[发明专利]一种骨折复位系统及方法

权利要求书

1.一种骨折复位系统，其特征在于：包括：

骨折复位机器人(1)；

与所述骨折复位机器人(1)配合的手术床(3)；

用于实时标定患者伤处的定位系统，所述定位系统包括G型臂X光机和两个高清摄像机(4)；以及，

承载于所述骨折复位机器人(1)与定位系统之间的计算机操作系统(2)，所述计算机操作系统(2)用于计算规划所述骨折复位机器人(1)的复位路径。

2.根据权利要求1所述的骨折复位系统，其特征在于：所述骨折复位机器人(1)包括远端支架(14)和远端骨外固定环(16)，所述远端支架(14)与远端骨外固定环(16)之间设置有六个伺服电动推杆(15)；

所述伺服电动推杆(15)一端与所述远端支架(14)通过万向铰连接，另一端与所述远端骨外固定环(16)通过虎克铰可拆卸连接；

所述骨折复位机器人(1)还包括与所述伺服电动推杆(15)连接的控制处理器(11)。

3.根据权利要求2所述的骨折复位系统，其特征在于：所述控制处理器(11)通过PID控制和力反馈方式控制六个所述伺服电动推杆(15)。

4.根据权利要求3所述的骨折复位系统，其特征在于：所述控制处理器(11)通过PID模糊控制和力反馈方式控制六个所述伺服电动推杆(15)。

5.根据权利要求3所述的骨折复位系统，其特征在于：所述控制处理器(11)包括记忆和学习模块。

6.根据权利要求2所述的骨折复位系统，其特征在于：所述控制处理器(11)包括部件自诊断模块和系统诊断模块。

7.根据权利要求5所述的骨折复位系统，其特征在于：所述手术床(3)包括：

床体(31)，所述床体(31)底部设置有若干升降支脚组件；

承载于所述床体(31)的固定组件，所述固定组件能够相对于所述床体(31)滑动；以及，

承载于所述床体(31)的止血支撑组件；

其中，所述固定组件包括近端骨外固定环(51)。

8.一种应用权利要求7所述的骨折复位系统的骨折复位方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100，将患者放置在手术床上，通过固定组件将患者固定起来，并利用止血支撑组件进行止血；

S200，用骨针将固定组件和骨折近端固定，将远端骨外固定环和骨折远端固定；

S300，用G型臂X光机拍摄患者正位和侧位的两张X光片，使用计算机操作系统对拍摄好的两张X光片进行位姿解算，得到远端骨外固定环与骨折端的位姿转移矩阵，然后计算出复位路径；

S400，将远端骨外固定环与伺服电动推杆连接；

S500，通过PID控制和力反馈方式控制六个伺服电动推杆，根据规划好的复位路径进行伸缩，带动骨折处运动从而实现骨折复位；复位过程中，通过位于手术室内的两台高清摄像机对远端骨外固定环进行实时拍摄标定，根据远端骨外固定环和骨针的位置进行坐标变换解算出断骨截面的位置，能够实时地监控骨折远端和近端的相对位置，从而指导骨折复位机器人完成对复位路径的跟随；

S600，复位完成后，将近端骨外固定环和远端骨外固定环用六个可伸缩的连杆进行连接，并将远端骨外固定环与伺服电动推杆的连接断开。

9.根据权利要求8所述的骨折复位方法，其特征在于：在步骤S500中，通过力反馈方式检测远端骨外固定环运动中受到的阻力大小，若超出预计值则重新规划局部复位路径。

10.根据权利要求8所述的骨折复位方法，其特征在于：在步骤S500中，控制处理器通过记忆和学习模块，在手术过程中将每次的骨折情况和复位路径记忆下来，并进行学习。