[发明专利]一种髋关节置换术后偏心距及长度差评估方法

说明书

本发明提供了一种髋关节置换术后偏心距及长度差评估方法，包括以下步骤：术中将髋骨、股骨注册到导航相机坐标系中；术后摆正股骨位姿，将患者股骨对应的内旋、外展、前屈三个活动度都调整为0；计算当前股骨小转子在髋骨坐标系下的位姿，并对偏心距及长度差进行评估。本发明所述方法可以在术后第一时间计算得到偏心距及长度差的评估结果，便于医生及时评估手术效果，判断是否需要当场进行翻修。同时本发明所述方法避免了骨标记钉安装或术后CT成像等额外的步骤，减少了对患者不必要的伤害。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体为一种髋关节置换术后偏心距及长度差评估方法。

背景技术

现有的全髋关节置换手术可分为传统人工与机器人辅助两种方法。

其中，传统人工手术对应的术后偏心距及长度差评估基于术后CT影像进行测量，包括对CT影像进行分割并定位关节的几何物理特征点，从而计算出术后偏心距及长度差。但是传统人工手术的评估方法需要术后再次进行CT成像，会对患者造成二次辐射，并且该操作耗费时间，不能在手术完成的第一时间进行评估，无法给予医生实时的反馈。

另一方面，机器人辅助手术往往于膝关节髌骨下缘及股骨大转子外缘安装标记钉，分别作为远端检查点和近端检查点，接着通过比较术前术后采集的数据得到术后偏心距及长度差。然而，机器人辅助手术的评估方法需要提前在患者身上安装标记钉，且术前术后都需要对标记钉进行采集，步骤繁琐且容易遗漏，可能导致术后评估无法进行。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中描述的现有技术方案的缺点，提供一种髋关节置换术后偏心距及长度差评估方法，该方法基于术中的现有信息即可完成术后评估，无需术后进行CT成像的额外操作，也无需在术前进行标记钉的安装。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种髋关节置换术后偏心距及长度差评估方法，包括以下步骤：

术中将髋骨、股骨注册到导航相机坐标系中；

术后摆正股骨位姿，将患者股骨对应的内旋、外展、前屈三个活动度都调整为0；

计算当前股骨小转子在髋骨坐标系下的位姿，并对偏心距及长度差进行评估。

进一步地，所述术中将髋骨、股骨注册到导航相机坐标系中，包括：

在髋骨术侧的髂嵴及股骨术侧的中段安装骨针及反光阵列；

使用同样带有反光阵列的探针采集髋骨术侧以及股骨术侧的待配准点，并与术前分割重建的骨模型进行稀疏点云配准，从而将髋骨、股骨注册在导航相机坐标系中。

进一步地，所述术后摆正股骨位姿，将患者股骨对应的内旋、外展、前屈三个活动度都调整为0，包括：

在完成髋骨及股骨假体安装后，将股骨复位；

根据当前髋骨、股骨阵列以及配准结果，得到当前髋骨、股骨在导航相机坐标系下的位姿；

分别计算术前方案中髋骨在股骨坐标系下的位姿、当前股骨在髋骨坐标系下的位姿，得到当前股骨在术前方案中股骨坐标系下的位姿；

由于术前方案中股骨的位姿是摆正状态，即术前方案中股骨活动度的内旋、外展、前屈都为0，可得出当前股骨相对于术前方案股骨摆位位姿的变换矩阵；

通过分解变换矩阵得出对应的旋转矩阵，将旋转矩阵按照ZYX的顺序分解为欧拉角，得到当前股骨在内旋、外展、前屈三个方向上的活动度；

调整患者当前股骨的摆位，将其对应的内旋、外展、前屈三个活动度都调整为0，此时便摆正了当前股骨的位姿。

进一步地，所述计算当前股骨小转子在髋骨坐标系下的位姿，对偏心距及长度差进行评估，包括：

将当前股骨位姿摆正后，当前股骨与髋骨处于同一坐标系，即术前方案坐标系；