[发明专利]一种可进行假体姿态测量的全髋关节置换术测量系统

说明书

本发明公开了一种可进行假体姿态测量的全髋关节置换术测量系统，通过髋关节几何建模模块、髋关节运动仿真模块、髋关节最大活动度检测模块、髋关节撞击风险评估模块、髋臼活动范围显示模块和股骨颈运动路径显示模块。进行长时间、连续的、动态的测量。通过内置在球头中的传感器，对球头的空间位置进行测量。该装置不影响已有的髋关节置换假体，只用于术中的测量，配合已有的髋关节下肢试模和臼杯假体，完全模拟真实置换的球头在体内的运动姿态。本发明解决了现有手术中无法确定假体相对姿态的问题。

技术领域

本发明涉及人工假体技术领域，具体涉及一种可进行假体姿态测量的全髋关节置换术测量系统。

背景技术

全髋关节置换术中，由于髋关节的生理结构特性，股骨头外侧被一层较厚的脂肪层和肌肉层覆盖，手术过程中，安装假体有一定的角度要求，包括安装完成假体试模后，医生需要大范围活动病人的髋部，用以了解安装的假体的大小和位置是否合适，同时判断假体在病人体内的运动是否满足要求。髋关节置换术中，置换假体后的目标为调整为正常髋关节的结构，包括髋臼和球头的相对位置，髋关节在活动过程中，假体球头相对于臼杯的相对运动范围等，都需要满足患者日常的使用需求，目前在术中，医生主要依靠手指接触安装的假体球头，运动患者的大腿，去感受其相对于臼杯假体的运动状况，由此带来了几个问题。

首先，靠医生的手指去感觉相对运动，没有量化的指标，在患者大腿运动的过程中，假体球头在臼杯内的运动状况无法准确的量化。

其次，靠医生的手指去感觉相对运动，本身的相对误差比较大，角度的细微差距无法准确感知，同时，不同的医生在实施手术时也会存在评价差异。

第三，髋臼假体的安装需要保证一定的倾角，包括外倾、前倾等角度，目的为最大限度使安装假体后的髋关节接近于正常的髋关节状态。目前术中的措施包括髋臼锉配合使用调位器等辅助器械，保证各种倾角。但是这种方式潜在的主要问题是，不同的使用者之间的操作差异大，无法保证操作的一致性，同时操作完成后无评价标准。

第四，常规全髋关节置换术，术中评价假体安装效果的方式，目前为进行C型臂X射线照射。优点为可以直观看到假体在病人安装情况。但是缺点也比较明显：1.射线照射，本身存在一定放射性，对病人本身存在伤害，因此手术中一般不能照射多次，因此参照意义存在局限性。2.只能拍摄固定角度的图像，不具备动态显示功能，也不具备测量功能。

发明内容

为此，本发明提供一种可进行假体姿态测量的全髋关节置换术测量系统，以解决现有手术中无法确定假体相对姿态的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种可进行假体姿态测量的全髋关节置换术测量系统，所述系统包括：髋关节几何建模模块、髋关节运动仿真模块、髋关节最大活动度检测模块、髋关节撞击风险评估模块、髋臼活动范围显示模块和股骨颈运动路径显示模块；

所述髋关节几何建模模块将股骨头假体、股骨颈假体、股骨柄假体、臼杯假体进行特殊形状的模拟，建立髋关节三维正交直角坐标系，再根据测量的髋关节运动学数据，计算得到髋关节的关节角；

所述髋关节运动仿真模块根据所有的人工髋关节模型参数对髋关节运动过程进行仿真；

所述髋关节最大活动度检测模块基于髋关节运动仿真模块的仿真结果，判断人工髋关节的理论活动范围，假体的运动范围θ角是股骨颈假体在臼杯假体中的最大运动范围；

所述髋关节撞击风险评估模块检测髋臼假体轴线与股骨颈假体轴线的夹角β，当β角大于等于0.9倍的θ/2角，弹出警告窗口，提示用户当前动作有碰撞或脱位风险；

所述髋臼活动范围显示模块展示臼杯假体提供给股骨颈假体的最大运动范围，人工髋关节最大运动空间显示功能受头颈比、髋臼前倾角和髋臼倾覆角的影响；