[发明专利]长骨旋转截骨手术角度测量系统及数据处理方法

说明书

本发明一种长骨旋转截骨手术角度测量系统及数据处理方法，结构简单，设计合理，使用方便，能够实时对所需角度进行测量。所述系统包括两个相对独立的且组成完全相同的测量模块；测量模块包括壳体、长骨固定器和测量电路；壳体上定位设置测量电路，并且固定连接可拆卸的长骨固定器；测量电路包括传感器、处理器和显示单元；传感器的输出端连接处理器的输入端，处理器的输出端连接显示单元；传感器包括一个用于测量壳体与地磁方向夹角的地磁传感器，两个加速度传感器或者一个倾角传感器，以及一个陀螺仪传感器；处理器用于采集传感器实时测量数据，通过前后状态的测量数据做差后得到测量模块的空间角度；显示单元用于实时显示测量模块的空间角度。

技术领域

本发明涉及旋转截骨手术的辅助系统，具体为长骨旋转截骨手术角度测量系统及数据处理方法。

背景技术

在长骨(股骨、胫骨、肱骨、桡骨、尺骨)的旋转截骨术中，在截骨前首先在长骨的截断面上端和下端分别向骨内打入一根平行的钢针，截断长骨后旋转截骨远端，再通过手术人员目视或者用拍照等方式获得两根钢针的夹角，以此确定旋转角度。这种方法虽然简便易行，但是难以精确测量旋转角度值，导致手术效果欠佳，严重的需要进行再次手术。

上述方法缺点明显。首先，长骨硬度很高、表面是凸面，两根钢针打入骨的过程中难以保证二者的初始平行度，即钢针打入后即存在一个较小的相对角度；其次，受到观测者或拍摄者视角的影响，以及人眼或平面角度测量难以精确的固有缺点的限制，无法精确测量旋转后的角度。第三，整个过程需要台下助手的帮助，耗时较长。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种长骨旋转截骨手术角度测量系统及数据处理方法，结构简单，设计合理，使用方便，能够实时对所需角度进行测量。

本发明是通过以下技术方案来实现：

长骨旋转截骨手术角度测量系统，包括两个相对独立的且组成完全相同的测量模块；所述的测量模块包括壳体、长骨固定器和测量电路；

所述壳体上定位设置测量电路，并且固定连接可拆卸的长骨固定器；

所述的测量电路包括传感器、处理器和显示单元；传感器的输出端连接处理器的输入端，处理器的输出端连接显示单元；

所述传感器包括一个用于测量壳体与地磁方向夹角的地磁传感器，两个加速度传感器或者一个倾角传感器，以及一个陀螺仪传感器；两个加速度传感器或者一个倾角传感器用于测量壳体围绕着与重力加速度方向垂直的主平面内两个坐标轴的倾角；陀螺仪传感器用于测量围绕着重力加速度方向的转角；

所述的处理器用于采集传感器实时测量数据，通过前后状态的测量数据做差后得到测量模块的空间角度；

所述的显示单元用于实时显示测量模块的空间角度。

优选的，所述的地磁传感器采用HMC5883芯片；所述的陀螺仪传感器采用ADXRS642芯片。

优选的，所述的倾角传感器采用AIS2000芯片，所述的加速度传感器采用CMA3000芯片。

优选的，所述测量电路还包括通信模块，用于两个测量模块间的测量数据传输；处理模块接收另一测量模块的测量数据，将同时刻状态的两个测量模块的测量数据做差后得到两者的相对角度变化；显示单元还用于实时显示测量模块的相对角度变化。

优选的，壳体呈长方体结构，其宽度大于高度，由长宽边形成的侧面为主平面，主平面朝上设置，主平面内设置有向内凹陷的装载槽，测量电路设置在装载槽内；装载槽的各个面与壳体的对应平面相互平行。

进一步，所述的长骨固定器为钢针或者绑带；

与主平面长边相邻的两个侧面为定位连接面，定位连接面上贯穿设置定位孔，定位孔的外端设置有锁止器；钢针一端穿过定位孔设置，锁止器用于将钢针锁紧固定在定位连接面上；