,在所述转接件内转动;
所述转接件通过第二转动副以第二方向为轴线,带动所述定位件在所述基座组件上转动;
所述定位件的初始姿态对应的法向量为所述定位件的目标姿态对应的法向量为/>由此通过二者之间的旋转变换矩阵R求出所述定位件分别绕第一方向和第二方向转动的角度;
其中,α、β分别为所述定位件绕第一方向、第二方向转动的角度。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明通过将整个定位装置固定在待固定骨头上,通过扫描成像进行髓内针穿刺通道规划,据此计算得到定位组件的目标姿态并进行调节,再根据髓内针穿刺通道确定在定位组件上的进针点,通过在定位组件上安装髓内针通道即可完成髓内针进针点的定位和进针,从而能够实现快速正确的定位髓内针进针点和进针,同时也避免了以往患者和医生需在射线下长时间暴露的风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的髓内针进针点定位装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的髓内针进针点定位装置的使用方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的髓内针进针点定位装置在进行成像扫描时的示意图。
图中,1-基座组件,2-定位组件,3-髓内针通道,4-待固定骨头,5-成像设备,6-髓内针穿刺通道;
11-固定件,12-支撑件,13-固定孔,14-固定针通道,15-第一标定件;
21-定位件,22-第一转动副,23-转接件,24-第二转动副;
211-导向孔,212-第二标定件,213-姿态传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明。
参照图1,本发明提供的髓内针进针点定位装置包括基座组件1、设置于基座组件1上的固定针组件、与基座组件1配合安装的定位组件2以及设置于定位组件2上的髓内针组件。
继续参照图1,基座组件1包括固定件11及支撑件12,其中,固定件11内设有形状与待固定骨头所在患肢近端形状相适配的容纳空间,待固定骨头所在患肢近端设置于容纳空间内,待固定的骨头的近端与定位组件2相对,且待固定的骨头的轴线与容纳空间的轴线近似重合。支撑件12为两个,且相对安装于固定件11轴向的同一端部。
本发明中,待固定骨头可为肱骨,那么待固定骨头所在患肢对应地可为待固定骨头所在的肢体,即手臂。
在本发明中,支撑件12与固定部11之间为一体化设计,也即在固定件11轴向的一端部相对的位置处沿轴向同向延伸形成有两支撑件12。
示例性地,固定件11可以设计为环状结构,其内部形成所述容纳空间。
进一步地,固定件11设有方便待固定骨头所在患肢通过的开口,该开口与容纳空间连通,进而使得待固定骨头可以方便地通过该开口进入固定件11,并与容纳空间相配合。
示例性地,固定件11可以设计为具有开口的环状结构,其内部形成所述容纳空间,开口与容纳空间连通,且可方便地供待固定骨头通过,待固定骨头通过该开口进入到容纳空间中,并与容纳空间相配合。
进一步地,两支撑件12沿固定件11环状结构的两端的轴向同向延伸形成。
在固定件11上沿容纳空间的周向上设置有多个固定孔13,固定针组件安装于固定孔13内;固定针组件包括固定针及用于穿设固定针的固定针通道14,固定针通道14可以安装于任意一固定孔13;固定针穿设于固定针通道14内,在待固定骨头所在患肢与容纳空间相配合时,固定针通道14经过切开的患肢对应位置处肌肉后,固定针通道14抵在待固定骨头表面,固定针穿设于固定针通道14内,并通过器械穿刺进待固定骨头进行固定,以完成髓内针进针点定位装置的固定。
在本发明中,固定针通道2与固定孔13之间采用过渡配合,从而在保证较好的同轴度的同时也易于拆卸。
示例性地,多个固定孔13均匀分布在固定件11上沿容纳空间的周向上。
进一步地,固定孔13的直径为8mm,可适配小于8mm的固定针,常用的固定针一般为2-5mm,结合不同内径的固定针通道2使用即可。
在固定部11上还设有至少三个不共线的第一标定件15,该至少三个第一标定件15采用高密度材质,如金属,从而使得该至少三个第一标定件15可在成像设备扫描成像下显影。
进一步地,至少三个第一标定件15也可以设置于支撑件12上。
进一步地,第一标定件15可为金属球。
继续参照图1,定位组件2可包括定位件21、第一转动副22、转接件23及第二转动副24,转接件23套设于定位件21外,转接件23的形状可设计为与定位件21相适配;定位件21可通过第一转动副22与转接件23配合安装,并通过第一转动副22转动安装于转接件23内,定位件21可通过第一转动副22实现以第一方向为轴线的,在转接件23内的翻转运动。
转接件23可通过第二转动副24与支撑件12配合安装,具体地,第二转动副24设置于两支撑件12上对应位置处,转接件23与第二转动副24配合安装,并可通过第二转动副24带动定位件21转动安装于两支撑件12之间;固定件11上方除两支撑件12所在位置形成定位件21和转接件23的转动空间,转接件23可通过第二转动副24带动定位件21实现以第二方向为轴线,在转动空间内的翻转运动。
进一步地,在第一转动副22处还设有第一阻尼结构,用以实现第一转动副22的位置保持,也即实现定位件21在绕第一方向转动至某一角度时在其自重作用下保持角度的稳定。示例性地,第一阻尼结构可采用设置于第一转动副22与转接件23对应位置处的垫片实现,通过垫片的摩擦力实现第一转动副22的位置保持。对应地,第二转动副24处还设有第二阻尼结构,用以实现第二转动副24的位置保持,也即实现转接件23带动定位件21在绕第二方向转动至某一角度时在其自重作用下保持角度的稳定。示例性地,第二阻尼结构可采用设置于第二转动副24与支撑件12对应位置处的垫片实现,通过垫片的摩擦力实现第二转动副24的位置保持。
在本发明中,第一转动副22和第二转动副24均可采用销轴结构,或可采用其他任意可实现以第一方向为轴线进行翻转的方式。
本发明中,第二方向为以两支撑件12上安装第二转动副24的位置之间的连线方向。
示例性地,第一方向和第二方向之间夹角设计为θ,优选地,θ为90°,也即第一方向和第二方向相互垂直。
在本发明中,定位件21设计为圆形板,转动件23对应设计为套设于定位件21外的圆环结构。
进一步地,本发明的一种优选实施例中,第一方向、第二方向可分别为定位件21的径向方向,那么此时定位件21的中心点位置不会随着其翻转而发生变化。
本发明中,通过上述设计,可以实现定位件21以第一方向为轴线的翻转运动以及在转接件23的带动下实现以第二方向为轴线的翻转运动,从而可以调整定位件21的姿态。具体地,可在保持其中一个方向不动的基础上,实现定位件21在另一方向上的翻转运动;更具体地,可在保持第二转动副24保持位置的前提下,通过第一转动副22实现定位件21作以第一方向为轴线的翻转运动,再在保持第一转动副22保持位置的前提下,通过第二转动副24实现定位件21在转接件23的带动下作以第一方向为轴线的翻转运动。继续参照图1,定位件21设置有多个导向孔211,髓内针组件安装于导向孔211内,髓内针组件包括穿设髓内针的髓内针通道3和髓内针,髓内针通道3安装于导向孔211内,髓内针通道3可以安装于任一导向孔211。有前述设计可知,定位件21可以实现分别以第一方向、第二方向为轴线的翻转运动,进而定位件21的导向孔211可以实现球面运动,从而使得髓内针也可以实现此运动。示例性地,如前述,第一方向、第二方向可分别为定位件21的径向方向,那么定位件21的导向孔211可在以定位件21的中心为球心,以对应导向孔211距定位件21的中心之间距离为半径的球面上运动,从而使得髓内针的轴向对应该球面的法向运动。
在本发明中,髓内针通道3与导向孔211之间采用过渡配合,从而在保证较好的同轴度的同时也易于拆卸。
进一步地,定位件21上的导向孔211为均匀阵列排布。
具体地,导向孔211以定位件21中心为中心点均匀对称分布于定位件21上;更具体地,将定位件21上导向孔211所在区域等分为四个对称区域,导向孔211对称分布于该四个区域。
在定位件21上还设有至少三个不共线的第二标定件212,该至少三个第二标定件212采用高密度材质,如金属,从而使得该至少三个第二标定件212可在成像设备扫描成像下显影。
进一步地,至少三个第二标定件212设置于定位件21上未设有导向孔211的位置处,如定位件21外缘处。
进一步地,第二标定件212可为金属球。
更进一步地,第二标定件212可设置在定位件21上位于第一方向和/或第二方向的位置上。
在定位件21上还设有用于实时获取定位件21姿态的姿态传感器213。
进一步地,姿态传感器213设置于定位件21上未设有导向孔211的位置处,如定位件21外缘处。
在本发明中,待固定骨头所在患肢进入固定件11,与容纳空间相配合,并通过固定针固定后,待固定骨头所在患肢的近端,与定位组件2的定位件21端面之间设有设定距离,进而在待固定骨头所在患肢的近端与定位件21端面之间形成可调空间,该可调空间使得定位件21可以绕第一方向和/或第二方向转动设定角度,进而可调节定位件21的姿态,进而调节至定位件21上的某一导向孔211与规划的髓内针的进针点位置及髓内针穿刺通道所在轴线相对应,从而使得在该导向孔211安装的髓内针通道3内穿设的髓内针与规划的髓内针穿刺通道相适配,进而完成髓内针进针点的定位。
在本发明中,示例性地,待固定骨头所在患肢的近端与定位件21端面之间的距离可设定为20mm~80mm。
本发明的髓内针进针点定位装置除固定件11上的第一标定件15和定位件21上的第二标定件212外,均采用非金属材质。
本发明还提供一种基于前述髓内针进针点定位装置的使用方法,参照图2,包括步骤:
S1、在成像设备5扫描范围内,如图3所示,患者调整其患肢姿态,使得其待固定骨头的患肢近端无其他骨头遮挡,将待固定骨头4所在患肢的近端置于前述髓内针进针点定位装置的固定件11内,待固定骨头4所在患肢的近端与定位件21内端面相对,结合具体情况,如从方便操作机避开患者患肢的神经血管或外部伤口等方面考虑选取固定件11上相应的固定孔13安装固定针通道14,固定针通道14经过切开的患肢对应位置处肌肉后抵在待固定骨头表面,固定针穿设安装的固定针通道14后通过器械穿刺进待固定骨头完成固定;
本发明中,待固定骨头以肱骨为例,因此,患者患肢为患者手臂。
S2、通过成像设备5扫描患者患肢及髓内针进针点定位装置,得到相应的三维影像。
S3、通过识别三维影像中的第一标定件15和第二标定件212,并据此分别建立基准坐标系和定位坐标系;
具体地,第一标定件15和第二标定件212均为至少三个,且不共线,通过影像识别得到后,根据相应标定件确定其中两个方向,再根据右手定则确定第三个方向,即可确定对应的坐标系。
S4、通过三维影像识别得到其中待固定骨头4的轮廓及其轴线,并在三维影像上规划髓内针穿刺通道6;
具体地,髓内针穿刺通道6包括髓内针进针点及通道方向,一般以待固定骨头4的最高点作为髓内针穿刺进待固定骨头的入针点,如以人体站立方向为基准,肱骨的最高点;那么根据三维影像识别得到的待固定骨头4的轮廓选取穿刺的入针点,再根据三维影像识别得到的待固定骨头4的轴线及确定的穿刺的入针点确定通道方向,结合S3即可得到髓内针穿刺通道6在基准坐标系下的位姿,如图3所示。
S5、根据S4计算得到规划的髓内针穿刺通道6在基准坐标系下的位姿,由此计算髓内针进针点定位装置的定位件21在基准坐标系下的目标姿态;
具体地,髓内针进针点定位装置的定位件21上开设的导向孔211与定位件21的端面垂直,也即髓内针通道31也与定位件21的端面垂直,进而可知,定位件21的端面需与规划的髓内针穿刺通道6垂直,那么可得定位件21端面的目标姿态,进而得到定位板21在基准坐标系下的目标姿态。
S6、根据S3计算得到定位板21在基准坐标系下的初始姿态,结合S5计算得到的定位板21在基准坐标系下的目标姿态计算得到定位件21分别在第一方向和第二方向的翻转角,并通过姿态传感器213调整定位件21通过第一转动副22和第二转动副24的翻转,使得定位件21的姿态达到目标姿态;
进一步地,在进行姿态调整使得定位件21的姿态达到目标姿态的过程中,采用两个方向上进行逐一调整的方式,即先通过第一转动副22和第二转动副24中之一翻转到位,再通过第一转动副22和第二转动副24中另一翻转到位实现定位件21的姿态调整。
具体地,根据S3计算得到定位板21的初始法向量结合S5计算得到的定位板21在基准坐标系下的目标姿态计算得到定位板21的目标法向量由此通过二者之间的旋转变换矩阵R可以求出初始法向量分别绕第一方向和第二方向翻转的角度;
其中,α、β分别为定位件21绕第一方向、第二方向翻转的角度;
本实施例中,是先通过转接件23带动定位件21绕第二方向转动β,再通过定位件21绕第一方向转动α,使得定位件21的姿态达到目标姿态。
S7、根据S4得到的髓内针穿刺通道6在基准坐标系下的位姿和S5得到的定位板21在基准坐标系下的目标姿态计算得到髓内针穿刺通道6与定位件21之间的交点在基准坐标系下的坐标,此也即髓内针在定位件21上的进针位置;
具体地,可通过定位件21的中心点、定位件21与转接件23配合的第一转动副22的两端点或者转接件23与支撑件12配合的第二转动副24的两端点的位置,结合S5得到的定位板21在基准坐标系下的目标姿态计算得到定位件21的位姿,具体地,计算定位件21得到端面;在根据髓内针穿刺通道6的轴线计算得到髓内针穿刺通道6与定位件21之间的交点坐标,进而得到髓内针在定位件21上的进针位置。
S8、根据S7计算得到髓内针在定位件21上的进针位置在基准坐标系下的坐标,据此在定位件21上选取对应的导向孔211安装髓内针通道3,通过该髓内针通道3穿设髓内针即可,至此,髓内针进针点定位已完成;
具体地,可根据S7计算得到的髓内针在定位件21上的进针位置结合前述将定位件21上导向孔211所在区域等分为四个对称区域,判断髓内针在定位件21上的进针位置位于四个区域中的某个区域,那么可在该区域中按照导向孔211的分布分别计算各导向孔211与髓内针穿刺通道6与定位件21之间的交点之间的距离,选取其中距离最近的导向孔211作为髓内针的进针点。由此通过分区域的筛选可以加快导向孔211的筛选效率,提高计算速度。
在本发明中,待固定骨头的近端用于穿设髓内针的端面径向距离大于髓内针的直径,故可以允许一定的偏差,因此若在定位件21上无法找到与S7计算得到的髓内针在定位件21上的进针位置完全对应的导向孔211,可以选取定位件21上离S7计算得到的髓内针在定位件21上的进针位置的坐标距离最近的导向孔211即可。
本发明通过将整个定位装置固定在待固定骨头所在患肢上,通过扫描成像进行髓内针穿刺通道规划,据此计算得到定位组件的目标姿态并进行调节,再根据髓内针穿刺通道确定在定位组件上的进针位置,通过在定位组件上安装髓内针通道即可完成髓内针进针点的定位和进针,从而能够实现快速正确地髓内针进针点的定位和进针,同时也避免了以往患者和医生需在射线下长时间暴露的风险。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等),这些等同变换均属于本发明的保护。
Claims (17)
1.一种髓内针进针点定位装置,其特征在于,包括:
基座组件,用于容纳待固定骨头所在患肢,在所述基座组件上设有第一标定件;
固定针组件,设置于所述基座组件上,用于实现所述基座组件与所述待固定骨头之间的固定;
定位组件,可转动地与所述基座组件配合安装,其上设有若干用于穿设髓内针的导向孔,在所述定位组件上设有第二标定件;
所述定位组件转动带动所述导向孔实现曲面运动,并结合所述第一标定件和所述第二标定件使得其中一所述导向孔轴线与获取的包含所述待固定骨头的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配。
2.根据权利要求1所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述结合所述第一标定件和所述第二标定件使得其中一所述导向孔轴线与获取的包含所述待固定骨头的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配,具体为:
根据所述影像中识别所述第一标定件、所述待固定骨头的轮廓及其轴线计算得到所述髓内针穿刺通道的位姿,由此计算得到所述定位组件的目标姿态;
根据所述影像中识别所述第二标定件计算得到所述定位组件的初始姿态,所述定位组件据此转动至其目标姿态,使得其中一所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配。
3.根据权利要求2所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述定位组件上一所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配,具体为:
该所述导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道之间的距离在设定范围之内。
4.根据权利要求1~3任一所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述定位组件包括:
转接件,通过转动副可转动地与所述基座组件配合安装;
定位件,通过转动副可转动地与所述转接件配合安装,导向孔设置于其上;
所述定位件以第一方向为轴线,在所述转接件内转动;
所述转接件以第二方向为轴线,带动所述定位件转动。
5.根据权利要求4所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述第一方向和所述第二方向之间夹角为θ。
6.根据权利要求4所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述定位件为圆形板,所述转动件设计为套设于所述定位件外的圆环结构。
7.根据权利要求6所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述第一方向、第二方向为所述定位件的径向方向。
8.根据权利要求4所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,在所述定位件和/或所述转接件的转动副上设有用于实现对应转动副位置保持的阻尼结构。
9.根据权利要求1~3任一所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,在所述定位组件上还安装有用于采集所述定位组件姿态的姿态传感器;
通过所述姿态传感器调整所述定位组件的转动,使得所述定位组件中一所述导向孔轴线与获取的影像中规划的髓内针穿刺通道相适配。
10.根据权利要求1所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述基座组件包括:
固定件,设有形状与所述待固定骨头所在患肢形状相适配的容纳空间,待固定骨头所在患肢近端设置于容纳空间内;
支撑件,为两个,相对安装于所述固定件轴向的同一端部;
所述固定针组件设置于所述固定件上,所述定位组件安装于两所述支撑件之间。
11.根据权利要求10所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,所述固定件设有方便所述待固定骨头所在患肢通过的开口,该开口与所述容纳空间连通。
12.根据权利要求10所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,在所述固定件上沿容纳空间的周向上设置有多个固定孔,所述固定针组件过渡配合安装于所述固定孔内。
13.根据权利要求1所述的髓内针进针点定位装置,其特征在于,在所述定位组件上对应的导向孔内过渡配合安装髓内针通道,所述髓内针穿设于所述髓内针通道内。
14.一种如权利要求1所述的髓内针进针点定位装置的使用方法,其特征在于,包括步骤:
S1、待固定骨头通过基座组件和固定针组件固定;
S2、通过成像设备扫描第一标定件、第二标定件和所述待固定骨头的影像;
S3、识别影像中所述基座组件上的第一标定件和所述待固定骨头的轮廓及其轴线,规划得到髓内针穿刺通道,由此计算得到所述定位组件的目标姿态;
S4、识别影像中所述定位组件上的第二标定件,由此计算得到所述定位组件的初始姿态,根据S2计算得到的所述定位组件的目标姿态,所述定位组件据此转动至其目标姿态;
S5、计算所述髓内针穿刺通道与所述定位组件的交点,据此选取所述定位组件上的导向孔,该导向孔轴线与所述髓内针穿刺通道相适配。
15.根据权利要求14所述的使用方法,其特征在于,在所述定位组件上选取轴线与所述交点的距离在设定范围之内的导向孔。
16.根据权利要求14所述的使用方法,其特征在于,在所述定位组件上选取轴线与所述交点的距离最近的导向孔。
17.根据权利要求14所述的使用方法,其特征在于,所述定位组件据此转动至其目标姿态,具体为:
所述定位组件包括设置所述导向孔的定位件和套设于所述定位件外的转接件;
所述定位件通过第一转动副以第一方向为轴线,在所述转接件内转动;
所述转接件通过第二转动副以第二方向为轴线,带动所述定位件在所述基座组件上转动;
所述定位件的初始姿态对应的法向量为所述定位件的目标姿态对应的法向量为/>由此通过二者之间的旋转变换矩阵R求出所述定位件分别绕第一方向和第二方向转动的角度;
其中,α、β分别为所述定位件绕第一方向、第二方向转动的角度。
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