CN107822754A - 骨骼复位系统 - Google Patents

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Abstract

本申请是关于一种骨骼复位系统，包括：复位装置，所述复位装置用于对待复位骨骼进行复位；展示装置，所述展示装置可基于骨骼模型对所述待复位骨骼进行姿态展示；其中，所述展示装置可与所述复位装置相配合，以使得所述骨骼模型与所述待复位骨骼同步运动。本申请中可基于骨骼模型对待复位骨骼的进行姿态展示，使得医护人员可以根据骨骼模型的姿态了解待复位骨骼的当前姿态，便于根据复位情况针对性的设计对应的复位动作，以降低骨骼复位难度，提高骨骼复位的精准性。

Description

骨骼复位系统
技术领域
本申请涉及终端技术领域，尤其涉及一种骨骼复位系统。
背景技术
当前，医疗技术中对骨骼进行闭合复位时，需要通过透视X光片确定骨骼间的相对位置关系，再根据拍摄得到的相对位置关系确定骨骼的复位路径，然后依靠医生手法复位或者临时外固定复位等方式进行调节，从而达到骨骼复位的目的。
发明内容
本申请提供一种骨骼复位系统，以解决相关技术中的不足。
根据本申请的实施例，提供一种骨骼复位系统，包括：
复位装置，所述复位装置用于对待复位骨骼进行复位；
展示装置，所述展示装置可基于骨骼模型对所述待复位骨骼进行姿态展示；其中，所述展示装置可与所述复位装置相配合，以使得所述骨骼模型与所述待复位骨骼同步运动。
可选的，所述骨骼模型包括基于所述待复位骨骼的特征参数构建的虚拟骨骼模型；
所述展示装置包括显示模块，所述显示模块用于显示所述虚拟骨骼模型。
可选的，所述骨骼模型包括基于所述待复位骨骼的特征参数成型的实体骨骼模型；
其中，所述展示装置具备的自由度数量不少于所述复位装置具备的自由度数量、且所述展示装置具备的自由度方向包括所述复位装置具备的自由度方向。
可选的，所述复位装置包括检测模块，所述检测模块用于检测所述待复位骨骼的运动数据，所述运动数据可被发送至所述展示装置以使得所述展示装置根据所述运动数据更新所述骨骼模型的姿态。
可选的，所述复位装置和所述展示装置中的任一方可接收到第一运动指令，并将所述第一运动指令发送至另一方以进行对应的姿态调节。
可选的，所述第一运动指令可由所属于所述展示装置和所述复位装置中任一方的指令输入模块进行输入；或者：
所述第一运动指令可由第三方设备发送至所述展示装置和所述复位装置中的任一方。
可选的，所述复位装置与所述展示装置可分别接收到第二运动指令，并根据所述第二运动指令分别进行对应的姿态调节。
可选的，所述复位装置包括第一动力输入端，所述展示装置包括与所述第一动力输入端机械连接的第二动力输入端；
其中，针对所述第一动力输入端输入的动力可用于实现所述复位装置在至少一个自由度方向上的运动，针对所述第二动力输入端输入的动力可用于实现所述展示装置上对应于所述至少一个自由度方向的运动。
可选的，所述第一动力输入端与所述第二动力输入端之间通过软轴连接。
可选的，所述复位装置与所述展示装置在各个自由度方向上可分别进行自锁。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本申请的骨骼复位系统可基于骨骼模型对待复位骨骼的进行姿态展示，使得医护人员可以根据骨骼模型的姿态了解待复位骨骼的当前姿态，便于根据复位情况针对性的设计对应的复位动作，以降低骨骼复位难度，提高骨骼复位的精准性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种骨骼复位系统的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种骨骼复位系统的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种骨骼复位系统的结构框图。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种骨骼复位系统的结构框图。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种骨骼复位系统的结构框图。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种骨骼复位系统的结构框图。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种骨骼复位系统的示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种复位装置的分解示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种复位执行结构的示意图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种第一活动部件的结构示意图。
图11-13是根据一示例性实施例示出的一种第二活动部件的结构示意图。
图14是根据一示例性实施例示出的一种导向块的结构示意图。
图15是根据一示例性实施例示出的一种第三活动部件的结构示意图。
图16是根据一示例性实施例示出的一种第四活动部件的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是根据一示例性实施例示出的一种骨骼复位系统的示意图。如图1所示，该骨骼复位系统100可以包括复位装置1和展示装置2，其中，复位装置1可以与患肢内的待复位骨骼10进行固定连接，以通过复位装置1对待复位骨骼10进行复位；展示装置2可以基于骨骼模型20对待复位骨骼10的进行姿态展示，使得医护人员可以根据骨骼模型20的姿态了解待复位骨骼10的当前姿态，便于根据复位情况针对性的设计对应的复位动作，以降低骨骼复位难度，提高骨骼复位的精准性。具体而言，可以通过展示装置2与复位装置1之间的相互配合，使得待复位骨骼10与骨骼模型20同步运动，达到通过骨骼模型20展示待复位骨骼10的姿态的目的。
例如，假定待复位骨骼10包括错位的第一骨骼和第二骨骼、骨骼模型20可以包括错位的第一骨骼模型20和第二骨骼模型20，且第一骨骼模型20与第二骨骼模型20之间的错位状态与第一骨骼与第二骨骼之间的错位状态相同，那么，当通过调整复位装置1使得第一骨骼相对于第二骨骼进行运动时，基于复位装置1与展示装置2之间的配合使得第一骨骼模型20相对于第二骨骼模型20进行相同的运动并产生相同的位移矢量，从而通过该展示装置2可以在体外观测到体内待复位骨骼10的复位情况。其中，位移矢量可以包括角位移矢量和线位移矢量。
需要说明的是：待复位骨骼10与骨骼模型20之间的同步运动仅在于限定待复位骨骼10与骨骼模型20可基于同一参考坐标系产生相同的位移矢量，而并不在时序上进行限定，例如，复位装置1对待复位骨骼10的姿态调节与展示装置2对骨骼模型20的姿态调节为同时进行的；或者也可以是在复位装置1对待复位骨骼10的进行姿态调节后间隔任意时长之后再通过展示装置2对骨骼模型20进行姿态调节，本申请并不对此进行限制。
在一实施例中，仍以图1所示，骨骼模型20可以包括基于待复位骨骼10的特征参数构建的虚拟骨骼模型20，从而相应的展示装置2可以包括显示模块21，该显示模块21可以用于显示上述虚拟骨骼模型20。例如，展示装置2可以为电脑终端、投影终端、具备投影功能的其他终端等，本申请并不对此进行限制。其中，待复位骨骼10的特征参数可以通过对该待复位骨骼10进行CT扫描获取，对应的虚拟骨骼模型20可以基于三维重建软件重建得到。
在另一实施例中，如图2所示，骨骼模型20可以包括基于待复位骨骼10的特征参数成型的实体骨骼模型20，从而对应的展示装置2可以为与该实体骨骼模型20进行固定连接的如图2所示的机械结构。其中，实体骨骼模型20可以通过3D打印制成的实体结构，具体而言，可以预先针对待复位骨骼10进行CT扫描并根据获取的扫描数据重建出虚拟骨骼模型20，然后通过3D打印技术将该虚拟骨骼模型20进行打印。
在本实施例中，展示装置2所具备的自由度数量不少于复位装置1所具备的自由度数量，并且展示装置2所具备的自由度方向包括复位装置1所具备的自由度方向，以保证在通过复位装置1对待复位骨骼10进行姿态调节时，展示装置2可以对骨骼模型20在同一自由度方向上进行姿态调节。
举例而言，假定基于绝对坐标系XOY复位装置1具有4个自由度，该4个自由度分别为沿X轴方向的移动、绕X轴方向的转动、沿Y轴方向的移动、绕Y轴方向的转动；那么，相应的，基于该绝对坐标系XOY展示装置2至少包括4个自由度，且该至少4个自由度中应当包括沿X轴方向的移动、绕X轴方向的转动、沿Y轴方向的移动、绕Y轴方向的转动，那么当通过调节复位装置1使得待复位骨骼10沿X轴方向移动时，基于复位装置1与展示装置2之间的配合可以使得骨骼模型20也沿X轴方向移动，从而实现对待复位骨骼10进行的姿态展示。
在上述实施例所述的骨骼复位系统中，复位装置1与展示装置2之间可以存在多种配合方式，使得骨骼模型20能够与复位装置1中的待复位骨骼10进行同步运动。
在一实施例中，如图3所示，可以通过监测待复位骨骼10的运动情况进行实现，例如，复位装置1可以包括检测模块11，该检测模块11可以用于检测待复位骨骼10的运动数据，该运动数据可被发送至展示装置2中，以使得展示装置2可以根据该运动数据更新骨骼模型20的姿态。当然，在其他一些实施例中，该运动数据也可以被用户获知，由户根据该运动数据进行手动控制展示装置2，从而使得骨骼模型20产生对应的姿态变化。
其中，由于待复位骨骼10固定于复位装置1上，所以检测模块11可以通过检测复位装置1的运动数据得到待复位骨骼10在对应自由度方向上的运动数据。仍以基于绝对坐标系XOY为例，假定在驱动复位装置1沿X方向移动时可以使得待复位骨骼10亦沿X方向移动，从而检测模块11检测到的复位装置1在X方向上运动位移即为待复位骨骼10在X方向上的运动位移，进一步可以基于复位装置1与展示装置2之间建立的数据连接被发送至展示装置2中，从而使得展示装置2基于该运动位移更新骨骼模型20的姿态，保证在对待复位骨骼10执行下一复位动作时，待复位骨骼10与骨骼模型20处于相同的姿态，保证骨骼复位的精准性。检测模块11可以包括传感器，例如线位移传感器、角位移传感器、速度传感器、计数器等，本申请并不对此进行限制，检测模块11的数量可以与复位装置1的自由度数量相等。
在另一实施例中，复位装置1与展示装置2中的任一方可以接收到第一运动指令，并将该第一运动指令发送至相对的另一方以进行姿态调节。
例如，如图4所示，假定该展示装置2包括指令输入模块22，第一运动指令可由该指令输入模块22进行输入，复位装置1可以包括控制模块12，那么，当展示装置2生成的第一运动指令基于展示装置2与复位装置1之间的数据通信被发送至复位装置1的控制模块12时，该控制模块12可以控制复位装置1产生对应于该第一运动指令的运动，从而对待复位骨骼10进行复位。指令输入模块22可以为显示与展示装置2上的GUI界面或者软件程序等，本申请并不对此进行限制。
其中，进一步地，可以通过检测模块11对待复位骨骼10的运动数据进行检测，并将检测到的运动数据反馈至展示装置2，使得该展示装置2可以根据该运动数据调节骨骼模型20的姿态，以保证骨骼模型20能够基于待复位骨骼10的实时姿态进行调节；或者，也可以是展示装置2中生成的第一运动指令直接控制骨骼模型20进行姿态调节，从而避免复位装置1与展示装置2之间多次通信，有利于提高复位效率。
再例如，如图5所示，假定展示装置为骨骼复位系统采用如图2所示的机械结构的形式时，其还可以包括第三方设备3，该第三方设备3可以与复位装置1进行通信，那么，用户可以基于第三方设备3输入第一运动指令，该第一运动指令可以被发送至复位装置1端，该复位装置1一方面可以基于第一运动指令调节待复位骨骼10模型的姿态；另一方面可以将该第一运动指令发送至展示装置2端，使得展示装置2可以基于该第一运动指令更新骨骼模型20的姿态。其中，该第三方设备3可以是分离于复位装置2的操作端，例如，操作手柄或者移动终端等，本申请并不对此进行限制。
在又一实施例中，复位装置1与展示装置2可以分别接收到第二运动指令，并根据该第二运动指令分别进行姿态调节。举例而言，如图6所示，假定第三方设备3可以同时与复位装置1以及展示装置2进行通信，那么用户基于第三方设备3输入的第二运动指令可以同时发送至复位装置1端以及展示装置2端，使得该复位装置1与展示装置2可以基于第二运动指令分别调节待复位骨骼10与骨骼模型20的姿态，有利于骨骼复位的智能化发展，降低人力成本。
除了上述实施例中复位装置1与展示装置2之间通过数据通信进行配合外，基于图2所示实施例，复位装置1与展示装置2之间还可以通过机械连接的方式实现待复位骨骼10与实体骨骼模型20之间的同步运动。例如，如图7所示，假定复位装置1可以包括第一动力输入端13，当针对该第一动力输入端13进行动力输入时，可以实现复位装置1在至少一个自由度方向上的运动；相类似的，展示装置2可以包括第二动力输入端23，当针对该第二动力输入端23进行动力输入时，可以用于实现展示装置2上对应于第一动力输入端13的至少一个自由度方向的运动，从而当第一动力输入端13与第二动力输入端23之间进行机械连接时，可以在驱动其中任意一方进行运动时，相连接的另一方也可以随之进行同步运动。例如，第一动力输入端13与第二动力输入端14之间可以通过软轴进行连接，从而在第一动力输入端13与第二动力输入端14中任意一方被驱动进行运动时，可以通过软轴传递动力至相对的另一方使之同步进行运动。
其中，复位装置1可以在至少一个自由度方向上可以进行自锁，展示装置2上与该至少一个自由度方向对应的自由度方向也可以进行自锁，从而保持待复位骨骼与骨骼模型的当前姿态，便于针对性的设计下一复位动作。该至少一个自由度方向可以包括基于坐标系XOY的任意一个自由度方向，例如，X方向上的移动，Y方向上的转动等，本申请并不对此进行限制。
基于本申请的技术方案，复位装置可以采用如图7中所示的机械结构。并且该复位装置1可以对待复位骨骼10在六个自由度方向进行复位调节。其中，如图8所示，复位装置1可以包括用于固定待复位骨骼10的固定结构14及配合于固定结构14的复位执行结构15，从而在该复位执行结构15进行运动时可以带动固定结构14进行运动，从而通过复位装置1在六个自由度方向上的运动实现对待复位骨骼10的复位操作。
在本实施例中，如图9所示，复位执行结构15可以包括与固定结构14进行连接的第一活动部件151、第二活动部件152、第三活动部件153以及第四活动部件154，通过第一活动部件151、第二活动部件152、第三活动部件153、第四活动部件154以及固定机构14之间的相互配合可以实现复位装置1在六个自由度方向上的运动。
如图10所示，第一活动部件151可以包括连接至固定结构14的第一固定座1511、连接于第一固定座1511的多个第一驱动结构1512，例如图10中所示的1512a、1512b、1512c等。当该多个第一驱动结构1512同步运动时可以驱动第一活动部件151整体沿第一轴线Ⅰ方向进行平移，从而使得固定结构沿第一轴线Ⅰ方向平移并进一步实现待复位骨骼10在该第一轴线Ⅰ方向上的平移；当各个第一驱动结构1512铰接于第一固定座1511上时，可以在当多个第一驱动结构1522进行非同步运动时驱动第一活动部件151绕第二轴线Ⅱ或者第三轴线Ⅲ相对转动；其中，第一轴线Ⅰ、第二轴线Ⅱ以及第三轴线Ⅲ相互垂直。
如图10所示，当第一驱动结构a固定，第一驱动结构b与c同时反向运动时可以实现第一活动部件151绕第二轴线Ⅱ的相对转动，而当第一驱动结构b与c固定，而第一驱动结构a进行运动时，可以实现第一活动部件绕第三轴线Ⅲ的相对转动。
在本实施例中，如图11-14所示，第一固定座1511可以通过第二活动部件152可以与固定结构14之间进行固定连接，其中，第二活动部件152包括与固定结构14固定连接的导向块1521，该导向块1521可以包括第一导向凸起1521a，第一固定座1511包括配合于第一导向凸起1521a的第一导向槽(图中未示出)；其中，第一导向凸起1521a可配合于第一导向凹槽运动以使导向块1521绕第一轴线Ⅰ相对转动。
具体而言，例如，第二活动部件152还可以包括第二驱动结构1523、以及与第一固定座1511固定连接的第二固定座1524；导向块1521还包括第二导向凸起1521b，该第二导向凸起1521b与第一导向凸起1521a分别位于导向块1521的两侧，第二固定座1524上可以包括配合于第二导向凸起1521a的第二导向槽1524a，且第二导向凸起1521b可以穿过第二导向槽1524a连接至第二驱动结构1523，从而在第二驱动结构1523的运动使得第二导向凸起1521b在第二导向槽中1524a运动时，从而进一步通过第一导向槽的导向作用可以驱动导向块1521绕第一轴线Ⅰ进行相对转动。
其中，第二驱动结构1523可以包括连杆1523b和动力元件1523a，连杆1523b的一端转动连接于第二导向凸起1521b、另一端转动连接于动力元件1523a，以在动力元件1523a沿第二轴线Ⅱ的平行轴线平移时驱动导向块1521绕第一轴线Ⅰ相对转动。其中，动力元件1523a可以采用机械结构的形式，例如，也包括与连杆转动连接的滑块以及与滑块进行螺纹连接的螺杆，从而当滑块在螺杆上进行往复运动时，可以带动复位装置1在绕第一轴线Ⅰ进行运动。
而为了实现复位装置在第一轴线Ⅰ方向以及第二轴线Ⅱ方向上的移动，如图15-16所示，该复位执行结构15中的第三活动部件153可以与固定结构14进行固定连接、第四活动部件154与第三活动部件153滑动连接，该第四活动部件154通过第一活动部件151与固定结构14进行固定连接；而且，第三活动部件153可以包括第三驱动结构1531，通过第三驱动结构1531可以驱动第三活动部件153相对于第四活动部件154进行沿第二轴线Ⅱ方向进行滑动，从而进一步地使得固定结构14沿第二轴向方向进行平移；第三活动部件154可以包括第四驱动结构1541，通过第四驱动结构1541可以驱动第四活动部件154在第三轴线Ⅲ方向上进行平移，从而进一步地使得固定结构14沿第二轴向方向进行平移。
其中，第三驱动结构1531与第四驱动结构1541可以采用基本相同的结构形式，在此以第三驱动结构1531为例进行说明。如图15所示，该第三驱动结构1531可以包括螺杆1531a，第四活动部件154上设有与该螺杆1531a相配合的螺纹孔1541a，从而在旋转螺杆1531a时可以驱动第四活动部件154相对于第三活动部件153朝第二轴线Ⅱ方向进行平移运动。
当然，在如图2所示的骨骼复位系统中，展示装置2可以采用与复位装置1完全相同的机械机构，以节约加工时间。当然，复位装置1的机械机构除了可以采用上述实施例中所述的六自由度机械结构外还可以采用其他用于实现骨骼复位的复位结构，本申请并不对此进行限制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种骨骼复位系统，其特征在于，包括：
复位装置，所述复位装置用于对待复位骨骼进行复位；
展示装置，所述展示装置可基于骨骼模型对所述待复位骨骼进行姿态展示；其中，所述展示装置可与所述复位装置相配合，以使得所述骨骼模型与所述待复位骨骼同步运动。
2.根据权利要求1所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述骨骼模型包括基于所述待复位骨骼的特征参数构建的虚拟骨骼模型；
所述展示装置包括显示模块，所述显示模块用于显示所述虚拟骨骼模型。
3.根据权利要求1所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述骨骼模型包括基于所述待复位骨骼的特征参数成型的实体骨骼模型；
其中，所述展示装置具备的自由度数量不少于所述复位装置具备的自由度数量、且所述展示装置具备的自由度方向包括所述复位装置具备的自由度方向。
4.根据权利要求2或3所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述复位装置包括检测模块，所述检测模块用于检测所述待复位骨骼的运动数据，所述运动数据可被发送至所述展示装置以使得所述展示装置根据所述运动数据更新所述骨骼模型的姿态。
5.根据权利要求2或3所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述复位装置和所述展示装置中的任一方可接收到第一运动指令，并将所述第一运动指令发送至另一方以进行对应的姿态调节。
6.根据权利要求5所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述第一运动指令可由所属于所述展示装置和所述复位装置中任一方的指令输入模块进行输入；或者：
所述第一运动指令可由第三方设备发送至所述展示装置和所述复位装置中的任一方。
7.根据权利要求2或3所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述复位装置与所述展示装置可分别接收到第二运动指令，并根据所述第二运动指令分别进行对应的姿态调节。
8.根据权利要求3所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述复位装置包括第一动力输入端，所述展示装置包括与所述第一动力输入端机械连接的第二动力输入端；
其中，针对所述第一动力输入端输入的动力可用于实现所述复位装置在至少一个自由度方向上的运动，针对所述第二动力输入端输入的动力可用于实现所述展示装置上对应于所述至少一个自由度方向的运动。
9.根据权利要求8所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述第一动力输入端与所述第二动力输入端之间通过软轴连接。
10.根据权利要求8所述的骨骼复位系统，其特征在于，所述复位装置与所述展示装置在各个自由度方向上可分别进行自锁。
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