[发明专利]全髋关节置换术中股骨柄假体安装调整方法

说明书

本发明涉及关节置换技术领域，具体为全髋关节置换术中股骨柄假体安装调整方法，包括实时跟踪骨盆位置及姿态，模拟并求得股骨柄假体安装规划路线，具体包括如下步骤：(1)读入假体库模型相关信息；(2)将含有运动传感器的跟踪装置固定在患者骨盆上；(3)结合运动传感器捕获的位置与姿态信息；(4)采集股骨上A，B两点，记录此时的股骨姿态pos(A，B)；(5)结合髋臼杯假体轴线方向及骨盆坐标系之间的关系，获取髋臼杯假体安装角度；本发明实现精准的股骨柄型号的选择与术中调整操作，避免脂凭借医生经验产生误差较大的判定，有效利用导航系统提供的数据，同时可以快速的找到合适的假体型号，无需反复试错，节省了手术时长。

技术领域

本发明涉及关节置换技术领域，具体为全髋关节置换术中股骨柄假体安装调整方法。

背景技术

全髋关节置换(Total hip arthroplasty，THA)是一种治疗髋关节疾病的新技术，可以有效地纠正关节畸变，改善关节功能，缓解骨质坏死等疾病，极大地提高患者的生活质量。随着医疗影像技术与现代化医疗器械的发展，术前规划与手术导航系统不仅可以有效辅助医生操作，也大幅提高了手术精度。

在手术过程中，需要用人工假体替换坏死的髋臼杯和股骨头，髋关节置换的假体组件包括髋臼杯，内衬，球头和股骨柄。在置换过程中一方面要保证假体间装配关系稳定，同时也要保证股骨柄假体型号及植入位置合理，否则极有可能导致患者术后假体脱落或患者不舒适等问题。

计算机辅助系统在髋关节置换中的应用，大幅度的提高了手术准确性，缩短了手术时间。通常情况下，计算机辅助系统包含术前规划与术中规划，通过术前3D模型与术中骨骼解剖结构配准，确定假体放置姿态。但是，在手术过程中，对于股骨柄型号的选择与术中调整，只能凭借外科医生的经验判断，无法有效利用导航系统提供的数据，往往为了找到合适的假体型号，需要反复试错，增加了手术时长。

发明内容

本发明的目的在于提供全髋关节置换术中股骨柄假体安装调整方法，包括实时跟踪骨盆位置及姿态，模拟并求得股骨柄假体安装规划路线，具体包括如下步骤：

(1)读入假体库模型相关信息；

(2)将含有运动传感器的跟踪装置固定在患者骨盆上；

(3)结合运动传感器捕获的位置与姿态信息；

(4)采集股骨上A，B两点，记录此时的股骨姿态pos(A，B)；

(5)结合髋臼杯假体轴线方向及骨盆坐标系之间的关系，获取髋臼杯假体安装角度；

(6)再次采集股骨上A′，B′两点，记录此刻的股骨姿态pos(A′，B′)；

(7)计算相对于术前的腿长及偏心距的变化；

(8)最终得出股骨柄安装规划路线，根据路线完成安装。

可选的，所述步骤(1)假体库模型相关信息具体包括但不限于：模型型号，模型参数，初始条件和边界条件。

可选的，所述步骤(3)通过采点注册将术前3D模型与术中骨骼解剖结构进行配准，获取股骨柄假体的位置与姿态信息的转换关系。

可选的，所述步骤(5)具体是骨盆坐标系由r，l，p三个特征点确定，其中r表示右侧髂前上棘，l表示左侧髂前上棘，p表示耻骨联合；分别用向量表示r指向l的向量，表示l指向p的向量；其中表示骨盆x轴，向量与向量叉乘向量表示骨盆Y轴，向量与向量叉乘向量表示骨盆Z轴。

可选的，所述步骤(7)计算腿长及偏心距的具体步骤如下：

a)根据术前3D模型与术中骨骼解剖结构实时配准关系确定股骨头中心Hc；

B)根据髋臼杯假体中心及骨盆坐标系之间的关系确定髋臼杯植入中心Cc；