[发明专利]一种下肢力线角度的测量系统及测量方法

说明书

本发明涉及骨科临床中下肢力线的检测领域，公开了一种下肢力线角度的测量系统，包括膝关节固定架、踝关节固定架、数据处理中心和显示模块；膝关节固定架包括膝关节弹性固定本体，在膝关节弹性固定本体两侧分别设有一个传感单元；踝关节固定架包括踝关节弹性固定本体，在踝关节弹性固定本体两侧分别设有一个传感单元；四个传感单元分别与数据处理中心连接，数据处理中心用于得到股骨头中心与膝关节中心的第一连线，及膝关节中心与踝关节中心的第二连线，并计算出第一连线和第二连线的夹角。还公开了其测量方法，解决了现有装置操作步骤繁琐、需要侵入性的将传感器固定于骨骼，不适于术中进行力线的实时确定的问题。

技术领域

本发明涉及骨科临床中下肢力线的检测领域，公开了一种下肢力线角度的测量系统及测量方法。

背景技术

膝骨关节炎是一种以膝关节软骨变性和丢失及关节边缘和软骨下骨骨质再生为特征的慢行关节疾病，临床表现以膝关节疼痛、畸形、功能障碍为主，严重者则需要通过人工膝关节置换、胫骨高位截骨术等临床手术进行治疗。

无论是膝关节置换还是胫骨高位截骨手术的规划、实施以及后期手术效果评估，下肢力线的精准判断是必不可少的过程。下肢力线是指股骨头中心点至踝关节中心点的连线，正常的下肢力线应经过膝关节的中心点。手术过程中，常需要不断定位人体的下肢力线，从而调整人体膝盖关节内翻角度。现有技术中，通常由手术医生手持金属力线测量杆的两端，使力线测量件的一端对准股骨头中心点，另一端对准踝关节中心点，再经过X光射线透视观察人体下肢力线是否经过膝关节的中心点，从而判断关节置换的角度或截骨角度是否恰当。

然而，这种医生手持力线测量件的测量定位方式，受医生手部抖动等人为因素的影响，可能降低测量的准确性。使用固定装置将力线测量杆固定在人体或手术台上，可提高测量准确性，但术中实时透视大大增加医生和患者受到的辐射剂量，影响其身体健康。

为了解决上述问题，专利201910599596公开了一种基于加速度和陀螺仪的下肢力线角度评估和截骨装置，通过固定在骨骼上的导航装置监测下肢运动，将导航装置所指示的方向转换为下肢力线的角度，进一步通过激光指示确定目标截骨的角度。该类发明在一定程度上解决了通过手持金属测量杆或固定杆的问题带来的辐射剂量问题，但需要通过钢钉将传感器固定于骨骼，仅可应用于术中，具有侵入性，此外，该方法需要多次测量才能够完成下肢力线的角度，步骤繁琐，增加了手术时长。最关键的是，此类方法无法精确确定膝关节和踝关节的中心点位置。专利201910884469则公布了一种利用CT影像数据建立下肢骨骼模型的方法，通过图像重建三维模型确定下肢力线，该方法可能较为精确，但操作过程较为繁琐，需要占用CT等资源，且不适用于术中进行力线的实时确定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种下肢力线角度的测量系统及测量方法，解决了现有装置操作步骤繁琐、需要侵入性的将传感器固定于骨骼，不适于术中进行力线的实时确定的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种下肢力线角度的测量系统，包括膝关节固定架、踝关节固定架、数据处理中心和显示模块；

膝关节固定架包括膝关节弹性固定本体，在膝关节弹性固定本体的一侧设有膝关节内侧传感单元，另一侧设有膝关节外侧传感单元；

踝关节固定架包括踝关节弹性固定本体，在踝关节弹性固定本体的一侧设有踝关节内侧传感单元，另一侧设有踝关节外侧传感单元；

膝关节内侧传感单元、膝关节外侧传感单元、踝关节内侧传感单元和踝关节外侧传感单元分别与数据处理中心连接，数据处理中心用于确定膝关节中心和踝关节中心，得到股骨头中心与膝关节中心的第一连线，及膝关节中心与踝关节中心的第二连线，并计算出第一连线和第二连线的夹角；

显示模块与数据处理中心连接，用于显示第一连线和第二连线构成的下肢力线。