一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统

专利检索2026-09-10  1


本发明涉及医疗设备,尤其涉及一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统。


背景技术:

1、髋关节置换术是临床上常实施的一种手术,手术时通常要使下肢摆出一个侧卧的姿势并维持合理的角度,这样才能清楚地暴露髋臼,减少术中干扰。由于手术过程中使患者长时间维持一个固定的姿势特别困难,手术中往往需要多个医生协助来纠正姿势,工作量大,因此临床上会借助一些辅助体位架来开展手术,减少医生工作量。

2、如中国专利cn112972177b公开的一种髋关节置换术用体位架及其制造方法,虽然给出了在术前根据患者个体的标准体位信息预制具有仿生结构和柔性触感的定制式体位架,使医生彻底摆脱术前准备阶段和术中的巨大工作量,通过仿生结构和柔性触感消除患者的不适感,使该体位架不仅可用于术中,更可用于术后康复期的姿势维持。但是上述专利公开的技术方案仍然过于复杂,且无法适用于手术短期或急需的场景,造成手术时间滞后的缺陷。

3、同时,髋膝关节置换手术要求极高的精确度,以确保植入件的正确位置和角度,这对于手术的长期成功和患者的功能恢复至关重要。然而,传统手术依赖于医生的经验和直观判断,这可能导致植入件位置的微小偏差,从而影响手术结果。

4、另外,手术过程中患者的姿势对于手术区域的暴露和植入件的正确放置至关重要。不适当的姿势可能导致手术操作困难,增加手术时间和并发症风险。目前的方法在实时监测和调整患者姿势方面存在局限。

5、其中,在手术过程中,医生需要做出快速而准确的决策,特别是当遇到意外情况时。然而,缺乏实时反馈机制和决策支持工具,可能导致决策效率低下,甚至出现错误。同时,现有的辅助工具往往缺乏对患者个体差异的充分考虑,以及缺乏对手术过程中可能出现的动态变化的适应性。

6、为了解决本领域普遍存在姿势精确管理能力差、姿势调整能力弱、姿势缺乏实时反馈、灵活性差、智能程度低、缺乏交互等等问题,作出了本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,针对目前所存在的不足,提出了一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统。

2、为了克服现有技术的不足,本发明采用如下技术方案:

3、一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统,所述智能导航辅助的髋膝关节置换系统包括服务器、以及手术床,所述智能导航辅助的髋膝关节置换系统还包括姿势调整模块、姿势监控模块、姿势分析模块、辅助决策模块、交互模块,所述服务器分别与姿势调整模块、姿势监控模块、姿势分析模块、辅助决策模块和交互模块通信连接;

4、所述姿势调整模块对患者的姿势进行姿势调整,所述姿势监控模块采集患者腿部的姿势数据,所述姿势分析模块根据所述姿势监控模块采集得到的姿势数据对所述患者的腿部进行分析形成分析结果,所述辅助决策模块根据所述分析结果对所述姿势调整模块的姿势进行决策,以动态调整所述患者的姿势,所述交互模块将所述姿势分析模块的分析结果和所述辅助决策模块的决策数据与医护人员进行交互;

5、所述姿势调整模块包括姿势调整单元和限位单元,所述姿势调整单元对称设置在所述患者髋部和膝部两侧并对所述患者的髋部和膝部姿势进行调整,所述限位单元对所述姿势调整单元的位置进行限位;

6、其中,所述限位单元根据所述患者的体位与所述手术床上端面可拆卸卡接。

7、可选的,所述限位单元包括磁吸构件和限位构件,所述磁吸构件设置在所述限位构件上,并与所述手术床的上端面可拆卸连接,所述限位构件支撑所述姿势调整单元;

8、所述限位构件包括限位座、放置腔,所述限位座用于对所述姿势调整单元进行支撑,所述放置腔设置在所述限位座的上端面上,并朝着所述限位座的本体内陷;

9、其中,所述姿势调整单元设置在所述放置腔中。

10、可选的,所述姿势监控模块包括支撑板、至少一个压力传感器,至少一个压力传感器设置在所述支撑板上形成监控部,所述监控部对称设置在所述姿势调整单元与所述患者髋部和膝部的接触端面上。

11、可选的,所述姿势分析模块获取所述姿势监控模块采集得到的姿势数据,并根据下式计算均衡指数balance:

12、;

13、式中,p1为所述髋部或膝部左侧的压力值,p2为所述髋部或膝部右侧的压力值,ptotal为所述髋部或膝部的总压力值;

14、若所述均衡指数balance超过系统设定的平衡阈值g,则触发所述姿势调整模块对患者姿势的调整。

15、可选的,所述辅助决策模块包括决策单元、决策评估单元,所述决策评估单元获取所述均衡指数balance和系统设定的平衡阈值g,并对姿势调整进行评估,所述决策单元将决策评估单元的评估结果向所述姿势调整单元传输,以触发所述姿势调整单元对所述髋部和膝部的姿势进行调整。

16、可选的,所述姿势调整单元包括调整气囊、充气泵、电子泄气阀和充气管道,所述电子泄气阀设置在所述调整气囊上,所述充气泵通过充气管道与所述调整气囊连接形成调整部,所述调整气囊充气膨出,以对所述患者髋部和膝部进行调整;

17、其中,所述调整部对称设置在所述髋部和膝部的两侧。

18、可选的,所述交互模块包括交互显示器、通讯单元,所述交互显示器用于供医护人员进行查看,所述通讯单元分别与所述辅助决策模块和姿势分析模块进行通信连接,并将决策数据和分析结果向所述交互显示器进行传输,以在所述交互显示器上进行显示。

19、可选的,所述姿势调整单元还包括位置调整构件,所述位置调整构件对对称设置的两个所述调整部的间距进行调整。

20、本发明所取得的有益效果是:

21、1.通过姿势分析模块和姿势监控模块之间的相互配合,使得患者髋部和膝部的状态能得到评估,保证整个系统具有姿势调整能力强、姿势反馈灵敏度高、灵活性高、姿势管理能力强的优点;

22、2.通过姿势调整模块和辅助决策模块的相互配合,使得患者髋部和膝部的姿势能得到调整,提升髋膝置换过程的精准性和可靠性,使得整个系统具有控制精准性高、姿势调整能力强、实时反馈效果好和智能程度高的优点;

23、3.通过交互模块、辅助决策模块和姿势分析模块之间的相互配合,使得医护人员获得最佳的交互体验,提升整个系统具有交互能力强、智能程度高、实时反馈精准的优点。

24、4.通过调整膝部和髋部角度,以暴露出膝髋节置换过程的手术观察范围,保证置换过程更加顺利,也提升了导航辅助的效率,使得整个系统具有智能程度高、灵活性佳和姿势管理能力强的优点。



技术特征:

1.一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统,所述智能导航辅助的髋膝关节置换系统包括服务器以及手术床,其特征在于,所述智能导航辅助的髋膝关节置换系统还包括姿势调整模块、姿势监控模块、姿势分析模块、辅助决策模块、交互模块,所述服务器分别与姿势调整模块、姿势监控模块、姿势分析模块、辅助决策模块和交互模块通信连接;

2.根据权利要求1所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述限位单元包括磁吸构件和限位构件,所述磁吸构件设置在所述限位构件上,并与所述手术床的上端面可拆卸连接,所述限位构件支撑所述姿势调整单元;

3.根据权利要求2所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述姿势监控模块包括支撑板、至少一个压力传感器,至少一个压力传感器设置在所述支撑板上形成监控部,所述监控部对称设置在所述姿势调整单元与所述患者髋部和膝部的接触端面上。

4.根据权利要求3所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述姿势分析模块获取所述姿势监控模块采集得到的姿势数据,并根据下式计算均衡指数balance:

5.根据权利要求4所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述辅助决策模块包括决策单元、决策评估单元,所述决策评估单元获取所述均衡指数balance和系统设定的平衡阈值g,并对姿势调整进行评估,所述决策单元将决策评估单元的评估结果向所述姿势调整单元传输,以触发所述姿势调整单元对所述髋部和膝部的姿势进行调整。

6.根据权利要求5所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述姿势调整单元包括调整气囊、充气泵、电子泄气阀和充气管道,所述电子泄气阀设置在所述调整气囊上,所述充气泵通过充气管道与所述调整气囊连接形成调整部,所述调整气囊充气膨出,以对所述患者髋部和膝部进行调整;

7.根据权利要求6所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述交互模块包括交互显示器、通讯单元,所述交互显示器用于供医护人员进行查看,所述通讯单元分别与所述辅助决策模块和姿势分析模块进行通信连接,并将决策数据和分析结果向所述交互显示器进行传输,以在所述交互显示器上进行显示。

8.根据权利要求7所述的智能导航辅助的髋膝关节置换系统,其特征在于,所述姿势调整单元还包括位置调整构件,所述位置调整构件对对称设置的两个所述调整部的间距进行调整。


技术总结
本发明涉及医疗设备技术领域,本发明提供一种智能导航辅助的髋膝关节置换系统,包括服务器、手术床、姿势调整模块、姿势监控模块、姿势分析模块、辅助决策模块、交互模块,姿势调整模块对患者的姿势进行调整,姿势监控模块采集患者腿部的姿势数据,姿势分析模块根据姿势监控模块采集得到的姿势数据对患者的腿部进行分析形成分析结果,辅助决策模块根据分析结果对姿势调整模块的姿势进行决策,以动态调整患者姿势,交互模块将姿势分析模块的分析结果和辅助决策模块的决策数据与医护人员进行交互。本发明通过姿势分析模块和姿势监控模块之间的相互配合,保证系统具有姿势调整能力强、姿势反馈灵敏度高、灵活性高、姿势管理能力强的优点。

技术研发人员:郭东鸿,刘晓婷
受保护的技术使用者:南方医科大学南方医院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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