CN112370157B - 一种双骨折复位轨迹规划方法及复位系统 - Google Patents
一种双骨折复位轨迹规划方法及复位系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双骨折复位轨迹规划方法及复位系统,所述方法包括:获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;生成远端模型副本,以较粗远端模型为基准,采用远端模型副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;根据虚拟复位模型,生成复位轴;生成复位轴的模型副本,以较粗远端模型为基准,将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准;根据复位轴副本及复位轴,获取两个断骨的复位轨迹。本发明能够得到多个阶段的轨迹,根据复位阶段依次根据轨迹进行复位,能够最大限度的减少对患者的二次伤害,减少患者痛苦,适合临床应用。
Description
技术领域
本发明属于计算机辅助医疗技术领域,尤其涉及一种双骨折复位轨迹 规划方法及复位系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,不必然构 成在先技术。
双骨折,双骨折,如下肢的胫腓骨骨折和上肢的尺桡骨骨折,因其功 能特点不同,治疗上具有一定的特殊性,如果治疗不及时或复位效果不理 想,极易影响功能的恢复,严重影响患者的生活质量。复位方法包括闭合 复位和手术复位。闭合复位很大程度上依赖于医生的经验,其手法和力度 与复位效果密切相关,而手术复位方法则存在创伤大,经济负担重,愈合 较慢等问题。
目前实现骨折复位的技术中,有很多科研机构采用机器人进行复位, 而机器人复位又包括并联机器人复位和串联机器人复位,并联机器人因其 结构限制,很难同时对双骨折进行复位,而串联机器人活动空间大,能同 时对双骨折进行复位,但也存在机械臂载重力不足的问题,影响复位效果。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种双骨折复位轨迹规划 方法及复位系统,通过构建复位轴,将远端和近端模型之间的匹配转换为 复位轴之间的匹配,从而将原来复杂的复位轨迹规划,转化为简单的四步 复位法,能够得到更适合临床的复位轨迹。
为实现上述目的,本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案:
一种双骨折复位轨迹规划方法,包括以下步骤:
获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;
生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型组合副 本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
根据虚拟复位模型,生成复位轴;
生成复位轴的模型副本,以较粗远端模型为基准,将复位轴副本与较 粗远端模型副本的组合体进行配准;
根据复位轴副本及复位轴,获取两个断骨的复位轨迹。
进一步地,得到两个断骨的虚拟复位模型包括:
以较粗远端模型为基准,基于远端模型副本和近端模型的骨折断面形 态特征进行配准;或者,接收用户针对远端模型副本和较细近端模型的虚 拟复位操作,使远端模型副本与近端模型实现拼接,得到虚拟复位模型。
进一步地,所述复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段,且复位轴 上设有标识位;
所述复位轴为圆柱体模型,所述标识位为圆球模型。
进一步地,建立虚拟复位模型后,根据较细近端模型的原始位置和虚 拟复位模型中的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;
进一步地,将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准后, 根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计算得到较细远 端模型的轨迹。
进一步地,根据复位轴副本及复位轴,获取两个断骨的复位轨迹包括:
以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之间间隔一 定距离的轨迹;
依次计算使得复位轴副本与复位轴对线的轨迹,以及使得复位轴副本 与复位轴上标识位对位的轨迹;
计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹。
一个或多个实施例提供了一种双骨折复位轨迹规划系统,包括:
三维建模模块,获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
模型分割模块,对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型 组合;
虚拟复位模块,生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对 远端模型组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
复位轴生成模块,根据虚拟复位模型,生成复位轴;
复位轴复位模块,生成复位轴的模型副本,以较粗远端模型为基准, 将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准;
轨迹生成模块,根据复位轴副本及复位轴,获取两个断骨的复位轨迹。
一个或多个实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储 在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序 时实现所述双骨折复位轨迹规划方法。
一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算 机程序,该程序被处理器执行时实现所述双骨折复位轨迹规划方法。
一个或多个实施例提供了一种双骨折复位系统,包括:手术床、第一 机械臂、第二机械臂、骨骼外固定装置、牵引装置和处理器;所述机械臂 设于手术台边缘;第一机械臂和第二机械臂末端均设有断骨夹持装置,断 骨夹持装置用于连接夹持螺纹针;所述第一机械臂、第二机械臂和牵引装 置均与处理器连接;
所述处理器被配置为执行所述双骨折复位轨迹规划方法,并生成控制 指令发送至第一机械臂、第二机械臂或牵引装置。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
本发明提供了一种专用于双骨折的复位轨迹规划方法和复位系统,能 够为双骨折的临床治疗提供参考方案,辅助医务人员完成精准复位;并且, 基于规划的轨迹及复位系统实施复位,减少了对医务人员经验的依赖,大 大提高了复位的工作效率。
本发明提出了过牵、对位、对线和回缩的四步复位法,即将复位过程 划分为多个阶段,通过构建复位轴及其副本,并分别与近端模型和远端模 型副本进行绑定,实现了将远端和近端模型之间的匹配转换为复位轴及其 副本之间的匹配;基于复位轴及其副本之间的匹配实现多个阶段的划分和 轨迹计算,分阶段的轨迹包括:较细近端模型复位轨迹、两个断骨远端牵 引轨迹、较粗断骨远端对位对线轨迹、较细远端模型对线对位轨迹、两个断骨远端回缩轨迹,使得复位系统能够分阶段依次按照该阶段的轨迹进行 复位,能够最大限度的减少对患者的二次伤害,减少患者痛苦,具有临床 意义。
本发明针对传统并联方法不能实现双骨折复位,串联方法承载力不足 的问题,提供了基于双机械臂的双骨折复位系统,并且引入牵引装置,使 得机械臂不用负担重力作用,只需进行复位。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解, 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不 当限定。
图1为本发明实施例中的双骨折复位轨迹规划方法流程图;
图2为本发明实施例中双骨折示意图;
图3为本发明实施例中虚拟复位示意图;
图4为本发明实施例中腓骨近端原始状态示意图;
图5为本发明实施例中腓骨近端根据复位轨迹得到的复位状态示意图;
图6为本发明实施例中基于复位轴和复位轴副本到达过牵状态示意图;
图7为本发明实施例中腓骨远端原始状态示意图;
图8为本发明实施例中过牵状态下腓骨远端根据复位轨迹得到的复位 状态示意图;
图9为本发明实施例中基于复位轴和复位轴副本到达对线对位状态示 意图;
图10为本发明实施例中基于复位轴和复位轴副本执行回缩示意图;
图11为本发明实施例中断骨夹持装置结构示意图;
图12为本发明实施例中万向夹持器结构示意图;
图13为本发明实施例中末端夹持器结构示意图;
图14为本发明实施例中骨骼外固定装置结构示意图;
图15为本发明实施例中的双骨折复位系统复位具体流程图。
图中,1、万向夹持器,2、固定基座,3、L形支架,4、近端骨骼夹持 装置,5、远端骨骼夹持装置,101、万向转动部件,102、滑动杆,103、 凸形块,104、旋转块,105、压紧块,106、末端夹持机构,107、偏心杆, 108、球头连杆,109、端盖,110、滑杆,111、螺母。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的 说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属 技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非 意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文 另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的 是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、 步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组 合。
实施例一
针对胫腓骨或尺桡骨双骨折复位,本实施例公开了一种双骨折复位轨 迹规划方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤1:获取骨折部位CT图像,进行三维重建,并对断骨模型进行分 割,得到近端模型组合和远端模型组合;
由于胫腓骨或尺桡骨的两个骨骼端部都由韧带连接,如图2所示,近 端模型组合包括两个端部相连的近端模型,远端模型组合包括两个端部相 连的远端模型。下文中,两个相连的近端模型连接点记为上胫腓联合或上 尺桡联合,作为近端较细断骨的旋转中心,两个相连的远端模型连接点记 为下胫腓联合或下尺桡联合,作为远端较细断骨的旋转中心。
由于胫腓骨的特点是胫骨粗、腓骨细,尺桡骨的特点是尺骨近端粗远 端细、桡骨远端粗近端细,近端的两个断骨和远端的两个断骨都有粗细之 分。下文中,较粗远端模型指代胫骨或桡骨的远端模型,较细远端模型指 代腓骨或尺骨的远端模型,近端较粗模型指代胫骨或尺骨的近端模型,近 端较细断骨指代腓骨或桡骨的近端模型。
并且下文中,生成某模型的副本即为对该模型进行复制操作得到的复 制模型。
步骤2:生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型 组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
其中,虚拟复位操作可以计算机自动完成,也可以借助软件由用户手 动完成。具体地,计算机自动完成的方式为:生成远端模型的模型副本, 保持较粗远端模型不动,基于远端模型副本和近端模型的骨折断面形态特 征进行配准;借助软件由用户手动完成的方式为:生成远端模型的模型副 本,接收用户针对远端模型副本的虚拟复位操作,使模型副本与近端模型 实现拼接,得到两个断骨的虚拟复位模型,作为一种实施方式,可借助三 维建模软件,对远端模型执行拖动、旋转等操作,使远端模型与近端模型 的断面实现拼接。
结合虚拟复位结果,根据较细近端模型的原始位置和虚拟复位模型中 的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;如图4-5所示,本实施例中,所 述较细近端模型的复位轨迹是以上胫腓联合或上尺桡联合为旋转中心进行 的旋转角度。
尽管虚拟复位操作能够得到远端模型匹配到近端模型的轨迹,但是, 因为人体骨骼周围有皮肤肌肉覆盖,所以真正的骨折复位是在限制空间内 的复位,而这个轨迹并不适合临床操作,不适合对患者的断骨执行该轨迹, 因此,在下一步中,本实施例构建了复位轴,基于复位轴将复位过程划分 为多个阶段,使得复位系统能够分阶段依次按照该阶段的轨迹进行复位, 具有临床意义。
步骤3:根据虚拟复位模型,生成复位轴,所述复位轴上设有标识位, 且所述复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段;
本实施例中,所述复位轴与两个断骨大致平行,具体地,可以与其中 任一个断骨平行,也可呈一定夹角。并且,所述复位轴为圆柱体模型,所 述标识位为圆球模型。如图3所示,图中圆点即圆球模型。本领域技术人 员可以理解,所述复位轴和标识位也可以为其他形状的模型,在此不做限 定。
步骤4:生成复位轴的副本,在复位轴与其模型副本重合的前提下,将 复位轴与较粗近端模型绑定,将复位轴副本与较粗远端模型副本绑定,得 到远端副本组合体;以较粗远端模型为基准,将远端副本组合体进行配准;
配准后,较粗远端模型副本及复位轴副本被移动到远端模型处,此时, 就将远端模型到近端模型的轨迹规划问题,转换为了复位轴副本到复位轴 的轨迹规划问题。
此时由于远端模型及其副本在远端模型的初始位置,可获取较细远端 模型的轨迹:根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计 算得到较细远端模型的轨迹,如图7-8所示;本实施例中,所述较细远端 模型的复位轨迹是以下胫腓联合或下尺桡联合为旋转中心进行的旋转角 度。
步骤5:根据复位轴及其模型副本上的标识位,获取两个断骨的复位轨 迹。
本实施例中,采用过牵、对线、对位和回缩的四步复位法寻求断骨远 端的复位路径。具体包括:
步骤5.1:以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之 间间隔一定距离(1-2cm)的轨迹,该轨迹用于对两个断骨的远端模型同时 进行过牵,过牵示意图如图6所示;
步骤5.2:以踝关节为旋转中心和腕关节为旋转中心,计算使得复位轴 副本与复位轴对线的轨迹,然后计算使得复位轴副本与复位轴上标识位对 位的轨迹,两个轨迹分别用于较粗远端模型进行对线和对位,如图9所示;
步骤5.3:计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹,该 轨迹用于对两个断骨的远端模型同时进行回缩,如图10所示。
步骤6:输出两个断骨的复位轨迹,包括:较细近端模型复位轨迹(步 骤2)、较细远端模型对线对位轨迹(步骤4)、两个断骨远端牵引轨迹(步 骤5.1)、较粗远端模型对位对线轨迹(步骤5.2)、两个断骨远端回缩轨 迹(步骤5.3)。
基于上述方法,本实施例还提供了一种双骨折复位轨迹规划系统,包 括:
三维建模模块,获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
模型分割模块,对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型 组合;
虚拟复位模块,生成远端模型副本,以较粗远端模型为基准,采用远 端模型副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
复位轴生成模块,根据较粗断骨的虚拟复位模型,生成与其平行的复 位轴;
复位轴复位模块,生成复位轴的模型副本,以较粗远端模型为基准, 将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准;
轨迹生成模块,根据复位轴副本及复位轴,获取两个断骨的复位轨迹。
基于上述方法,本实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理 器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行 所述程序时实现上述方法。
基于上述方法,本实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存 储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述方法。
上述系统、电子设备和可读存储介质中涉及的各步骤与方法相对应, 具体实施方式可参见方法的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质” 应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质;还应当被理解 为包括任何介质,所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行 的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本领域技术人员应该明白,上述各模块或各步骤可以用通用的计算机 装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从 而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制 作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成 电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
实施例二
本实施例的目的是在实施例一提供了一种双骨折复位轨迹规划方法的 基础上,提供一种复位系统,包括:手术床、第一机械臂、第二机械臂、 断骨夹持装置、多个骨骼外固定装置、牵引装置、第一机械臂控制柜、第 二机械臂控制柜和处理器。微处理器分别与第一机械臂控制柜、第二机械 臂控制柜连接,第一机械臂控制柜、第二机械臂控制柜分别与第一机械臂 和第二机械臂连接,用于驱动第一机械臂和第二机械臂,微处理器还通过 驱动电机与牵引装置连接。
所述手术床包括基座和手术床主体,手术床主体能够沿基座滑动,以 方便患者平躺上去;基座上还设有会阴柱,能够沿手术床主体滑动;手术 床下肢区域的相应部分设有开口,开口大小使得会阴柱能够穿过且能够沿 开口活动以调整位置,会阴柱用于固定患者,防止牵引复位时发生活动, 以影响复位效果。
所述第一机械臂和第二机械臂分别通过可移动基座连接在手术床边 缘,可根据患者的骨折部位调整位置。其中,第一机械臂和第二机械臂末 端均连接断骨夹持装置,断骨夹持装置用于夹持置入断骨中的螺纹针,第 一机械臂和第二机械臂分别用于复位较粗和较细的断骨。
如图11所示,所述断骨夹持装置设于机械臂末端,包括固定基座和万 向夹持器。固定基座实现断骨夹持装置与机械臂末端连接,万向夹持器固 定在固定基座上。可选的,固定基座可以采用圆盘形固定架,所述圆盘形 固定架上设置螺纹孔,通过螺纹孔固定在机械臂的末端。通过固定基座连 接机械臂可以实现夹持装置的空间位置的调整。所述固定架上设置有对称 的螺钉孔,通过螺钉孔固定万向夹持器。固定基座还可以设置与万向夹持器的端盖匹配的固定座,所述固定座的形状与端盖相匹配。
本实施例中,如图12所示,万向夹持器包括依次连接的万向转动部件、 滑动杆、以及设置在滑动杆上的末端夹持机构。可选的,万向转动部件可 以采用万向节,具体的结构可包括球头连杆和设置在球头连杆两端的端盖, 所述端盖内设置与球头连杆的球头匹配的凹槽。万向转动部件可以实现三 维空间内的转动,作为万向夹持器的转动关节,提高了角度调节的灵活性。 所述末端夹持机构用于夹持螺纹针,在医护人员对螺纹针、万向夹持器均 操作完成后,锁死万向夹持器的活动关节,由机械臂带动螺纹针进行牵引 复位。
如图14所示,所述骨骼外固定装置通过通过螺钉固定在电动手术台的 边缘,包括L形支架和设于支架一侧的骨骼夹持装置。所述骨骼夹持装置 与L形支架可旋转的连接,所述骨骼夹持装置包括用于远端骨骼夹持装置 和近端骨骼夹持装置,用于夹持一个断骨的远端和近端,且远端骨骼夹持 装置和近端骨骼夹持装置之间转动连接。远端骨骼夹持装置和近端骨骼夹 持装置均包括滑动杆和设置在滑动杆上的至少两个末端夹持机构,所述末端夹持机构用于夹持螺纹针。其中,骨骼夹持装置的各个连接机构均能够 锁定,用于夹持螺纹针后进行固定。
本实施例中,万向夹持器和骨骼夹持装置中涉及的滑动杆及末端夹持 机构结构相同,所述滑动杆包括滑动杆杆体,以及设置在滑动杆杆体内设 定长度和宽度的滑槽。通过滑槽固定末端夹持机构,通过滑动杆能够实现 末端夹持机构的远近滑动。如图13所示,所述末端夹持机构包括滑杆,在 滑杆上依次设置的凸形块、旋转块和压紧块,所述凸形块上端设置凸台, 通过凸台与旋转块可转动连接,所述旋转块与压紧块的接触面上设置螺纹针固定孔。可选的,螺纹针固定孔可以设置为V形槽。凸形块上端设置凸 台的外表面与旋转块的内壁相配合,实现旋转块的定位,使得转动过程中 不会横向移动,螺纹针固定孔用于固定螺纹针。末端夹持机构能够实现360 度的转动,可以作为万向夹持器的旋转关节。
所述牵引装置包括轴向往返运动装置和脚部/腕部固定件,其中,轴向 往返运动装置末端与脚部/腕部固定件连接,由驱动电机驱动,在患者脚部 /腕部固定后能够实现牵拉。本实施例中,所述轴向往返运动装置采用丝杆 升降装置,所述丝杆升降装置设于支撑架上。所述支撑架为6自由度并联 装置,包括上板和下板,以及上板和下板之间的升降装置,下板下方设有 多个万向轮,均配备万向轮锁,能够实现牵引装置位置的按需调整。
处理器被配置为执行如实施例一中所述的复位轨迹规划方法,得到较 细近端模型复位轨迹、较细远端模型对线对位轨迹、两个断骨远端牵引轨 迹、较粗远端模型对位对线轨迹、两个断骨远端回缩轨迹;此外,还计算 第一机械臂、第二机械臂和牵引装置运动时所需的速度,在复位过程中, 分阶段将控制指令发送至第一机械臂、第二机械臂或牵引装置。
以尺桡骨复位为例,所述复位系统工作原理如下:
(1)患者平躺在手术台上后,将会阴柱移动至合适位置,对患者进行 固定;
(2)首先对患肢进行预牵引,分别在尺骨和桡骨的近端和远端打入螺 纹针,并对尺骨和桡骨分别采用骨骼外固定装置进行固定,将患肢连同外 固定装置进行CT扫描,基于实施例一的方法得到桡骨近端、和尺骨桡骨远 端的复位轨迹。
(3)将患者的腕部通过腕部固定件与牵引装置连接;调整牵引装置, 使其牵引力方向与轴线一致;
(4)根据实施例一求得的桡骨近端的复位轨迹,控制第二机械臂对桡 骨近端进行复位,复位后,拆除第二机械臂对桡骨近端上螺纹针的夹持, 并采用骨骼外固定装置对桡骨近端进行固定;
(5)采用第一机械臂固定尺骨远端,采用第二机械臂固定桡骨远端, 根据实施例一中求得的尺骨远端(较细远端断骨)复位轨迹,控制第一机 械臂对尺骨远端进行复位;
(6)根据实施例一求得的尺桡骨远端的复位轨迹,基于第一机械臂和 第二机械臂,以及牵引装置,使尺桡骨远端与近端的断面相距一定距离 (1-2cm);
(7)基于第一机械臂和第二机械臂,以及牵引装置,同时对尺骨远端 和桡骨远端进行对线和对位;这一操作结束后,远端与近端的轴线应该是 完全对齐的;
(8)控制第一机械臂和第二机械臂,以及牵引装置同步回缩,控制尺 骨远端和桡骨远端沿轴线线方向复位。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本 发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案 的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或 变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种双骨折复位轨迹规划系统,其特征在于,包括:
三维建模模块,获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
模型分割模块,对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;
虚拟复位模块,生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
复位轴生成模块,根据虚拟复位模型,生成复位轴,复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段,且复位轴上设有标识位;建立虚拟复位模型后,根据较细近端模型的原始位置和虚拟复位模型中的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;
复位轴复位模块,生成复位轴的副本,在复位轴与其模型副本重合的前提下,将复位轴与较粗近端模型绑定,将复位轴副本与较粗远端模型副本绑定,得到远端副本组合体;以较粗远端模型为基准,将远端副本组合体进行配准;将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准后,根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计算得到较细远端模型的轨迹;
轨迹生成模块,根据复位轴及其模型副本上的标识位,获取两个断骨的复位轨迹,具体包括:
较细近端模型的轨迹和较细远端模型的轨迹;
以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之间间隔一定距离的轨迹;
依次计算使得复位轴副本与复位轴对线的轨迹,以及使得复位轴副本与复位轴上标识位对位的轨迹;
计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹。
2.如权利要求1所述的一种双骨折复位轨迹规划系统,其特征在于,得到两个断骨的虚拟复位模型包括:
以较粗远端模型为基准,基于远端模型副本和近端模型的骨折断面形态特征进行配准,得到虚拟复位模型;或者,接收用户针对远端模型副本和较细近端模型的虚拟复位操作,使远端模型副本与近端模型实现拼接,得到虚拟复位模型。
3.如权利要求1所述的一种双骨折复位轨迹规划系统,其特征在于,所述复位轴为圆柱体模型,所述标识位为圆球模型。
4.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行:
获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;
生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
根据虚拟复位模型,生成复位轴,复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段,且复位轴上设有标识位;建立虚拟复位模型后,根据较细近端模型的原始位置和虚拟复位模型中的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;
生成复位轴的副本,在复位轴与其模型副本重合的前提下,将复位轴与较粗近端模型绑定,将复位轴副本与较粗远端模型副本绑定,得到远端副本组合体;以较粗远端模型为基准,将远端副本组合体进行配准;将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准后,根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计算得到较细远端模型的轨迹;
根据复位轴及其模型副本上的标识位,获取两个断骨的复位轨迹,具体包括:
较细近端模型的轨迹和较细远端模型的轨迹;
以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之间间隔一定距离的轨迹;
依次计算使得复位轴副本与复位轴对线的轨迹,以及使得复位轴副本与复位轴上标识位对位的轨迹;
计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹。
5.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现:
获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;
生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
根据虚拟复位模型,生成复位轴,复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段,且复位轴上设有标识位;建立虚拟复位模型后,根据较细近端模型的原始位置和虚拟复位模型中的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;
生成复位轴的副本,在复位轴与其模型副本重合的前提下,将复位轴与较粗近端模型绑定,将复位轴副本与较粗远端模型副本绑定,得到远端副本组合体;以较粗远端模型为基准,将远端副本组合体进行配准;将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准后,根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计算得到较细远端模型的轨迹;
根据复位轴及其模型副本上的标识位,获取两个断骨的复位轨迹,具体包括:
较细近端模型的轨迹和较细远端模型的轨迹;
以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之间间隔一定距离的轨迹;
依次计算使得复位轴副本与复位轴对线的轨迹,以及使得复位轴副本与复位轴上标识位对位的轨迹;
计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹。
6.一种双骨折复位系统,其特征在于,包括:手术床、第一机械臂、第二机械臂、骨骼外固定装置、牵引装置和处理器;所述机械臂设于手术台边缘;第一机械臂和第二机械臂末端均设有断骨夹持装置,断骨夹持装置用于连接夹持螺纹针;所述第一机械臂、第二机械臂和牵引装置均与处理器连接;
所述处理器被配置为执行双骨折复位轨迹规划方法,并生成控制指令发送至第一机械臂、第二机械臂或牵引装置;
所述双骨折复位轨迹规划方法包括:
获取双骨折部位医学图像,并进行三维重建;
对三维模型进行分割,得到近端模型组合和远端模型组合;
生成远端模型组合副本,以较粗远端模型为基准,对远端模型组合副本进行虚拟复位,得到两个断骨的虚拟复位模型;
根据虚拟复位模型,生成复位轴,复位轴长度大于两个断骨中最长的骨折段,且复位轴上设有标识位;建立虚拟复位模型后,根据较细近端模型的原始位置和虚拟复位模型中的位置,计算得到较细近端模型的轨迹;
生成复位轴的副本,在复位轴与其模型副本重合的前提下,将复位轴与较粗近端模型绑定,将复位轴副本与较粗远端模型副本绑定,得到远端副本组合体;以较粗远端模型为基准,将远端副本组合体进行配准;将复位轴副本与较粗远端模型副本的组合体进行配准后,根据较细远端模型的原始位置和远端模型副本中的位置,计算得到较细远端模型的轨迹;
根据复位轴及其模型副本上的标识位,获取两个断骨的复位轨迹,具体包括:
较细近端模型的轨迹和较细远端模型的轨迹;
以复位轴为基准,计算使得复位轴副本与复位轴上标识位之间间隔一定距离的轨迹;
依次计算使得复位轴副本与复位轴对线的轨迹,以及使得复位轴副本与复位轴上标识位对位的轨迹;
计算使得复位轴副本与复位轴上标识位完全重合的轨迹。
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