一种全髋关节置换手术中骨盆姿态获取方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医学电子技术领域，特别设及一种全髓关节置换手术中骨盆姿态获取 方法与系统。
【背景技术】
[0002] 从上世纪60年代起，人工关节置换术在我国逐渐发展，成为了无数关节疾病患者 的福音。W髓关节置换术为例，其首选适应征是骨性关节炎，其它依次为骨无菌性坏死(如 股骨头坏死等）、某些髓部骨折(如股骨颈骨折）、类风湿性关节炎、创伤性关节炎、良性和恶 性骨肿瘤、强直性脊柱炎等，应用广泛，为患者解除了痛苦。随着人口的老龄化，骨性关节炎 患者数量呈上涨趋势，每年进行的人工关节置换手术也越来越多。
[0003] 髓关节置换的一个重要方面是要确保髓白假体相对于骨盆的适当对准。研究表明 髓白假体没有适当地对准骨盆将导致过早磨损、倾向脱位W及患者不舒适。然而，外科医生 现在面临的关于人工髓关节置换手术中最大问题是如何实现适当的髓白假体植入对准。
[0004] 髓白假体植入最重要的两个角度为外展角和前倾角。一般地在整形外科医生之中 统一的是将髓白假体植入定位于宿主髓白的原生骨骼内的理想解剖位置(对于大多数病人 而言是处于外展角45°、前倾角20° )。然而，运些特定角度的测量和假体的放置仅凭医生经 验，难W实现精准置放，并且运些理想角度是相对于病人的骨盆而言，而病人在髓关节置换 手术的过程中被无菌手术单覆盖。病人骨盆的任何位置和姿态的变化在手术过程中无法被 实时观察到，仅凭外科医生的经验放置髓白假体会带来比较大的误差。
【发明内容】
[000引为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全髓关节置换手术中 骨盆姿态获取方法与系统，能在髓关节置换术进行时，准确地仿真出实时骨盆姿态，使医生 在手术过程中能相对精准的放置髓白假体，大大提高了髓关节置换术的成功率及手术疗 效。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种全髓关节置换手术中骨盆姿态获取方法，其中：
[0008] 在术前，利用骨盆静态测量装置，通过测量初始静态骨盆前平面确定骨盆初始姿 态；
[0009] 在术中，W该初始姿态为基准，将骨盆动态测量装置与骨盆对齐，实现术中骨盆姿 态的实时测量；
[0010] 其中，所述骨盆静态测量装置和骨盆动态测量装置具有相同的测量模块，所述测 量模块中设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括运动传感器。
[0011] 所述运动传感器获取骨盆姿态数据，将获取的姿态数据W无线的方式发出，利用 无线接收装置接收该数据信号并在计算机上进行处理，最终显示出骨盆的实时姿态数据。
[0012] -种全髓关节置换手术中骨盆姿态获取系统，包括：
[0013] 用于测量骨盆初始姿态的骨盆静态测量装置；
[0014] 用于根据骨盆初始姿态测量骨盆实时姿态的骨盆动态测量装置；
[0015] 其中，骨盆静态测量装置和骨盆动态测量装置中均设置有骨盆测量模块，所述骨 盆测量模块包括数据采集模块，所述数据采集模块包括运动传感器。
[0016] 所述骨盆静态测量装置包括固定基座一2和固定基座二6,固定基座一2和固定基 座二6上均设置有旋转杆1，标有刻度3的可拉伸杆4连接在两旋转杆1之间，其中一个旋转杆 1的顶部安装骨盆测量模块一 5。
[0017] 所述骨盆动态测量装置包括骨盆测量模块二11和用于将骨盆测量模块二11固定 在骨盆平面的针12。
[0018] 所述骨盆测量模块一 5和骨盆测量模块二11结构一致，均包含保护壳21，保护壳21 内设置运动传感器22，所述运动传感器22包括=轴加速度计、=轴巧螺仪和=轴磁力计。
[0019] 所述全髓关节置换手术中骨盆姿态获取系统还可包括：
[0020] 数据处理模块，用于将运动传感器采集的数据存在缓冲区；
[0021 ]数据传输模块，用于将所述缓冲区中的一帖数据发送至体外处理器；
[0022] 体外处理器，接收所述数据传输模块发送的数据，提取运动数据，获得髓关节置换 手术中骨盆的实时姿态。
[0023] 所述数据处理模块由一个MCU实现;所述数据传输模块采用Wifi方式将数据外送， 所述体外处理器为计算机。
[0024] 所述体外处理器包括：
[0025] 用于将来自数据传输模块的数据拆解为加速度数据、地磁数据和角速度数据的数 据提取模块；
[0026] 用于根据获得的数据进行骨盆静态与动态的姿态测算模块；
[0027] 用于显示姿态测算模块测算得到的姿态数据，方便外科医生更好地进行髓关节置 换手术的显示模块。
[0028] 本发明的使用，将大大减少医生进行全髓关节置换手术的难度，提高手术成功率 及疗效。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明所述系统的产品及机械结构示意图。
[0030] 图2为骨盆结构图。
[0031] 图3为本发明所述系统的硬件功能框图。
[0032] 图4为本发明所述系统的软件功能框图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0034] 本发明提供了一种全髓关节置换术中骨盆姿态获取方法与系统，能在全髓关节置 换手术进行时，实时地测得骨盆姿态，给外科医生进行手术操作带来方便。
[0035] 本发明的一种实例产品示意图如图1所示，其中框II中所示装置为骨盆静态测量 装置，用于测量静态骨盆前平面即骨盆初始姿态，包括固定基座一 2和固定基座二6,固定基 座一2和固定基座二6上均设置有旋转杆I，标有刻度3的可拉伸杆4连接在两旋转杆I之间， 其中固定基座二6上的旋转杆1的顶部安装骨盆测量模块一 5。
[0036] 框I中所示装置为骨盆动态测量装置，包括骨盆测量模块二11和用于将骨盆测量 模块二11固定在骨盆平面的针12。
[0037] 框虹为骨盆测量模块一5和骨盆测量模块二11的放大图，骨盆测量模块一5和骨盆 测量模块二11结构一致，均包含保护壳21，保护壳21内设置运动传感器22W及其他一些必 要元件，运动传感器22包括=轴加速度计、=轴巧螺仪和=轴磁力计。
[0038] 为保证W下叙述清晰，现在简单介绍一下骨盆结构，见图2。图中特征点A为耻骨联 合，特征点B和C分别为右侧骼前上棘和左侧骼前上棘。测量骨盆姿态即测量由此=点组成 的骨盆前平面的姿态。
[0039] 根据W上结构，下面为医生在全髓关节置换手术中使用本实施例的操作流程：
[0040] 步骤1.医生将患者髓白坏死、病害部分磨除；
[0041] 步骤2.将电池装入骨盆测量模块一5中（上电），将患者置于某一舒适位置，并保证 其骨盆前平面在可测位置；
[0042] 步骤3.医生将骨盆静态测量装置的固定基座一 2置于耻骨联合，通过调整拉伸杆 的长度，使装置长度满足患者骨盆测量需求(如:使固定基座一 2和固定基座二6之间的距离 等于右侧骼前上棘和耻骨联合之间的距离），并将测量装置另一端的固定基座二6置于右侧 骼前上棘；
[0043] 步骤4.医生打开计算机和相应程序，此时可测得骨盆测量模块一5在右侧骼前上 棘处的姿态，通过按键记录此时骨盆测量模块一 5的姿态。旋转杆1绕轴旋转至左侧骼前上 棘处，同样记录该处测量模块一 5的姿态。具体原理如下：
[0044] (1)分别记录动态测量装置在图2中C-A和B-A处测量模块一 5的姿态，用欧拉角表 示为 eulerl 和 euler2。