CN112914724B - 全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备，其中的方法包括：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。本发明无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱。

Description

全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备。
背景技术
随着3D打印技术的发展，该技术开始应用于临床并在骨科得以广泛应用。其中，3D打印截骨导板(PSI)在全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)中应用广泛并取得较好效果。
TKA术的成功与否取决于膝关节的定位、间隙以及软组织平衡，而三者均依赖于安放假体的正确位置，应用3D打印PSI可通过术前设计和演练考虑到轻微的畸形或骨赘，并可事先确定假体大小、位置和旋转，从而有利于调整下肢力线，使下肢力线接近于中立位，又可以使假体位置安放更加精准；在3D打印PSI辅助下对股骨远端和胫骨近端截骨可以获得精确的截骨量，与传统手术、计算机导航下手术相比，具有更好的手术效果和精确性。
现有的PSI设计方法，需要由专业人员将CT或磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)影像，创建计算机辅助设计(computer aided design，CAD)上设计组件，并进一步转换为医学数字成像和通信。通过在CAD上设计组件，设计转换为STL文件，再由专业人员进行个性化导板的设计和制作。
由此可见，相关技术中的导板设计周期时间较长，且很大程度上依赖设计人员的专业性，不利于产业化的推广。
发明内容
本发明提供一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备，用以解决相关技术中全膝关节置换所用导板设计周期长且依赖专业设计人员的缺陷，实现降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期的目的。
本发明提供了一种全膝关节置换手术导板的设计方法，该方法包括如下步骤：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
根据本发明提供的设计方法，所述获得导板设计数据前，还包括，基于骨面拟合结果对所述导板文件中的导板的位置参数进行调整；和/或，在获得导板设计数据之后，还包括：导出所述导板设计数据并保存。
根据本发明提供的设计方法，所述基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型包括：基于目标部位的医学影像数据，通过数据处理获得三维图像；在所述三维图像上标记出关键解剖参数；基于所述关键解剖参数，选择匹配的假体模型。
根据本发明提供的设计方法，所述设计与所述假体模型适配的导板文件包括：基于所述三维图像和所述假体模型，规划所述目标部位的多个截骨面；根据截骨面对齐原则，生成导板文件；基于截骨器械，确定截骨面导板的定位孔的位置。
根据本发明提供的设计方法，所述导板文件包括：股骨侧导板文件和胫骨侧导板文件。
根据本发明提供的设计方法，所述股骨侧导板文件包括股骨侧导板本体，所述股骨侧导板本体上设置有：股骨远端截骨面确定部、前髁截骨面确定部、股骨远端截骨定位孔、股骨后髁截骨定位孔和股骨导板拟合区。其中，所述股骨远端截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的股骨远端截骨面对齐；所述前髁截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的前髁截骨面对齐；所述股骨远端截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨远端截骨器械的定位孔与股骨远端截骨面之间的相对位置确定；所述股骨后髁截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨后髁截骨器械的定位孔与股骨后髁截骨面之间的相对位置确定；以及，所述股骨导板拟合区基于不同的导板拟合不同的股骨骨面。
根据本发明提供的设计方法，所述胫骨侧导板文件包括胫骨侧导板本体，所述胫骨侧导板本体上设置有：胫骨截骨面确定部、胫骨截骨定位孔、力线杆插孔和胫骨导板拟合区。其中，胫骨截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的胫骨截骨面对齐；所述胫骨截骨定位孔根据与所述假体模型适配的胫骨截骨器械的定位孔与胫骨截骨面之间的相对位置确定；所述力线杆插孔用于模拟使用所述胫骨侧导板本体截骨后胫骨力线的恢复情况，在矢状面上平行于截骨面；以及，所述胫骨导板拟合区基于不同的导板拟合不同的胫骨骨面。
本发明还提供了一种全膝关节置换手术导板的设计装置，该装置包括：假体选择模块、导板适配模块和设计数据获得模块。其中，假体选择模块用于基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；导板适配模块用于生成与所述假体模型适配的导板文件；设计数据获得模块用于将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
本发明还提供一种电子设备，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如上述任一种全膝关节置换手术导板的设计方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种全膝关节置换手术导板的设计方法的步骤。
本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法、装置、电子设备及存储介质中，通过在预先设置的多个假体模型数据库中选择与目标部位医学影像对应的假体模型，基于假体模型，生成导板文件，用于加工制造导板，该导板能够引导全膝关节置换手术中的截骨操作。相对于现有技术而言，无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱，显著提高全膝关节置换导板的生产效率，辅助术者更精确、高效地完成手术，提高手术的临床效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，基于目标部位的医学影像所对应的三维图像进行假体模型匹配的步骤流程示意图；
图3a是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，与股骨和胫骨三维图像所适配的假体模型示意图；
图3b是本发明提供的根据规划生成的导板的示意图之一；
图3c是本发明提供的根据规划生成的导板的示意图之二；
图4是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，导板文件生成的步骤流程示意图；
图5a是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，股骨远端截骨面导板和前髁截骨面导板的示意图；
图5b是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，股骨远端截骨面定位孔示意图；
图5c是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，股骨后髁截骨面定位孔示意图；
图5d是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，股骨导板拟合区示意图；
图6a是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，胫骨截骨面导板和胫骨截骨面定位孔的示意图；
图6b是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，力线杆插孔的示意图；
图6c是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，胫骨导板拟合区的示意图；
图7是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法的流程示意图之二；
图8是本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法的流程示意图之三；
图9是本发明提供的全膝关节置换手术导板设计装置的结构示意图；
图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1描述本发明的导板设计方法。
参照图1，本实施例提供的导板设计方法中的导板用于全膝关节置换手术，该方法包括如下步骤：
步骤S110，基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；
步骤S120，生成与假体模型适配的导板文件。
步骤S130，将导板文件对应的导板模型安放于目标部位进行骨面拟合，获得个性化导板设计数据，用于导板的加工制造。
相对于现有技术而言，本发明提供的方法无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱，显著提高全膝关节置换导板的生产效率，辅助术者更精确、高效地完成手术，提高手术的临床效果。
下面对上述实施例的各个步骤做进一步的说明。
步骤S110，基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型。
该步骤中，目标部位的医学影像数据，可以理解为诸如膝关节相关部位的CT数据、MRI数据等。
在一个具体实施例中，可以通过如图2所示的步骤流程图，进行假体模型的匹配：
步骤S1101，基于目标部位的医学影像数据，通过数据处理获得目标部位对应的三维图像；
可选地，数据处理包括图像分割和三维重建。在一些更优选的实施方式中，可以根据目标部位的医学影像数据，通过现有技术中AI(人工智能)算法，分割出膝关节相关的股骨、胫骨等其他骨骼结构(例如，腓骨、髌骨和籽骨)。基于分割的结果，进行三维重建，获得目标部位的三维图像，例如股骨三维图像或胫骨三维图像。
三维重建可以参考相关技术。在相关技术中，三维重建技术通过深度数据获取、预处理、点云配准与融合、生成表面等过程，把真实场景刻画成符合计算机逻辑表达的数学模型，包括被动式三维重建技术和主动式三维重建技术。其中，被动式三维重建技术包括纹理恢复形状法、阴影恢复形状法和立体视觉法。主动式三维重建技术是指利用如激光、声波、电磁波等光源或能量源发射至目标物体，通过接收返回的光波来获取物体的深度信息，一般有莫尔条纹法、飞行时间法、结构光法和三角测距法等四种方法。
步骤S1102在三维图像上标记出关键解剖参数；
关键解剖参数可以包括关键点、关键轴线、关键角度中的至少一种。关键点包括股骨髓腔不同层面上的中心点、股骨远端最低点、股骨髁间窝顶点、股骨内髁凹点、股骨外髁最高点、胫骨髓腔不同层面上的中心点、胫骨平台最低点、胫骨内侧缘、胫骨外侧缘、胫骨结节内侧缘、后交叉韧带止点的中点等。
关键轴线包括股骨解剖轴、股骨机械轴、胫骨解剖轴、胫骨机械轴、通髁线等。
可选地，胫骨解剖轴和胫骨机械轴为同一轴线。关键角度包括胫股角、远端股骨角等。
在本实施例中，可以通过现有技术中AI(人工智能)算法识别标记识别并标记出上述关键解剖参数信息。
步骤S1103，基于关键解剖参数选择匹配的假体模型。
在根据目标部位的影像数据确定三维图像和关键解剖参数后，可以通过人工或AI识别，为手术的目标部位，匹配假体数据库中合适类型和型号的假体模型。假体模型包括股骨假体模型和胫骨假体模型。
参照图3a，图3a为本发明一个实施例中，为股骨的远端和胫骨的近端匹配的假体模型。
其中，在图3a中，第一行为股骨一端加装股骨假体模型后，三个不同角度的仿真示意图；第二行为胫骨一端加装胫骨假体模型后，三个不同角度的仿真示意图。
关于假体数据库中的假体模型。假体数据库中预先存储有很多现有假体的产品模型(也称假体模型)，假体模型的类型和型号各不相同。
关于假体数据库中假体模型的设计。在一个实施例中，可以通过对正常人关节进行CT扫描，运用数字化技术对关节形态及截骨后形态进行测量，然后建立数字化关节模型数据库，为关节假体设计提供形态学数据。
参照图3b和图3c，示出了规划生成的导板的示意图之一和之二。从这两张图可以看出，导板是根据规划生成的。
下面对步骤S120做进一步地说明。
步骤S120，生成与假体模型适配的导板文件，在一个实施例中，可以包括如图4所示的步骤：
步骤S1201，基于目标部位的三维图像和假体模型，规划目标部位的多个截骨面。
如上，在一些优选的实施方式中，可以通过目标部位的医学影像数据，采用内置的AI(人工智能)算法，分割出膝关节相关的股骨、胫骨等其他骨骼结构，然后，通过三维重建技术，获得目标部位的三维图像，通过AI识别标记识别并标记出关键点、关键轴线、关键角度等参数信息，通过这些信息，即能够规划处目标部位的多个截骨面。
步骤S1202，根据截骨面对齐原则，获得对应的导板文件。
步骤S1203，基于截骨器械，确定截骨面导板的定位孔的位置。
在具体实施时，仅仅生成导板还不够，还要确定导板上的定位孔。这样，在进行手术时，导板通过定位孔进行定位后，就可以进行截骨操作了。
对于全膝关节置换来说，在一个实施例中，导板文件包括股骨侧导板文件和胫骨侧导板文件。
其中，股骨侧导板文件包括：
(1)股骨远端截骨面导板；其中，股骨远端截骨面导板与基于三维图像确定的股骨远端截骨面对齐；
(2)前髁截骨面导板，其中，前髁截骨面导板与基于三维图像确定的股骨前髁截骨面对齐；
(3)股骨远端截骨面定位孔；
(4)股骨后髁截骨面定位孔；以及
(5)股骨导板拟合区。
参照图5a至图5d，为股骨侧各个导板及定位孔的生成示意图。其中，1为示意的股骨远端截骨面导板，2为示意的前髁截骨面导板，3为示意的股骨远端截骨面定位孔，4为示意的股骨后髁截骨面定位孔，5为示意的股骨导板拟合区。
下面具体说明股骨侧导板文件生成原理：
远端截骨面导板：自动对齐术前规划的股骨远端截骨面。
前髁截骨面导板：自动对齐术前规划的股骨前髁截骨面。
股骨远端截骨面定位孔(2个)：根据规划的假体适用的股骨远端截骨器械的定位孔与截骨面之间的相对位置，在导板远端截骨面确定的情况下，自动生成股骨侧导板远端截骨的两个定位孔。
股骨后髁截骨面定位孔(2个)：根据规划的假体适用的股骨后髁截骨器械的定位孔与截骨面之间的相对位置，在导板后髁截骨面确定的情况下，自动生成股骨侧导板后髁截骨的两个定位孔。
股骨导板拟合区：不同系列的导板拟合不同的骨面。
在一个实施例中，胫骨侧导板文件包括：
(1)基于三维图像确定的胫骨导板截骨面对齐的胫骨截骨面；
(2)胫骨截骨面定位孔；
(3)力线杆插孔；以及
(4)胫骨导板拟合区。
参照图6a至图6c，分别为胫骨侧各个导板及定位孔生成示意图。其中，1为示意的胫骨截骨面导板，2为示意的胫骨截骨面定位孔，3为示意的力线杆插孔，4为示意的胫骨导板拟合区。
下面具体说明胫骨侧导板文件生成原理：
胫骨截骨面导板：自动对齐术前规划的胫骨截骨面。
胫骨截骨定位孔(2个)：根据规划的假体适用的胫骨截骨器械的定位孔与截骨面之间的相对位置，在导板胫骨截骨面确定的情况下，自动生成胫骨导板的两个定位孔。
力线杆插孔：力线杆插孔在矢状面上平行于截骨面，在插孔中插入力线杆可模拟使用胫骨导板截骨后胫骨力线的恢复情况。
股骨远端截骨面确定部、前髁截骨面导板确定部、胫骨截骨面确定部可以设计为沟槽形式。
步骤S130，将导板文件对应的导板模型安放于目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
在后续实施中，可以通过3D打印进行导板的加工制造。
在具体实施时，该步骤可以进行如下优化：
1)在获得导板设计数据前，还包括基于骨面拟合结果对导板文件中的位置参数进行调整的步骤。
2)并且，在获得个性化导板设计数据之后，还可以设置导出个性化导板设计数据并保存的步骤。
参照图7，图7为本发明提供的全膝关节置换手术导板的设计方法中，导板设计数据获得的步骤流程图，包括：
步骤S1301，导板文件对应的导板模型安放于目标部位进行骨面拟合；
步骤S1302，基于骨面拟合结果对导板文件中的位置参数进行调整；
步骤S1303，获得导板设计数据；
步骤S1304，导出个性化导板设计数据并保存。
增加了对导板拟合的修改，使设计的导板与目标部位更好的适配，提高手术的临床效果。
参照图8，图8为本发明导板生成方法一个优选实施例的流程示意图，包括：
步骤a，输入目标部位对应的医学影像，构建对应的三维图像，基于三维图像进行术前规划，包括为三维图像适配假体模型；
步骤b，基于术前规划的假体模型，生成导板；
步骤c1，生成股骨侧导板，包括：
步骤c11，导板远端截骨面、前髁截骨面自动对齐术前规划远端截骨面和前髁截骨面；
步骤c12，根据截骨器械，自动确定导板远端截骨定位孔、后髁截骨定位孔；
步骤c2，生成胫骨侧导板，包括：
步骤c21，导板截骨面自动对齐术前规划的胫骨截骨面；
步骤c22，根据截骨器械，自动确定胫骨导板截骨定位孔的位置。
步骤d，将步骤c1和步骤c2确定的导板，放于目标部位进行拟合；
步骤e，判断拟合区域是否需要调整，若需要调整，则导出导板文件，用于打印；若不需要调整，则手动调整导板的位置参数，重新拟合，直至拟合区域完美。
本实施例中，根据三维术前规划的假体及截骨位置，一键生成截骨导板，控制导板截骨平面与术前规划截骨平面自动对齐，安放在相应位置并在界面上显示出来，根据规划的假体适配的截骨器械上截骨面与定位孔的相对位置，自动确定导板上定位孔的位置，人工核对导板与骨头的拟合面是否合适，并对拟合面不合适的导板位置进行微调；导板拟合位置确定后，一键各个导板连同定位孔的对应的文件，用于3D打印。
相对于现有技术而言，无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱，显著提高全膝关节置换导板的生产效率，辅助术者更精确、高效地完成手术，提高手术的临床效果。
下面对本发明提供的导板设计装置进行描述，下文描述的导板设计装置与上文描述的导板设计方法可相互对应参照。
本发明还提供了一种全膝关节置换手术导板的设计装置，参照图9，该装置包括：假体选择模块90、导板适配模块92和设计数据获得模块94。
其中，假体选择模块90用于基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型。导板适配模块92用于生成与假体模型适配的导板文件。设计数据获得模块94用于将导板文件对应的导板模型安放于目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
相对于现有技术而言，无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱，显著提高全膝关节置换导板的生产效率，辅助术者更精确、高效地完成手术，提高手术的临床效果。
优选地，在一个实施例中，设计数据获得模块94中，在获得导板设计数据前，还包括，基于骨面拟合结果对导板文件中的位置参数进行调整；和/或，在获得个性化导板设计数据之后，还包括：导出个性化导板设计数据并保存。
优选地，在一个实施例中，假体选择模块90中包括：三维图像获取单元、标记单元和选择单元。其中，三维图像获取单元用于基于目标部位的医学影像数据，通过数据处理获得三维图像；标记单元用于在三维图像上标记出关键解剖参数；选择单元用于基于关键解剖参数，选择匹配的假体模型。
优选地，在一个实施例中，导板适配模块92包括：截骨面规划单元、导板文件生成单元和位置确定单元。其中，截骨面规划单元用于基于三维图像和假体模型，规划目标部位的多个截骨面；导板文件生成单元用于根据截骨面对齐原则，生成导板文件；位置确定单元用于基于截骨器械，确定截骨面导板的定位孔的位置。
导板文件包括：股骨侧导板文件和胫骨侧导板文件。
其中，股骨侧导板文件包括股骨侧导板本体，股骨侧导板本体上设置有：股骨远端截骨面确定部；其中，股骨远端截骨面确定部与基于三维图像和假体模型确定的股骨远端截骨面对齐；前髁截骨面确定部；其中，前髁截骨面确定部与基于三维图像和假体模型确定的前髁截骨面对齐；股骨远端截骨定位孔；股骨后髁截骨定位孔；以及，股骨导板拟合区。
胫骨侧导板文件包括胫骨侧导板本体，胫骨侧导板本体上设置有：胫骨截骨面确定部，与基于三维图像和假体模型确定的胫骨导板截骨面对齐；胫骨截骨定位孔；力线杆插孔；以及，胫骨导板拟合区。
图10示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1010、通信接口(Communications Interface)1020、存储器(memory)1030和通信总线1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑指令，以执行用于全膝关节置换术的个性化导板设计方法，该方法包括：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
此外，上述的存储器1030中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的用于全膝关节置换术的个性化导板设计方法，该方法包括：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的用于全膝关节置换术的个性化导板设计方法，该方法包括：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种全膝关节置换手术导板的设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；
生成与所述假体模型适配的导板文件；
所述导板文件包括股骨侧导板文件；
所述股骨侧导板文件包括股骨侧导板本体，所述股骨侧导板本体上设置有：
股骨远端截骨面确定部；其中，所述股骨远端截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的股骨远端截骨面对齐；
前髁截骨面确定部；其中，所述前髁截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的前髁截骨面对齐；
股骨远端截骨定位孔；其中，所述股骨远端截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨远端截骨器械的定位孔与股骨远端截骨面之间的相对位置确定；
股骨后髁截骨定位孔；其中，所述股骨后髁截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨后髁截骨器械的定位孔与股骨后髁截骨面之间的相对位置确定；以及
股骨导板拟合区；其中，所述股骨导板拟合区基于不同的导板拟合不同的股骨骨面；
将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，
所述获得导板设计数据前，还包括，基于骨面拟合结果对所述导板文件中的导板的位置参数进行调整；和/或
在获得导板设计数据之后，还包括：导出所述导板设计数据并保存。
3.根据权利要求1或2所述的设计方法，其特征在于，
所述基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型包括：
基于目标部位的医学影像数据，通过数据处理获得三维图像；
在所述三维图像上标记出关键解剖参数；
基于所述关键解剖参数，选择匹配的假体模型。
4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述生成与所述假体模型适配的导板文件包括：
基于所述三维图像和所述假体模型，规划所述目标部位的多个截骨面；
根据截骨面对齐原则，生成导板文件；
基于截骨器械，确定截骨面导板的定位孔的位置。
5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述导板文件还包括胫骨侧导板文件。
6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，所述胫骨侧导板文件包括胫骨侧导板本体，所述胫骨侧导板本体上设置有：
胫骨截骨面确定部，与基于所述三维图像和所述假体模型确定的胫骨截骨面对齐；
胫骨截骨定位孔；其中，所述胫骨截骨定位孔根据与所述假体模型适配的胫骨截骨器械的定位孔与胫骨截骨面之间的相对位置确定；
力线杆插孔；其中，所述力线杆插孔用于模拟使用所述胫骨侧导板本体截骨后胫骨力线的恢复情况，在矢状面上平行于截骨面；以及
胫骨导板拟合区；其中，所述胫骨导板拟合区基于不同的导板拟合不同的胫骨骨面。
7.一种全膝关节置换手术导板的设计装置，其特征在于，该装置包括：
假体选择模块，被配置为基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；
导板适配模块，被配置为生成与所述假体模型适配的导板文件；
所述导板文件包括股骨侧导板文件；
所述股骨侧导板文件包括股骨侧导板本体，所述股骨侧导板本体上设置有：
股骨远端截骨面确定部；其中，所述股骨远端截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的股骨远端截骨面对齐；
前髁截骨面确定部；其中，所述前髁截骨面确定部与基于所述三维图像和所述假体模型确定的前髁截骨面对齐；
股骨远端截骨定位孔；其中，所述股骨远端截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨远端截骨器械的定位孔与股骨远端截骨面之间的相对位置确定；
股骨后髁截骨定位孔；其中，所述股骨后髁截骨定位孔根据与所述假体模型适配的股骨后髁截骨器械的定位孔与股骨后髁截骨面之间的相对位置确定；以及
股骨导板拟合区；其中，所述股骨导板拟合区基于不同的导板拟合不同的股骨骨面；
设计数据获得模块，被配置为将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的全膝关节置换手术导板的设计方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的全膝关节置换手术导板的设计方法的步骤。
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