一种脊柱椎弓根固定定位导向系统技术方案

根据本发明专利技术所涉及的一种脊柱椎弓根固定定位导向系统，因为具有相互通过传感器通信连接的定位导向装置与中心管理装置，定位导向装置与内固定手术用开路器、丝攻器以及上钉器连接，中心管理装置对传感器的即时三维坐标进行获得及记录，并对该三维坐标进行计算得到正确的开路方向及开路距离，以开路方向及开路距离为依据引导内固定机构进行操作，所以，本发明专利技术的脊柱椎弓根固定定位导向系统不经具有能快速、准确地引导内固定手术器械快速、准确地进行脊柱椎弓根手术固定操作，而且操作简单、便于携带。

A Location and Guidance System for Spinal Pedicle Fixation

According to the present invention, a positioning and guiding system for pedicle fixation of spine is provided, because there are positioning and guiding devices and central management devices interoperably connected through sensor communication, positioning and guiding devices are connected with circuit openers, tappers and nail loaders for internal fixation surgery, and the central management device obtains and records the instant three-dimensional coordinates of the sensors, and advances the three-dimensional coordinates. The correct open direction and distance are obtained by calculation, and the internal fixation mechanism is guided by the open direction and distance. Therefore, the spine pedicle fixation positioning and guiding system of the present invention can quickly and accurately guide the internal fixation surgical instruments to perform the operation of spine pedicle surgery and fixation quickly and accurately, and the operation is simple and easy to carry.

【技术实现步骤摘要】
一种脊柱椎弓根固定定位导向系统
本专利技术属于医疗领域，具体涉及一种脊柱椎弓根固定定位导向系统。
技术介绍
目前，椎弓根螺钉是脊柱外科手术中应用最为广泛的内固定器械之一，椎弓根螺钉的成功、安全的植入是保证手术成功的关键。当前的椎弓根内固定术存在一些困扰手术医师的难点如下：1)因为操作的钉道开路器械外径仅为配套使用的丝攻器械和上钉器械外径的1/3左右。2)因为由于病人骨质状况、手术医师的操作经验以及手术中出现的突发状况，使得椎弓根内固定操作中经常会出现多次开路现象，即在一个钉道开口内存在多条开出的钉道，而这些钉道中只有一条是所需的正确钉道。3)人体骨质脆而不坚。而这三条原因经常致使在手术操作中出现内固定螺钉偏离正确的钉道，进而可能造成神经和血管结构严重损伤引起引起潜在问题，如感觉迟钝，神经损伤，出血和原有结构的破坏。目前已有一些导航技术已被用于手术以实时辅助，且正在进行的许多研究活动旨在寻找各种替代方案来避免椎弓根螺钉置入不当。现有的可用于导航的方法包括术中透视，计算机辅助手术(CAS)，超声图像引导的椎弓根螺钉插入以及非成像导航等。这些方法为术中导航开路、入路提供了新方法和新思路，但是目前市场上现有的装置存在辐射较大对工作人员的健康造成威胁，系统与程序操作繁琐耗时较长且不易携带等问题，给入路的导航的进一步发展带来了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种脊柱椎弓根固定定位导向系统，用于为脊柱椎弓根固定器械进行定位及导向，脊柱椎弓根固定器械包括开路器、丝攻器以及上钉器，其特征在于，包括：定位导向装置，用于将开路器、丝攻器以及上钉器对应地与传感器连接成为开路机构、丝攻机构以及上钉机构；以及中心管理装置，与定位导向装置通信连接；其中，定位导向装置包括：初始位置校正板及设置在该初始位置校正板上的开路器部、上钉器部以及丝攻部；其中，设置有第一传感器的开路器部与开路器连接形成开路机构，设置有第二传感器的上钉器部与上钉器连接形成上钉机构，设置有第三传感器的丝攻部与丝攻器连接形成丝攻机构；第一传感器用于采集该第一传感器所处即时空间位置点的坐标，第二传感器用于采集该第二传感器所处即时空间位置点的坐标，第三传感器用于采集该第三传感器所处即时空间位置点的坐标，将第一传感器的即时空间位置点作为空间点A，该空间点A的坐标为开路坐标，将第二传感器的即时空间位置点作为空间点B，该空间点B的坐标为上钉坐标，将第三传感器的即时空间位置点作为空间点C，该空间点C的坐标为丝攻坐标，将空间点A与空间点B所在直线称为空间线AB，将空间点B与空间点C所在直线称为空间线BC；空间线AB与空间线BC之间的夹角小于等于1/100度，空间点A与空间点B的距离，空间点B与空间点C的距离均等于预定长度，中心管理装置包括：通信部，用于接收开路坐标、上钉坐标以及丝攻坐标；器械校准部，根据空间线AB与空间线BC的夹角，空间点A与空间点B的距离，空间点B与空间点C的距离对开路机构、上钉机构以及丝攻机构执行校准操作；画面存储部，存储有管理画面，该管理画面包括：控制按键区域、位置显示区域以及数据显示区域，控制按键区域包括多个可供操作的按键；画面显示部，用于显示管理画面；数据调用部，用于调用开路坐标、上钉坐标以及丝攻坐标；数据生成部，用于生成开路数据串、上钉数据串以及丝攻数据串；数据添加部，用于将开路坐标添加入开路数据串、将上钉坐标添加入上钉数据串以及将丝攻坐标添加入丝攻数据串；数据更新部，用于对开路数据串、上钉数据串以及丝攻数据串进行更新；数据删除部，用于删除开路数据串；数据运算部，用于对两个不同时间点的开路坐标、上钉坐标以及丝攻坐标进行计算得到相应计算结果值；数据存储部，用于储存计算结果值作为参考结果值；数据判断部，对参考结果值与计算结果值进行比对得到相应的判断结果值；以及控制部，与上述各部分别连接，用于根据控制按键区域对相应按键的操作控制上述各部执行相应的功能。其中，控制按键区域包括用于生成开路数据串、上钉数据串以及丝攻数据串的入路器选择按键、用于选择进行椎弓根手术固定椎骨种类及位置的初始化按键、用于分别获取开路坐标、上钉坐标以及丝攻坐标的记录按键、用于对开路数据串进行更新保存的标记按键以及用于对未经更新保持的开路数据串进行删除的退出按键。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，中心管理装置为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑其中任意一种。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，中心管理装置包括声音提示部，用于根据不同的判断结果值发出不同频率的蜂鸣声。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，控制按键区域包括提示音开关按键，用于选择开启或者关闭声音提示部发出的提示蜂鸣声。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，定位导向装置与中心管理装置采用有线网络或者无线网络进行通信连接。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，有线网络采用双绞线、同轴电缆、光纤其中任一种作为传输介质，无线网络采用蓝牙、WIFI、3G、4G、zigbee、EnOcean其中任一种技术。在本专利技术提供的脊柱椎弓根固定定位导向系统中，还可以具有这样的特征：其中，定位导向装置与中心管理装置之间距离在10米以内。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的一种脊柱椎弓根固定定位导向系统，因为具有相互通过传感器通信连接的定位导向装置与中心管理装置，定位导向装置与内固定手术用开路器、丝攻器以及上钉器连接，中心管理装置对传感器的即时三维坐标进行获得及记录，并对该三维坐标进行计算得到正确的开路方向及开路距离，以开路方向及开路距离为依据引导内固定机构进行操作，所以，本专利技术的脊柱椎弓根固定定位导向系统不经具有能快速、准确地引导内固定手术器械快速、准确地进行脊柱椎弓根手术固定操作，而且操作简单、便于携带。附图说明图1是本专利技术的实施例中脊柱椎弓根固定定位导向系统的说明示意图；图2是本专利技术的实施例中定位导向装置的结构示意图；图3是本专利技术的实施例中初始位置校正板的结构示意图；图4是本专利技术的实施例中定位导向装置的开路器部的爆炸图；图5是本专利技术的实施例中定位导向装置的上钉器部的爆炸图；图6是本专利技术的实施例中定位导向装置的丝攻部的爆炸图；图7是本专利技术的实施例中定位导向装置的丝攻器抱卡的侧视剖面图；图8是本专利技术的实施例中定位导向装置的丝攻器抱卡的仰视图；图9是本专利技术的实施例中中心管理装置的结构框图；图10是本专利技术的实施例中管理画面示意图；图11是本专利技术的实施例中控制按键区域示意图一；图12是本专利技术的实施例中控制按键区域示意图二；以及图13是本专利技术的实施例中脊柱椎弓根固定定位导向系统的系统流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术的脊柱椎弓根固定定位导向系统作具体阐述。如图1所示，一种脊柱椎弓根固定定位导向系统100，用于为脊柱椎弓根固定器械进行定位及导向，所述脊柱椎弓根固定器械包括开路器T1、丝攻器T3以及上钉器T2，其特征在于，包括：如图2所示，定位导向装置10，用于将开路器T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脊柱椎弓根固定定位导向系统，用于通过对脊柱椎弓根固定器械进行定位及导向，所述脊柱椎弓根固定器械包括开路器、丝攻器以及上钉器，其特征在于，包括：定位导向装置，用于将所述开路器、所述丝攻器以及所述上钉器对应地与传感器连接成为开路机构、丝攻机构以及上钉机构；以及中心管理装置，与所述定位导向装置通信连接；其中，所述定位导向装置包括：初始位置校正板及设置在该初始位置校正板上的开路器部、上钉器部以及丝攻部；其中，设置有第一传感器的所述开路器部与所述开路器连接形成开路机构，设置有第二传感器的所述上钉器部与所述上钉器连接形成上钉机构，设置有第三传感器的所述丝攻部与所述丝攻器连接形成丝攻机构；所述第一传感器用于采集该第一传感器所处即时空间位置点的坐标，所述第二传感器用于采集该第二传感器所处即时空间位置点的坐标，所述第三传感器用于采集该第三传感器所处即时空间位置点的坐标，将所述第一传感器的即时空间位置点作为空间点A，该空间点A的坐标为开路坐标，将所述第二传感器的即时空间位置点作为空间点B，该空间点B的坐标为上钉坐标，将所述第三传感器的即时空间位置点作为空间点C，该空间点C的坐标为丝攻坐标，将所述空间点A与所述空间点B所在直线称为空间线AB，将所述空间点B与所述空间点C所在直线称为空间线BC；所述空间线AB与所述空间线BC之间的夹角小于等于1/100度，所述空间点A与所述空间点B的距离，所述空间点B与所述空间点C的距离均等于预定长度，所述中心管理装置包括：通信部，用于接收所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标；器械校准部，根据所述空间线AB与所述空间线BC的夹角，所述空间点A与空间点B的距离，所述空间点B与空间点C的距离对所述开路机构、所述上钉机构以及所述丝攻机构执行校准操作；画面存储部，存储有管理画面，该管理画面包括：控制按键区域、位置显示区域以及数据显示区域，所述控制按键区域包括多个可供操作的按键；画面显示部，用于显示所述管理画面；数据调用部，用于调用所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标；数据生成部，用于生成开路数据串、上钉数据串以及丝攻数据串；数据添加部，用于将所述开路坐标添加入所述开路数据串、将所述上钉坐标添加入所述上钉数据串以及将所述丝攻坐标添加入所述丝攻数据串；数据更新部，用于对所述开路数据串、所述上钉数据串以及所述丝攻数据串进行更新；数据删除部，用于删除所述开路数据串；数据运算部，用于对两个不同时间点的所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标进行计算得到相应计算结果值；数据存储部，用于储存所述计算结果值作为参考结果值；数据判断部，对所述参考结果值与所述计算结果值进行比对得到相应的判断结果值；以及控制部，与上述各部分别连接，用于根据所述控制按键区域对所述相应按键的操作控制上述各部执行相应的功能，其中，所述控制按键区域包括用于生成所述开路数据串、所述上钉数据串以及所述丝攻数据串的入路器选择按键、用于选择进行椎弓根手术固定椎骨种类及位置的初始化按键、用于分别获取所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标的记录按键、用于对所述开路数据串进行更新保存的标记按键以及用于对未经更新保持的开路数据串进行删除的退出按键。...

【技术特征摘要】
1.一种脊柱椎弓根固定定位导向系统，用于通过对脊柱椎弓根固定器械进行定位及导向，所述脊柱椎弓根固定器械包括开路器、丝攻器以及上钉器，其特征在于，包括：定位导向装置，用于将所述开路器、所述丝攻器以及所述上钉器对应地与传感器连接成为开路机构、丝攻机构以及上钉机构；以及中心管理装置，与所述定位导向装置通信连接；其中，所述定位导向装置包括：初始位置校正板及设置在该初始位置校正板上的开路器部、上钉器部以及丝攻部；其中，设置有第一传感器的所述开路器部与所述开路器连接形成开路机构，设置有第二传感器的所述上钉器部与所述上钉器连接形成上钉机构，设置有第三传感器的所述丝攻部与所述丝攻器连接形成丝攻机构；所述第一传感器用于采集该第一传感器所处即时空间位置点的坐标，所述第二传感器用于采集该第二传感器所处即时空间位置点的坐标，所述第三传感器用于采集该第三传感器所处即时空间位置点的坐标，将所述第一传感器的即时空间位置点作为空间点A，该空间点A的坐标为开路坐标，将所述第二传感器的即时空间位置点作为空间点B，该空间点B的坐标为上钉坐标，将所述第三传感器的即时空间位置点作为空间点C，该空间点C的坐标为丝攻坐标，将所述空间点A与所述空间点B所在直线称为空间线AB，将所述空间点B与所述空间点C所在直线称为空间线BC；所述空间线AB与所述空间线BC之间的夹角小于等于1/100度，所述空间点A与所述空间点B的距离，所述空间点B与所述空间点C的距离均等于预定长度，所述中心管理装置包括：通信部，用于接收所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标；器械校准部，根据所述空间线AB与所述空间线BC的夹角，所述空间点A与空间点B的距离，所述空间点B与空间点C的距离对所述开路机构、所述上钉机构以及所述丝攻机构执行校准操作；画面存储部，存储有管理画面，该管理画面包括：控制按键区域、位置显示区域以及数据显示区域，所述控制按键区域包括多个可供操作的按键；画面显示部，用于显示所述管理画面；数据调用部，用于调用所述开路坐标、所述上钉坐标以及所述丝攻坐标；数据生成部，用于生成开路数据串、上钉数据串以及丝攻数据串；数据添加部，用于将所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗怡平，陈自强，翟骁，李明，
申请(专利权)人：上海长海医院，
类型：发明
国别省市：上海,31