CN111276244A - 骨折复位的计算机辅助方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种骨折复位的计算机辅助方法，目的是能够直接得到骨折复位的方向。本发明公开了一种：骨折复位的计算机辅助方法，包括：获取骨折部位的正位影像和侧位影像，所述正位影像包括第一骨头的正位影像和第二骨头的正位影像，所述侧位影像包括第一骨头的侧位影像和第二骨头的侧位影像；根据第一骨头的正位影像、第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间内的矢量；根据第一骨头的轴线在空间内的矢量和第二骨头的轴线在空间内的矢量确定第一骨头和第二骨头在空间内的夹角。

Description

骨折复位的计算机辅助方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种骨折复位的计算机辅助方法。
背景技术
较为严重的骨折复位通常通过内置钢钉的方法，打钢钉前需要先对齐骨折部位，对于接骨对齐的评判标准很多时候靠医生的经验，有时会造成接骨不齐，而且是在术后恢复完成后才发现，无法恢复，对患者造成一定的生理和心理影响，因此如何实现接骨对齐是非常重要的。
现有技术中，通常采用G形臂来对骨折进行拍摄正侧影像，复位时一般需要两步，先对齐正侧位中的一个方向，再对齐另一个方向，但这种情况可能导致二次骨折。
因此，如何提供一种能够直接得到骨折复位方向的方法成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种骨折复位的计算机辅助方法，主要目的能够直接得到骨折复位的方向。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种骨折复位的计算机辅助方法，包括：
获取骨折部位的正位影像和侧位影像，所述正位影像包括第一骨头的正位影像和第二骨头的正位影像，所述侧位影像包括第一骨头的侧位影像和第二骨头的侧位影像；
根据第一骨头的正位影像、第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间内的矢量；
根据第一骨头的轴线在空间内的矢量和第二骨头的轴线在空间内的矢量确定第一骨头和第二骨头在空间内的夹角。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位轴线的实际方程；
根据第一骨头的正位轴线的实际方程、第一骨头的侧位轴线的实际方程确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位轴线的实际方程、第二骨头的侧位轴线的实际方程确定第二骨头的轴线在空间内的矢量。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位轴线的实际方程包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值；
根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的侧位轴线的实际方程。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域；
选取第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位边界区域；
在第一骨头的正位边界区域中选取第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位边界区域选取第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位边界区域选取第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位边界区域选取第二骨头的侧位骨折边界区域。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的侧位轴线的实际方程包括：
假设第一骨头的正位轴线方程，假设第一骨头的侧位轴线方程，假设第二骨头的正位轴线方程，假设第二骨头的侧位轴线方程；
根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的侧位轴线的实际方程。
在该技术方案中，所述根据第一骨头的正位轴线的实际方程、第一骨头的侧位轴线的实际方程确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位轴线的实际方程、第二骨头的侧位轴线的实际方程确定第二骨头的轴线在空间内的矢量包括：
假定第一骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第一骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面，假定第二骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第二骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面；
根据第一骨头的正位轴线的实际方程得到第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第一骨头的侧位轴线的实际方程得到第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；根据第二骨头的正位轴线的实际方程得到第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第二骨头的侧位轴线的实际方程得到第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；
在第一骨头的轴线上选取一个第一特定点，并获取第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；在第二骨头的轴线上选取一个第二特定点，并获取第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；
根据第一骨头的第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第一骨头的第一特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；根据第二骨头的第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第二骨头的第二特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量。
另一方面，本发明还提供一种控制器，包括：
存储器和一个或者多个处理器，所述存储器与所述处理器耦合连接，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的程序指令，所述程序指令运行时执行所述的骨折复位的计算机辅助方法。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的骨折复位的计算机辅助方法。
又一方面，本发明还提供一种G形臂X射线装置，包括正视X射线部分、侧视X射线部分，还包括：如前所述的控制器；
所述正视X射线部分用于拍摄骨折部位的正位影像，所述侧视X射线部分用于拍摄骨折部位的侧位影像，并将所述正位影像和所述侧位影像传输给所述控制器。
本发明提供的一种骨折复位的计算机辅助方法，包括获取骨折部位的正位影像和侧位影像，在较为严重的骨折中，骨折为两个骨头具有一定角度的偏移，骨折部分包括第一骨头和第二骨头，正位影像包括第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像，侧位影像包括第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像，根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，从而得到第一骨头的轴线和第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第一骨头和第二骨头在空间坐标系内的矢量确认第一骨头的轴线和第二骨头的轴线在空间内的夹角，两个骨头的轴线在空间内的夹角即为第一骨头和第二骨头在空间内的夹角，即为第二骨头应相对第一骨头转动的角度，从而根据两个骨头的夹角直接得到骨折复位的方向，直接按照该方向做一步挪动即可，简化了骨折复位步骤，提高接骨对齐的精度，提高后续手术效果的精度，改善手术效果，防止二次骨折的发生。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明提供的一种骨折复位的计算机辅助方法的流程图；
图2为本发明提供的另一种模骨折复位的计算机辅助方法的流程图；
图3为本发明提供的一种G形臂X射线装置的结构示意图；
图4为本发明提供的一种骨折部位的正位影像；
图5为本发明提供的一种骨折部位的侧位影像；
图6为本发明提供的一种第一骨头的正位轴线和第一骨头的正位轴线在平面坐标系内中的示意图；
图7为本发明提供的一种第一骨头的侧位轴线和第二骨头的侧位轴线在平面坐标系内中的示意图；
图8为本发明提供的一种第一骨头的轴线和第二骨头的轴线在空间坐标系内中的示意图。
附图标号如下：
G形臂X射线装置1，正视X射线部分12，侧视X射线部分14，固定器16，移动台18，骨折部位2，第一骨头22，第一骨头的轴线222，第二骨头24，第二骨头的轴线242。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的骨折复位的计算机辅助方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种骨折复位的计算机辅助方法，包括：
步骤101，获取骨折部位的正位影像和侧位影像，所述正位影像包括第一骨头的正位影像和第二骨头的正位影像，所述侧位影像包括第一骨头的侧位影像和第二骨头的侧位影像；
如图3所示，对患者的骨折部位2进行麻醉，对骨折部位2进行机械固定，然后放置在G形臂X射线装置1下拍照，得到骨折部位2的正侧位影像，在拍影像后尽量不要移动骨折部位2，以免重新拍片。
步骤102，根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；
步骤103，根据第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量和第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量确定第一骨头与第二骨头在空间内的夹角。
如图1、图4至8所示，本发明实施例提出的一种骨折复位的计算机辅助方法，包括获取骨折部位2的正位影像和侧位影像，在较为严重的骨折中，骨折为两个骨头具有一定角度的偏移，骨折部分包括第一骨头22和第二骨头24，正位影像包括第一骨头22的正位影像和第一骨头22的侧位影像，侧位影像包括第二骨头24的正位影像和第二骨头24的侧位影像，根据第一骨头22的正位影像和第一骨头22的侧位影像确定第一骨头22的轴线222在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头24的正位影像和第二骨头24的侧位影像确定第二骨头24的轴线242在空间坐标系内的矢量，从而得到第一骨头22的轴线222和第二骨头24的轴线242在空间坐标系内的矢量，根据第一骨头22和第二骨头24在空间坐标系内的矢量确认第一骨头22的轴线222和第二骨头24的轴线242在空间内的夹角，两个骨头的轴线在空间内的夹角即为第一骨头22和第二骨头24在空间内的夹角，即为第二骨头24应相对第一骨头22转动的角度，从而根据两个骨头的夹角直接得到骨折复位的方向，直接按照该方向做一步挪动即可，简化了骨折复位步骤，提高接骨对齐的精度，改善手术效果，防止二次骨折的发生。
如图2所示，下面结合附图和实施例对本发明进一步的详细说明。
步骤201，获取骨折部位的正位影像和侧位影像，所述正位影像包括第一骨头的正位影像和第二骨头的正位影像，所述侧位影像包括第一骨头的侧位影像和第二骨头的侧位影像；
步骤202，根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位边界区域；
如图4和图5所示，在该实施例中，通过图像切割算法分别对第一骨头22的正位影像、第一骨头22的侧位影像、第二骨头24的正位影像和第二骨头24的侧位影像进行边缘检测，提取骨折部位2两个骨头所在的区域，得到第一骨头22的正位边界区域、第一骨头22的侧位边界区域、第二骨头24的正位边界区域和第二骨头24的侧位边界区域。
可选地，常见的图像切割算法包括Sobel，Prewitt，Roberts和Canny等。
步骤203，在第一骨头的正位边界区域中选取第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位边界区域选取第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位边界区域选取第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位边界区域选取第二骨头的侧位骨折边界区域；
在该实施例中，分别在第一骨头22的正位边界区域、第一骨头22的侧位边界区域、第二骨头24的正位边界区域和第二骨头24的侧位边界区域选取第一骨头22的正位骨折边界区域、第一骨头22的侧位骨折边界区域、第二骨头24的正位骨折边界区域和第二骨头24的侧位骨折边界区域，一般通过面积的大小骨折的边界区域，在骨头的正侧为边界区域中面积最大的连通区域即为骨折的边界区域，从而在第一骨头22和第二骨头24的正侧位边界区域中选取最能代表第一骨头22和第二骨头24的骨折边界区域，方便之后的第一骨头22和第二骨头24的轴线242的选取。
步骤204，选取第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值；
如图4至图7所示，在该实施例中，在获取骨折的正侧位影像时，影像中包括了每个像素点的坐标值，从所有的像素点的坐标值中选取第一骨头22的正位骨折边界区域各像素点的坐标值、第一骨头22的侧位骨折边界区域各像素点的坐标值、第二骨头24的正位骨折边界区域各像素点的坐标值和第二骨头24的侧位骨折边界区域各像素点的坐标值。以第一骨头22的正位影像为例，每个第一骨头22的正位骨折边界区域的像素点的坐标为(xi,yi)。
步骤205，假设第一骨头的正位轴线方程，假设第一骨头的侧位轴线方程，假设第二骨头的正位轴线方程，假设第二骨头的侧位轴线方程；
在该实施例中，以第一骨头的正位轴线为例，首先假设第一骨头的正位轴线方程为y＝ax+b；
步骤206，根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的侧位轴线的实际方程；
如图4至图7所示，在该实施例中，以计算第一骨头22的正位轴线的实际方程为例，通过最小二乘算法计算第一骨头22的正位轴线的实际方程，计算得到N个第一骨头22的正位骨折边界区域的像素点的坐标(xi,yi)到第一骨头22的正位轴线方程为y＝ax+b距离的平方和，其中每个像素点到第一骨头22的正位轴线的距离为di，
Figure BDA0002387266080000111
N个第一骨头22的正位骨折边界区域的像素点到第一骨头22的正位轴线距离的平方和为
Figure BDA0002387266080000112
先假设a＝1，b＝1为初始值，通过迭代计算求出Sum的最小值，从而得到a和b的值，进而得到第一骨头22的正位轴线的实际方程。
在该实施例中，使用以上方法提取第一骨头22和第二骨头24部位轴线的时候，需要医生判断轴线提取的合理性，因为图像算法依赖于图像的成像质量，如果G形臂曝光的剂量不足，拍出来的图像就会比较灰暗，可能会有一定的误差，这时候图像算法可能不准确。
步骤207，假定第一骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第一骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面，假定第二骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第二骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面；
步骤208，根据第一骨头的正位轴线的实际方程得到第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第一骨头的侧位轴线的实际方程得到第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；根据第二骨头的正位轴线的实际方程得到第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第二骨头的侧位轴线的实际方程得到第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；
在该实施例中，以第一骨头22为例，根据第一骨头22的正位轴线的实际方程y＝ax+b得到正位轴线在XOZ平面上的矢量为(Vx，Vz)，同样地，根据第一骨头22的侧位轴线的实际方程得到侧位轴线在YOZ平面上的矢量为(Nx，Nz)。
步骤209，在第一骨头的轴线上选取一个第一特定点P1，并获取第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；在第二骨头的轴线上选取一个第二特定点P2，并获取第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；
在该实施例中，以第一骨头22为例，医生在第一骨头22的轴线222上选取一个第一特定点P1，并获取第一特定点P1在XOZ平面的正位轴线上的坐标值(x1，z1)，以及在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值(y2，z2)。
步骤210，根据第一骨头的第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第一骨头的第一特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；根据第二骨头的第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第二骨头的第二特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；
如图8所示，在该实施例中，以第一骨头22为例，根据正位轴线在XOZ平面上的矢量(Vx，Vz)，侧位轴线在YOZ平面上的矢量(Nx，Nz)，第一特定点P1在XOZ平面的正位轴线上的坐标值(x1，z1)，以及第一特定点P1在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值(y2，z2)得到：
Figure BDA0002387266080000131
Figure BDA0002387266080000132
将公式(1)和公式(2)进行联立得到第一骨头22的轴线222在空间坐标系内的矢量
Figure BDA0002387266080000133
并通过相同的步骤和方法得到第二骨头24的轴线242在空间坐标系内的矢量
Figure BDA0002387266080000134
步骤211，根据第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量和第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量确定第一骨头与第二骨头在空间内的夹角。
在该实施例中，根据第一骨头22的轴线222在空间坐标系内的矢量
Figure BDA0002387266080000135
和第二骨头24的轴线242在空间坐标系内的矢量
Figure BDA0002387266080000136
得到
Figure BDA0002387266080000137
从而得到第一骨头22的轴线222与第二骨头24的轴线242在空间内的夹角θ，第一骨头22的轴线222与第二骨头24的轴线242在空间内的夹角θ即为第一骨头22＝与第二骨头24＝在空间内的夹角θ。从而根据两个骨头的夹角直接得到骨折复位的方向，直接按照该方向做一步挪动即可，当第一骨头22与第二骨头24处于同一直线上后，再挪动第一骨头22与第二骨头24之间的距离d即可，实现第一骨头22与第二骨头24的接触，简化了骨折复位步骤，提高接骨对齐的精度，改善手术效果，防止二次骨折的发生。
以上方法也可以用于在完成接骨后的检测，检测接骨完成后的第一骨头22与第二骨头24是否还具有夹角。
本发明实施例提供一种控制器，包括：存储器和一个或者多个处理器，存储器与处理器耦合连接，处理器被配置为执行存储器中存储的程序指令，程序指令运行时执行上述的骨折复位的计算机辅助方法。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来发送控制信号。
上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述的骨折复位的计算机辅助方法。
其中，存储介质为计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行上述的骨折复位的计算机辅助方法。
如图3所示，本发明实施例提供一种G形臂X射线装置1，包括正视X射线部分12、侧视X射线部分14，还包括：上述的控制器；所述正视X射线部分12用于拍摄骨折部位2的正位影像，所述侧视X射线部分14用于拍摄骨折部位2的侧位影像，并将所述正位影像和所述侧位影像传输给所述控制器。
正视X射线部分12包括正视X光源和正视接收器，正视X光源和正视接收器分别设置在骨折部位2的上下两侧，正视X光源用于向骨头发射X光源，正视接收器接收经过X光源照射骨折部位2后的得到的正位影像，侧视X光源和侧视接收器分别设置在骨折部位2的左右两侧，侧视X光源用于向骨折部位2发射X光源，侧视接收器接收经过X光源照射骨头后的得到的侧位影像。
在该实施例中，G形臂X射线装置1还包括固定器16、移动台18和显示装置，固定器16用于固定骨折部位2，移动台设置在G形臂X射线装置1的下方，用于移动G形臂X射线装置1，显示装置用于通过三维虚拟仿真的方式将第一骨头22和第二骨头24显示到屏幕上，且在虚拟仿真环境中显示模拟复位的指示动画，这样可以便于医生判断复位方向，医生看起来更为直观，医生可依据三维虚拟仿真，第一骨头22与第二骨头24在空间坐标系内的夹角将患者骨头挪动到大致对齐的位置，然后再拍片进行下一步的微调，此方法减少了X光的拍摄次数，减少了医生和患者受辐射的风险。
控制器可采用MCU等，其中，控制器的功能以及骨折复位的计算机辅助方法的原理均与上述实施例相同，此处不再赘述。
通过以上的实施方式的描述，本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本发明提供的骨折复位的计算机辅助方法，包括获取骨折部位的正位影像和侧位影像，在较为严重的骨折中，骨折为两个骨头具有一定角度的偏移，骨折部分包括第一骨头和第二骨头，正位影像包括第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像，侧位影像包括第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像，根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，从而得到第一骨头的轴线和第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第一骨头和第二骨头在空间坐标系内的矢量确认第一骨头的轴线和第二骨头的轴线在空间内的夹角，两个骨头的轴线在空间内的夹角即为第一骨头和第二骨头在空间内的夹角，即为第二骨头应相对第一骨头转动的角度，从而根据两个骨头的夹角直接得到骨折复位的方向，直接按照该方向做一步挪动即可，简化了骨折复位步骤，提高接骨对齐的精度，提高后续手术效果的精度，改善手术效果，防止二次骨折的发生。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，包括：
获取骨折部位的正位影像和侧位影像，所述正位影像包括第一骨头的正位影像和第二骨头的正位影像，所述侧位影像包括第一骨头的侧位影像和第二骨头的侧位影像；
根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；
根据第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量和第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量确定第一骨头与第二骨头在空间内的夹角。
2.根据权利要求1所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位影像和第一骨头的侧位影像确定在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位影像和第二骨头的侧位影像确定第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位轴线的实际方程；
根据第一骨头的正位轴线的实际方程、第一骨头的侧位轴线的实际方程确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位轴线的实际方程、第二骨头的侧位轴线的实际方程确定第二骨头的轴线在空间内的矢量。
3.根据权利要求2所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位轴线的实际方程包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值；
根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的侧位轴线的实际方程。
4.根据权利要求3所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域；
选取第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值，选取第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值。
5.根据权利要求4所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位骨折边界区域包括：
根据第一骨头的正位影像得到第一骨头的正位边界区域，根据第一骨头的侧位影像得到第一骨头的侧位边界区域，根据第二骨头的正位影像得到第二骨头的正位边界区域，根据第二骨头的侧位影像得到第二骨头的侧位边界区域；
在第一骨头的正位边界区域中选取第一骨头的正位骨折边界区域，根据第一骨头的侧位边界区域选取第一骨头的侧位骨折边界区域，根据第二骨头的正位边界区域选取第二骨头的正位骨折边界区域，根据第二骨头的侧位边界区域选取第二骨头的侧位骨折边界区域。
6.根据权利要求5所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值计算第二骨头的侧位轴线的实际方程包括：
假设第一骨头的正位轴线方程，假设第一骨头的侧位轴线方程，假设第二骨头的正位轴线方程，假设第二骨头的侧位轴线方程；
根据第一骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的正位轴线的实际方程，根据第一骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第一骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第一骨头的侧位轴线的实际方程，根据第二骨头的正位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的正位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的正位轴线的实际方程，根据第二骨头的侧位骨折边界区域的多个像素点的坐标值和假设的第二骨头的侧位轴线方程通过最小二乘算法计算第二骨头的侧位轴线的实际方程。
7.根据权利要求4所述的骨折复位的计算机辅助方法，其特征在于，所述根据第一骨头的正位轴线的实际方程、第一骨头的侧位轴线的实际方程确定第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量，根据第二骨头的正位轴线的实际方程、第二骨头的侧位轴线的实际方程确定第二骨头的轴线在空间内的矢量包括：
假定第一骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第一骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面，假定第二骨头的正位影像所在的平面为XOZ平面，假定第二骨头的侧位影像所在的平面坐标系YOZ平面；
根据第一骨头的正位轴线的实际方程得到第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第一骨头的侧位轴线的实际方程得到第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；根据第二骨头的正位轴线的实际方程得到第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量；根据第二骨头的侧位轴线的实际方程得到第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量；
在第一骨头的轴线上选取一个第一特定点，并获取第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；在第二骨头的轴线上选取一个第二特定点，并获取第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值和在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值；
根据第一骨头的第一特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第一骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第一骨头的第一特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第一骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第一骨头的轴线在空间坐标系内的矢量；根据第二骨头的第二特定点在XOZ平面的正位轴线上的坐标值、第二骨头的正位轴线在XOZ平面的矢量、第二骨头的第二特定点在YOZ平面的侧位轴线上的坐标值以及第二骨头的侧位轴线在YOZ平面的矢量得到第二骨头的轴线在空间坐标系内的矢量。
8.一种控制器，其特征在于，包括：
存储器和一个或者多个处理器，所述存储器与所述处理器耦合连接，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的程序指令，所述程序指令运行时执行权利要求1至7中任一项所述的骨折复位的计算机辅助方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任一项所述的骨折复位的计算机辅助方法。
10.一种G形臂X射线装置，包括正视X射线部分、侧视X射线部分，其特征在于，还包括：如权利要求8所述的控制器；
所述正视X射线部分用于拍摄骨折部位的正位影像，所述侧视X射线部分用于拍摄骨折部位的侧位影像，并将所述正位影像和所述侧位影像传输给所述控制器。
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