本技術(shù)涉及醫(yī)療器械，具體涉及一種基于c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入自動(dòng)化導(dǎo)航裝置。

背景技術(shù)：

1、骨盆骨折是創(chuàng)傷骨科常見的嚴(yán)重?fù)p傷，多由高能量創(chuàng)傷造成，約占全身骨折的3%，其中骨盆后環(huán)不穩(wěn)定損傷發(fā)生率為17%-30%。自1989年matta和saucedo等最早聯(lián)合報(bào)道用拉力螺釘將髂骨固定于骶1（s1）、骶2（s2）用于固定不穩(wěn)定型骨盆后環(huán)骨折以來，經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入術(shù)已成為固定不穩(wěn)定骨盆后環(huán)損傷的常用微創(chuàng)手術(shù)。但經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定手術(shù)對(duì)神經(jīng)、血管損傷發(fā)生率較高，文獻(xiàn)報(bào)道為3%-15%。

2、傳統(tǒng)的經(jīng)c臂下x線透視定位導(dǎo)航經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入技術(shù)，是利用c臂機(jī)透視骨盆入口位和出口位形成兩個(gè)呈十字交叉平面的原理來實(shí)現(xiàn)定位（按圖1所示方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平面交叉定位）此技術(shù)首先通過透視確定標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位（此時(shí)骶1和骶2椎體前緣皮質(zhì)骨在c臂上的投影重疊呈一條線），然后經(jīng)臀部打入導(dǎo)針（2.5×250mm克氏針），在標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位透視下調(diào)整導(dǎo)針，使導(dǎo)針在c臂上的投影緊鄰骶1和骶2椎體前緣皮質(zhì)骨投影線后方，然后再透視確定標(biāo)準(zhǔn)的骨盆出口位（此時(shí)恥骨聯(lián)合上緣在c臂上的投影緊鄰骶1前孔投影的下緣，此時(shí)在c臂上可以清楚地看到雙側(cè)骶1孔和骶2孔的投影），再將克氏針移位調(diào)整到骶1前孔投影的上緣（緊鄰骶1孔上緣），或者調(diào)整到骶1與骶2孔投影之間，然后再透視骨盆入口位和出口位，反復(fù)調(diào)整克氏針，最終使克氏針在c臂上的投影要滿足在骨盆入口位時(shí)緊鄰骶1和骶2椎體前緣皮質(zhì)骨投影線后方，在骨盆出口位時(shí)克氏針的投影緊鄰骶1孔上緣，或者調(diào)整到骶1與骶2孔投影之間，再保持克氏針的方向角度不變情況下將克氏針穿入對(duì)側(cè)，然后將空心骶髂關(guān)節(jié)螺釘經(jīng)導(dǎo)針導(dǎo)入骶骨，完成骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定手術(shù)。這種技術(shù)就需要在術(shù)中反復(fù)調(diào)整c臂機(jī)的位置透視、反復(fù)調(diào)整定位克氏針位置及角度，且需要手術(shù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的手術(shù)醫(yī)生才能完成。

3、為解決傳統(tǒng)c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘手術(shù)的不足，術(shù)中ct可實(shí)施三維導(dǎo)航，通過術(shù)中三維掃描可以清楚顯示矢狀面、冠狀面和橫斷面上的三維圖像，精準(zhǔn)判斷螺釘?shù)奈恢茫蟠鬁p少螺釘穿透骨皮質(zhì)而損傷神經(jīng)和血管的風(fēng)險(xiǎn)，但也存在操作復(fù)雜，學(xué)習(xí)曲線較長，需要特殊的設(shè)備和專業(yè)操作人才等。骨科機(jī)器人系統(tǒng)在輔助穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入固定治療骨盆后環(huán)損傷具有定位準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、透視次數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)。但是儀器設(shè)備費(fèi)用昂貴，操作復(fù)雜，組裝和檢測(cè)困難，需要專業(yè)人員培訓(xùn)，而且維護(hù)和保養(yǎng)的費(fèi)用較高等因素限制其在臨床的推廣和普及應(yīng)用。

4、針對(duì)目前經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入術(shù)中存在的一系列問題，申請(qǐng)人在2023年提交了實(shí)用新型了一件名稱為一種經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘導(dǎo)航裝置，專利公開號(hào)為cn116585019a的中國實(shí)用新型專利申請(qǐng)，為經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘技術(shù)在治療骨盆后環(huán)損傷中的推擴(kuò)應(yīng)用提供一種新的導(dǎo)航方式，在實(shí)際臨床應(yīng)用中，相較傳統(tǒng)c臂透視下徒手經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，其c臂透視次數(shù)、導(dǎo)針調(diào)整移位次數(shù)顯著減少，導(dǎo)針植入精準(zhǔn)度有著明顯的提高，整個(gè)手術(shù)時(shí)間大幅度縮短，從以前的平均90多分鐘，縮短為20分鐘左右，術(shù)中c臂透視次數(shù)從以前的100多次，減少至20次左右，但是隨著該裝置的不斷使用，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)該裝置依然也存在一些不足，如激光標(biāo)線儀固定在c臂機(jī)上需反復(fù)調(diào)示，激光光標(biāo)與c臂機(jī)正中剖面容易存有誤差，術(shù)中激光標(biāo)線儀容易碰觸手術(shù)臺(tái)鋪單導(dǎo)致其移位而影響精度，其次，激光標(biāo)線儀發(fā)的光線投射到導(dǎo)航定位架上，需要反復(fù)調(diào)整定位架背面與光標(biāo)一致，人工調(diào)整精度欠佳，影響導(dǎo)航精度，此外，在調(diào)整定位架與c臂機(jī)剖面一致后，需在c臂透視下反復(fù)前后位移第一和第二定位架，使第一定位架上體表導(dǎo)針在標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位透視下的投影緊鄰骶1和骶2椎體前緣皮質(zhì)骨投影線后方，第二定位架上體表導(dǎo)針在標(biāo)準(zhǔn)骨盆出口位透視下投影在骶1前孔投影的上緣（緊鄰骶1孔上緣），或者位于骶1與骶2孔投影之間，然后經(jīng)第一定位架u型槽和第二定位加上u型槽相交叉孔處打入導(dǎo)針至骨盆，再次透視骨盆入口位及出口位確定導(dǎo)針位于理想的骨通道上后再打入導(dǎo)針致骶骨，經(jīng)導(dǎo)針擰入空心骶髂關(guān)節(jié)螺釘，完成螺釘植入固定術(shù)，在此過程中調(diào)整定位架時(shí)存在一定的誤差，每次調(diào)整定位架時(shí)均需透視c臂一次以明確是否達(dá)到理想位置，工作繁瑣。此外，由于c臂存在放大倍率問題，使導(dǎo)航精度存在誤差，當(dāng)打下導(dǎo)針后還要再投射骨盆入口位與出口位再次微調(diào)導(dǎo)針至理想的骶骨通道內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入自動(dòng)化導(dǎo)航裝置，該裝置能有效解決現(xiàn)有導(dǎo)航裝置存在導(dǎo)航精度誤差、操作繁瑣問題，同時(shí)進(jìn)一步減少術(shù)中c臂透視次數(shù)，減少x射線對(duì)患者及醫(yī)人員的輻射問題。

2、本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種基于c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入自動(dòng)化導(dǎo)航裝置，包括x光機(jī)、支撐座、第一定位機(jī)構(gòu)、第二定位機(jī)構(gòu)及定位針。所述支撐座為一塊平放置在x光機(jī)發(fā)射端與接收端之間且由兩層平板構(gòu)成的x線可穿透的中空箱體；在支撐座上層平板上沿其長度方向設(shè)有一個(gè)與支撐座內(nèi)部連通的條形槽；所述第一定位機(jī)構(gòu)包括第一直線驅(qū)動(dòng)器、第一支架、第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊、第一電機(jī)、第二電機(jī)以及第一定位架；所述第一直線驅(qū)動(dòng)器安裝在支撐座的下層平板上；所述第一支架安裝在第一直線驅(qū)動(dòng)器的移動(dòng)部上并能在第一直線驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)下沿條形槽長度方向來回移動(dòng)；所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊通過其前后兩端的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第一支架上；所述第一電機(jī)固定在第一支架上且其驅(qū)動(dòng)軸與第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；所述第二電機(jī)固定在第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊上且其驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊內(nèi)；所述第一定位架呈長條狀并位于支撐座上層平板上方，第一定位架的下部向下穿過條形槽后轉(zhuǎn)動(dòng)伸入第一轉(zhuǎn)動(dòng)塊內(nèi)與第二電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)連接，在第一定位架側(cè)壁中部沿其長度方向設(shè)有貫穿其前后側(cè)面的第一中空槽；所述第二定位機(jī)構(gòu)包括第二直線驅(qū)動(dòng)器、第二支架、第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊、第三電機(jī)、第四電機(jī)以及第二定位架；所述第二直線驅(qū)動(dòng)器安裝在支撐座的下層平板上；所述第二支架安裝在第二直線驅(qū)動(dòng)器的移動(dòng)部上并能在第二直線驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)下沿條形槽長度方向來回移動(dòng)；所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊通過其前后兩端的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第二支架上；所述第三電機(jī)固定在第二支架上且其驅(qū)動(dòng)軸與第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接；所述第四電機(jī)固定在第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊上且其驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊內(nèi)；所述第二定位架呈長條狀并位于支撐座上層平板上方，第二定位架的下部向下穿過條形槽后轉(zhuǎn)動(dòng)伸入第二轉(zhuǎn)動(dòng)塊內(nèi)與第四電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)連接，在第二定位架側(cè)壁中部沿其長度方向設(shè)有貫穿其前后側(cè)面的第二中空槽；第一定位架的中部與第二定位架的中部在支撐座上層平板上方互相交叉；所述定位針包括第一定位針、第二定位針、第三定位針、第四定位針以及導(dǎo)向針；第一定位針與第二定位針都安裝在第一定位架上并互相平行，其中，第一定位針位于第一定位架與第二定位架交叉處上方，第二定位針位于支撐座的上層平板下方，同時(shí)第一定位針、第二定位針以及第一中空槽都位于同一平面上；第三定位針與第四定位針都安裝在第二定位架上并互相平行，其中，第三定位針位于第一定位架與第二定位架交叉處上方，第四定位針位于支撐座的上層平板下方，同時(shí)第三定位針、第四定位針以及第二中空槽都位于同一平面上；所述導(dǎo)向針活動(dòng)套設(shè)在第一中空槽與第二中空槽互相交叉形成的交叉孔內(nèi)。

4、進(jìn)一步的，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器與第二直線驅(qū)動(dòng)器滑動(dòng)安裝在支撐座下層平板上，在支撐座下層平板上位于第一直線驅(qū)動(dòng)器與第二直線驅(qū)動(dòng)器前側(cè)的位置安裝有第三直線驅(qū)動(dòng)器，所述第三直線驅(qū)動(dòng)器的移動(dòng)部分別連接第一直線驅(qū)動(dòng)器與第二直線驅(qū)動(dòng)器并能帶動(dòng)第一直線驅(qū)動(dòng)器與第二直線驅(qū)動(dòng)器沿著條形槽長度方向來回移動(dòng)。

5、進(jìn)一步的，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器以及第三直線驅(qū)動(dòng)器都為滾珠絲杠直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，滾珠絲杠能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)移動(dòng)，確保準(zhǔn)確可靠的定位，降低誤差。

6、進(jìn)一步的，所述第一直線驅(qū)動(dòng)器與第二直線驅(qū)動(dòng)器連成一線安裝在支撐座下層平板上。

7、進(jìn)一步的，所述基于c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入自動(dòng)化導(dǎo)航裝置還包括電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器用于分別控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器以及第三直線驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。

8、進(jìn)一步的，所述的基于c臂透視下經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入自動(dòng)化導(dǎo)航裝置還包括帶顯示屏的遙控器；所述遙控器通過藍(lán)牙與電機(jī)控制器連接并通過電機(jī)控制器控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器以及第三直線驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。電機(jī)控制器通過藍(lán)牙與遙控器建立無線連接后，術(shù)中通過操作遙控器來控制第一定位架與第二定位架的精細(xì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航。

9、進(jìn)一步的，為減少x線透視量，縮短定位時(shí)間，在第一定位架與第二定位架上都分別安裝有角度感應(yīng)器；在x光機(jī)上安裝電子角度測(cè)量儀；所述角度感應(yīng)器與電子角度測(cè)量儀都與電機(jī)控制器電連接，并能實(shí)時(shí)將測(cè)量數(shù)字在遙控器的顯示屏上顯示。通過讀取c臂x光機(jī)上電子角度測(cè)量儀測(cè)量骨盆入口位及骨盆出口位與水平面的傾角，然后通過遙控器控制定位架調(diào)整其傾角與c臂在骨盆入口位或骨盆出口位水平面的傾角趨近一致，為提高精度，再在透視下遙控精準(zhǔn)控制第一電機(jī)帶動(dòng)第一定位架轉(zhuǎn)動(dòng)，使第一定位架上的第一導(dǎo)針與第二導(dǎo)針在c臂透視骨盆入口位時(shí)其投影重疊，此時(shí)表明骨盆入口位時(shí)第一定架與c臂透視剖面完全在同一平面上，再在透視下遙控精準(zhǔn)控制第一直線電機(jī)，帶動(dòng)第一定位架來回移動(dòng)，使第一導(dǎo)針與第二導(dǎo)針的重疊影正好位緊鄰骶1和骶2椎體前緣皮質(zhì)骨投影線后方；同理，再在透視下遙控精準(zhǔn)控制第三電機(jī)帶動(dòng)第二定位架轉(zhuǎn)動(dòng)，使第二定位架上的第二導(dǎo)針與第四導(dǎo)針在c臂透視骨盆出口位時(shí)其投影重疊，此時(shí)表明骨盆出口位時(shí)第二定架與c臂透視剖面完全在同一平面，再在透視下遙控精準(zhǔn)控制第二直線電機(jī)，帶動(dòng)第二定位架來回移動(dòng)，使第三導(dǎo)針與第四導(dǎo)針的重疊影正好位于骶1孔投影上緣或骶1和骶2孔投影線之間，從而減少調(diào)整定位架角度時(shí)需反復(fù)透視以及減少c臂透視因放大倍率而帶來的誤差問題，達(dá)到精準(zhǔn)導(dǎo)航的目的。

10、進(jìn)一步的，為確保導(dǎo)向針定位的精準(zhǔn)度，所述第一定位架中部呈回形結(jié)構(gòu)，所述回形結(jié)構(gòu)的回形口貫穿第一定位架上下表面并與第一中空槽貫通，所述第一中空槽為兩條并分別對(duì)稱設(shè)置在所述回形結(jié)構(gòu)的前后兩側(cè)。

11、進(jìn)一步的，所述第二定位架帶有第二中空槽的部位交叉的套設(shè)在所述回形結(jié)構(gòu)的回形口內(nèi)，所述第二中空槽分別與兩條第一中空槽交叉形成兩個(gè)交叉孔。

12、進(jìn)一步的，所述第二定位架帶有第二中空槽的部位設(shè)有貫穿其上下表面的鏤空口。

13、進(jìn)一步的，第一定位針、第二定位針、第三定位針、第四定位針以及導(dǎo)向針都為克氏針。

14、進(jìn)一步的，所述x光機(jī)為c臂x光機(jī)。

15、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:

16、本實(shí)用新型通過分別遙控控制第一定位架與第二定位架的位置與傾角，使第一定位架所在標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位平面與第二定位架所在標(biāo)準(zhǔn)的骨盆出口位平面交叉形成供骶髂關(guān)節(jié)螺釘植入的導(dǎo)向通道，整個(gè)過程定位架調(diào)整精度更高、操作簡(jiǎn)化；通過改進(jìn)定位架體表兩端定位針設(shè)計(jì)，利用在c臂透視下調(diào)整兩定位針使其投影重疊來確定定位架所在平面與x線透視骨盆入口位或骨盆出口位在同一平面的原理，替代之前采用激光光標(biāo)來調(diào)整定位架與x線透視在同一平面的繁瑣操作以其由此帶來的誤差問題，此外將定位針設(shè)計(jì)在定位架兩端，可以大大減少c臂透視倍率放大導(dǎo)致誤差問題，使導(dǎo)航精度更高。同時(shí)相較ct三維導(dǎo)航、機(jī)人導(dǎo)航，該裝置造價(jià)低，通過自動(dòng)化操作，簡(jiǎn)化操作，降低手術(shù)難度，降低手術(shù)并發(fā)癥，使普通創(chuàng)傷骨科醫(yī)生只需辨別標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位和骨盆出口位就能進(jìn)行手術(shù)操作，使經(jīng)皮穿骶髂關(guān)節(jié)螺釘治療骨盆后環(huán)損傷技術(shù)能夠在基層醫(yī)院推廣應(yīng)用，普及廣大患者。