CN113303906B - 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法 - Google Patents

一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113303906B
CN113303906B CN202110651204.1A CN202110651204A CN113303906B CN 113303906 B CN113303906 B CN 113303906B CN 202110651204 A CN202110651204 A CN 202110651204A CN 113303906 B CN113303906 B CN 113303906B
Authority
CN
China
Prior art keywords
osteotomy
point
ray
simulation
affected side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110651204.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113303906A (zh
Inventor
魏宽海
周扬
陈滨
崔壮
邓伊航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southern Hospital Southern Medical University
Original Assignee
Southern Hospital Southern Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southern Hospital Southern Medical University filed Critical Southern Hospital Southern Medical University
Priority to CN202110651204.1A priority Critical patent/CN113303906B/zh
Publication of CN113303906A publication Critical patent/CN113303906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113303906B publication Critical patent/CN113303906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/17—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
    • A61B17/1703—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires using imaging means, e.g. by X-rays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/17—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
    • A61B17/1732—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires for bone breaking devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107—Visualisation of planned trajectories or target regions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，包括：获取患者患侧CT投影数据和健侧CT投影数据；将患侧CT投影数据和健侧CT投影数据分别输入Mimics中建立对应的只包含肱骨和尺桡骨的患侧三维模型和健侧三维模型；在X‑ray模块中分别对患侧三维模型和健侧三维模型进行X线摄影，获得对应的患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片；根据患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片确定患侧截骨矫形角度；在患侧模拟正位X线片上设计截骨路径；将患侧模拟正位X线片上的截骨路径依据位似原理投影到实体STL上，获得截骨指示点；计算机模拟截骨和手术复位。该方法能够提高提携角的测量精度，有效降低侧方位移量，增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率。

Description

一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法。
背景技术
Mimics是Materialise公司的交互式医学影像控制系统，是一套高度整合而且易用的3D图像生成及编辑处理软件，能输入CT和MRI等各种扫描的数据，建立3D模型进行编辑，可以进行大规模数据的转换处理。
截骨术是骨科的一种矫形手术，多用于先天性骨发育异常、先天性或产伤造成骨关节脱位并畸形愈合、外伤骨折后接骨错位或畸形影响功能等。手术时按设计在固定骨部位作一定形状切断,然后重新连接,改变不正常力线,矫正畸形,改善肢体某些功能。
肱骨楔形截骨手术是截骨术的一个小分支，现有技术中的肱骨楔形截骨手术中，在肘关节X光正位片上用量角器测量提携角，受到体位和测量误差的影响，精确度不高。另外，在经典的French截骨术中，存在侧方位移量大，骨面接触面积小，骨连接稳定性低等问题。
因此，针对现有技术不足，提供一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，可以校准患者因旋后体位依从性不好而导致的测量不准确的提携角，矫形精度高，且可以有效降低侧方位移量，增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率，有利于术中复位和固定。
本发明的目的通过以下技术措施实现。
提供一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，包括以下步骤：
S1：获取患者患侧CT投影数据和健侧CT投影数据；
S2：将患侧CT投影数据和健侧CT投影数据分别输入Mimics中建立对应的只包含肱骨和尺桡骨的患侧三维模型和健侧三维模型；
S3：在X-ray模块中分别对患侧三维模型和健侧三维模型进行X线摄影，获得对应的患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片；
S4：根据患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片确定患侧截骨矫形角度；
S5：在患侧模拟正位X线片上设计截骨路径；
S6：将患侧模拟正位X线片上的截骨路径依据位似原理投影到实体STL上，获得截骨指示点；
S7：计算机模拟截骨和手术复位。
优选的，步骤S1中患侧CT投影数据和健侧CT投影数据均为包含患者肱骨和尺桡骨全段的CT投影数据。
优选的，将CT投影数据输入Mimics中建立只包含肱骨和尺桡骨的三维模型，具体包括以下步骤：
S21：将CT投影数据按照DICOM格式导入Mimics中，建立msc文件模型；
S22：将msc文件模型利用阈值建立蒙版；
S23：在蒙版3D界面中编辑蒙版，利用套索工具调节不同视角擦除除了肱骨和尺桡骨之外的大块骨，获得只包含肱骨和尺桡骨的三维模型。
优选的，在X-ray模块中对三维模型进行X线摄影，获得模拟正位X线片，具体包括以下步骤：
S31：在X-ray模块中选择Virtual X-Ray选项开始进行X线摄影；
S32：命名摄影文件并选取三维模型作为投影对象；
S33：调整X线摄影投影对象位置，使得投影对象中心与X线模拟胶片中心重合且控制投影范围最大化；
S34：调整投影对象旋转角度，使得投影对象矢状面与投影方向垂直进行摄影，获得模拟侧位X线片；
S35：将投影对象旋转90°，重复摄影获得模拟正位X线片。
优选的，步骤S4具体包括以下步骤：
S41：在患侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者患侧的提携角；
S42：在健侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者健侧的提携角，根据患者健侧的提携角以及正常的提携角范围确定患者患侧矫形后的提携角；
S43：将患者患侧的提携角与患者患侧矫形后的提携角做差并取绝对值后获得的角度为矫形角度。
优选的，步骤S5具体包括以下步骤：
S51：在患侧模拟正位X线片上选取肱骨内上髁上缘并标记点A，在点A竖直向上的方向上5mm处标记点B，过点B做水平线BC交内侧皮质骨于点C；
S52：结合CT重建的STL图像，在模拟正位X片上标记鹰嘴窝上缘点D，以点D为参考做在点D上方距离点D10mm的水平线EF交外侧皮质骨于点E，交内侧皮质骨于点F；
S53：在直线EF上方做距离直线EF10mm的水平线GH，交内侧皮质于点G，交外侧皮质于点H；
S54：在水平线GH上找距离点G10mm的点I；
S55：在EF线段上找一点J使得∠ICJ大小等于步骤S43中的矫形角度；
S56：测量并记录∠CJE的大小；
S57：在射线CI上寻找一点K使得CK＝CJ；
S58：在外侧皮质骨线上寻找一点L使得∠CKL＝∠CJE。
S59：依次连接点E、J、C、K和L，获得的折线EJCKL即为截骨路径。
优选的，步骤S6具体是选择Mimics对象列表里的X线片文件，在患侧模拟正位X线片上创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的截骨指示点；
创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的点的具体步骤为：
S61：在实体STL标记出C、E和L点对应的截骨指示点；
具体是，在对象栏中的点上选择Reproduce Point In 3D，并依次选择其中的C、E和L点，选择点时会有选取点对应的投影指示线显示，投影指示线为选取点的空间投影路径，选取点的空间投影路径与STL模型的交点为选取点的投影原始点，即选取点对应的截骨指示点，在实体STL标记选取点对应的截骨指示点；
S63：利用位似原理中投影等比的原理在实体STL中画出J点和K点对应的截骨指示点。
优选的，步骤S6模拟截骨具体是以步骤S6中的5个点为截骨指示点，在Simulate模块中选择Cut to orthogonal screen选项截骨，将中间骨块隐藏；
模拟手术复位具体是将截骨后的肱骨和尺桡骨分为上下2块，然后将上骨块绕C点旋转矫形角大小，Mimics模拟手术复位。
优选的，步骤S34中摄影时的透射参数为0.65。
优选的，步骤S51中点C为模拟截骨手术的截骨旋转中心。
本发明的一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，包括以下步骤：S1：获取患者患侧CT投影数据和健侧CT投影数据；S2：将患侧CT投影数据和健侧CT投影数据分别输入Mimics中建立对应的只包含肱骨和尺桡骨的患侧三维模型和健侧三维模型；S3：在X-ray模块中分别对患侧三维模型和健侧三维模型进行X线摄影，获得对应的患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片；S4：根据患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片确定患侧截骨矫形角度；S5：在患侧模拟正位X线片上设计截骨路径；S6：将患侧模拟正位X线片上的截骨路径依据位似原理投影到实体STL上，获得截骨指示点；S7：计算机模拟截骨和手术复位。本发明的一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法能够模拟双楔形截骨手术，帮助医生确定最佳的手术路径，减小手术损伤，且采用CT和模拟X光的方法，可以校准患者因旋后体位依从性不好的问题导致的测量不准确的提携角，矫形精确度高，且可以有效降低侧方位移量，增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率，有利于术中复位和固定，进而提升手术效果。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法的流程示意图。
图2是实施例1中患侧三维模型效果图，其中图2(a)为正面效果图，图2(b)为侧面效果图。
图3是实施例1中患侧三维模型X线摄影示意图，其中图3(a)为患者患侧模拟正位X线片示意图，图3(b)为图3(a)旋转90°的示意图，图3(c)是X线摄影过程示意图。
图4是实施例1中患侧模拟正位X线片上患侧提携角和矫形角示意图，其中图4(a)为患侧提携角示意图，图4(b)为矫形角示意图。
图5是实施例1中患侧模拟正位X线片上截骨路径设计图。
图6是实施例1中将X线上的规划路径依据位似原理投影到实体STL上的示意图，其中图6(a)是投影前的示意图，图6(b)是投影后的示意图。
图7是实施例2中模拟截骨示意图。
图8是实施例2中模拟手术复位示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。
一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：获取患者患侧CT投影数据和健侧CT投影数据，患侧CT投影数据和健侧CT投影数据均为包含患者肱骨和尺桡骨全段的CT投影数据。
S2：将患侧CT投影数据和健侧CT投影数据分别输入Mimics中建立对应的只包含肱骨和尺桡骨的患侧三维模型和健侧三维模型。将CT投影数据输入Mimics中建立只包含肱骨和尺桡骨的三维模型，具体包括以下步骤：S21：将CT投影数据按照DICOM格式导入Mimics中，建立msc文件模型；S22：将msc文件模型利用阈值建立蒙版；S23：在蒙版3D界面中编辑蒙版，利用套索工具调节不同视角擦除除了肱骨和尺桡骨之外的大块骨，获得只包含肱骨和尺桡骨的三维模型。建立健侧三维模型时将对应的健侧CT投影数据输入Mimics中，建立患侧三维模型时将对应的患侧CT投影数据输入Mimics中。本实施例中，获得的患侧三维模型如图2所示。本实施例中，将msc文件模型利用阈值建立蒙版的CT值选取226-1477。
S3：在X-ray模块中分别对患侧三维模型和健侧三维模型进行X线摄影，获得对应的患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片。在X-ray模块中对三维模型进行X线摄影，获得模拟正位X线片，具体包括以下步骤：S31：在X-ray模块中选择Virtual X-Ray选项开始进行X线摄影；S32：命名摄影文件并选取三维模型作为投影对象；S33：调整X线摄影投影对象位置，使得投影对象中心与X线模拟胶片中心重合且控制投影范围最大化；S34：调整投影对象旋转角度，使得投影对象矢状面与投影方向垂直进行摄影，获得模拟侧位X线片，摄影时的透射参数为0.65；S35：将投影对象旋转90°，重复摄影获得模拟正位X线片。在X-ray模块中对健侧三维模型进行X线摄影，获得健侧模拟正位X线片，在X-ray模块中对患侧三维模型进行X线摄影，获得患侧模拟正位X线片。本实施例中，对患侧三维模型进行X线摄影的过程，以及摄影过程中的患侧模拟正位X线片如图3所示。
S4：确定患侧模拟正位X线片上的截骨矫形角度，具体包括以下步骤：S41：在患侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者患侧的提携角；S42：在健侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者健侧的提携角，根据患者健侧的提携角以及正常的提携角范围确定患者患侧矫形后的提携角；S43：将患者患侧的提携角与患者患侧矫形后的提携角做差并取绝对值后获得的角度为矫形角度。如图4所示，在患侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者患侧的提携角具体是-17.20°。同样按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案测量的患者健侧的提携角为22.73°，由提携角的角度可知患者的健侧有轻微的肘外翻，所以本实施例中跟据提携角的正常范围以及患侧提携角确定患者患侧矫形后的提携角为20°，所以患者患侧矫形角度37.20°。
S5：在患侧模拟正位X线片上设计截骨路径。S5具体包括以下步骤：S51：在模拟正位X线片上选取肱骨内上髁上缘并标记点A，在点A竖直向上的方向上5mm处标记点B，过点B做水平线BC交内侧皮质骨于点C；步骤S51中点C为模拟截骨手术的截骨旋转中心。S52：结合CT重建的STL图像，在模拟正位X片上标记鹰嘴窝上缘点D，以点D为参考做在点D上方距离点D10mm的水平线EF交外侧皮质骨于点E，交内侧皮质骨于点F；S53：在直线EF上方做距离直线EF10mm的水平线GH，交内侧皮质于点G，交外侧皮质于点H；S54：在水平线GH上找距离点G10mm的点I；S55：在EF线段上找一点J使得∠ICJ大小等于步骤S43中的矫形角度；S56：测量并记录∠CJE的大小；S57：在射线CI上寻找一点K使得CK＝CJ；S58：在外侧皮质骨线上寻找一点L使得∠CKL＝∠CJE。S59：依次连接点E、J、C、K和L，获得的折线EJCKL即为截骨路径。模拟正位X线片上截骨路径设计图如图5所示，采用上述方法设计出的截骨路径精确度高，与经典French截骨术相比，在矫形角相同的条件下，可以有效降低侧方位移量，进而增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率，有利于术中复位和固定。
S6：将患侧模拟正位X线片上的截骨路径依据位似原理投影到实体STL上，获得截骨指示点，具体是选择Mimics对象列表里的X线片文件，在模拟正位X线片上创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的截骨指示点。
创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的点的具体步骤为：
S61：在实体STL标记出C、E和L点对应的截骨指示点。如图6所示，具体是在对象栏中的点上选择Reproduce Point In 3D，并依次选择其中的C、E和L点，选择点时会有选取点对应的投影指示线显示，投影指示线为选取点的空间投影路径，选取点的空间投影路径与STL模型的交点为选取点的投影原始点，即选取点对应的截骨指示点，在实体STL标记选取点对应的截骨指示点。S62：利用位似原理中投影等比的原理在实体STL中画出J点和K点对应的截骨指示点。
S7：计算机模拟截骨和手术复位。
该基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，采用CT和模拟X光的方法，可以校准患者因旋后体位依从性不好而导致的测量的不准确提携角，提高矫形精度，并且可以实现模拟截骨手术，帮助医生确定最佳的手术路径，减小手术损伤。另外，该方法可以有效降低侧方位移量，增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率，有利于术中复位和固定。
实施例2。
一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其它特征与实施例1相同，不同之处在于：如图7所示，步骤S7模拟截骨具体是以步骤S6中的5个点为截骨指示点，在Simulate模块中选择Cut to orthogonal screen选项截骨，将中间骨块隐藏；
如图8所示，模拟手术复位具体是将截骨后的肱骨和尺桡骨分为上下2块，然后将上骨块绕C点旋转矫形角大小，Mimics模拟手术复位。
该基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，可以校准患者因旋后体位依从性不好而导致的测量的不准确提携角，提高矫形精度，并且可以实现模拟截骨手术，帮助医生确定最佳的手术路径，减小手术损伤。另外，该方法与经典French截骨术相比，在矫形角相同的条件下，可以有效降低侧方位移量，增加骨面接触面积，提高骨接触稳定性，降低骨不连接率，有利于术中复位和固定。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取患者患侧CT投影数据和健侧CT投影数据；
S2：将患侧CT投影数据和健侧CT投影数据分别输入Mimics中建立对应的只包含肱骨和尺桡骨的患侧三维模型和健侧三维模型；
S3：在X-ray模块中分别对患侧三维模型和健侧三维模型进行X线摄影，获得对应的患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片；
S4：根据患侧模拟正位X线片和健侧模拟正位X线片确定患侧截骨矫形角度；
S5：在患侧模拟正位X线片上设计截骨路径；
S6：将患侧模拟正位X线片上的截骨路径依据位似原理投影到实体STL上，获得截骨指示点；
S7：计算机模拟截骨和手术复位；
步骤S5具体包括以下步骤：
S51：在患侧模拟正位X线片上选取肱骨内上髁上缘并标记点A，在点A竖直向上的方向上5mm处标记点B，过点B做水平线BC交内侧皮质骨于点C；
S52：结合CT重建的STL图像，在模拟正位X片上标记鹰嘴窝上缘点D，以点D为参考做在点D上方距离点D10mm的水平线EF交外侧皮质骨于点E，交内侧皮质骨于点F；
S53：在直线EF上方做距离直线EF10mm的水平线GH，交内侧皮质于点G，交外侧皮质于点H；
S54：在水平线GH上找距离点G10mm的点I；
S55：在EF线段上找一点J使得∠ICJ大小等于步骤S4中的矫形角度；
S56：测量并记录∠CJE的大小；
S57：在射线CI上寻找一点K使得CK＝CJ；
S58：在外侧皮质骨线上寻找一点L使得∠CKL＝∠CJE；
S59：依次连接点E、J、C、K和L，获得的折线EJCKL即为截骨路径。
2.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于，步骤S1中患侧CT投影数据和健侧CT投影数据均为包含患者肱骨和尺桡骨全段的CT投影数据。
3.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于，将CT投影数据输入Mimics中建立只包含肱骨和尺桡骨的三维模型，具体包括以下步骤：
S21：将CT投影数据按照DICOM格式导入Mimics中，建立msc文件模型；
S22：将msc文件模型利用阈值建立蒙版；
S23：在蒙版3D界面中编辑蒙版，利用套索工具调节不同视角擦除除了肱骨和尺桡骨之外的大块骨，获得只包含肱骨和尺桡骨的三维模型。
4.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于，在X-ray模块中对三维模型进行X线摄影获得模拟正位X线片，具体包括以下步骤：
S31：在X-ray模块中选择Virtual X-Ray选项开始进行X线摄影；
S32：命名摄影文件并选取三维模型作为投影对象；
S33：调整X线摄影投影对象位置，使得投影对象中心与X线模拟胶片中心重合且控制投影范围最大化；
S34：调整投影对象旋转角度，使得投影对象矢状面与投影方向垂直进行摄影，获得模拟侧位X线片；
S35：将投影对象旋转90°，重复摄影获得模拟正位X线片。
5.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于：步骤S4具体包括以下步骤：
S41：在患侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者患侧的提携角；
S42：在健侧模拟正位X线片上按照HUMERAL-ELBOW-WRIST ANGLE方案获取患者健侧的提携角，根据患者健侧的提携角以及正常的提携角范围确定患者患侧矫形后的提携角；
S43：将患者患侧的提携角与患者患侧矫形后的提携角做差并取绝对值后获得的角度为矫形角度。
6.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于：步骤S6具体是选择Mimics对象列表里的X线片文件，在患侧模拟正位X线片上创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的截骨指示点；
创建5个与步骤S5中点E、J、C、K和L分别重合的点的具体步骤为：
S61：在实体STL标记出C、E和L点对应的截骨指示点；
具体是，在对象栏中的点上选择Reproduce Point In 3D，并依次选择其中的C、E和L点，选择点时会有选取点对应的投影指示线显示，投影指示线为选取点的空间投影路径，选取点的空间投影路径与STL模型的交点为选取点的投影原始点，即选取点对应的截骨指示点，在实体STL标记选取点对应的截骨指示点；
S63：利用位似原理中投影等比的原理在实体STL中画出J点和K点对应的截骨指示点。
7.根据权利要求6所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于：步骤S7模拟截骨具体是以步骤S6中的5个点为截骨指示点，在Simulate模块中选择Cut toorthogonal screen选项截骨，将中间骨块隐藏；
模拟手术复位具体是将截骨后的肱骨和尺桡骨分为上下2块，然后将上骨块绕C点旋转矫形角大小，Mimics模拟手术复位。
8.根据权利要求4所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于：步骤S34中摄影时的透射参数为0.65。
9.根据权利要求1所述的基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法，其特征在于：步骤S51中点C为模拟截骨手术的截骨旋转中心。
CN202110651204.1A 2021-06-10 2021-06-10 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法 Active CN113303906B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110651204.1A CN113303906B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110651204.1A CN113303906B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113303906A CN113303906A (zh) 2021-08-27
CN113303906B true CN113303906B (zh) 2022-10-14

Family

ID=77378502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110651204.1A Active CN113303906B (zh) 2021-06-10 2021-06-10 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113303906B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113974827B (zh) * 2021-09-30 2023-08-18 杭州三坛医疗科技有限公司 一种手术参考方案生成方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD1712G2 (ro) * 2000-02-28 2002-02-28 Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова Metodă de tratament chirurgical al deformaţii posttraumatice de varus a porţiunii distale a humerusului la copii
CN104997562A (zh) * 2015-07-03 2015-10-28 陆声 一种能够准确定位半肩置换的导航装置及其制作方法
CN107343817B (zh) * 2017-04-11 2020-07-31 天津市天津医院 计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板及制作方法
US20210007806A1 (en) * 2018-03-21 2021-01-14 Vikas KARADE A method for obtaining 3-d deformity correction for bones
CN108765417B (zh) * 2018-06-15 2021-11-05 西安邮电大学 一种基于深度学习和数字重建放射影像的股骨x线片生成系统及方法
CN109771031B (zh) * 2019-03-04 2022-02-11 中南大学湘雅医院 一种导航模板及其制备方法与制备系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113303906A (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102492550B1 (ko) 컴퓨터 지원 악교정 수술 계획을 위한 시스템 및 방법
US11957419B2 (en) External fixator deformity correction systems and methods
Mazzoni et al. Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning
Jiang et al. Three‐dimensional printing in orthopaedic preoperative planning improves intraoperative metrics: a systematic review
Jastifer et al. Three-dimensional printing and surgical simulation for preoperative planning of deformity correction in foot and ankle surgery
US8484001B2 (en) Pre-operative medical planning system and method for use thereof
García-Mato et al. Craniosynostosis surgery: workflow based on virtual surgical planning, intraoperative navigation and 3D printed patient-specific guides and templates
Nadjmi et al. Virtual occlusion in planning orthognathic surgical procedures
Yuan et al. Design, development and clinical validation of computer-aided surgical simulation system for streamlined orthognathic surgical planning
Sinn et al. Stereolithography for craniofacial surgery
Tonin et al. Accuracy of 3D virtual surgical planning for maxillary positioning and orientation in orthognathic surgery
WO2023029923A1 (zh) 膝关节置换的三维术前规划方法及系统
Lintz et al. Weight-bearing CT in foot and ankle pathology
Tu et al. Three-dimensional–printed individualized guiding templates for surgical correction of severe kyphoscoliosis secondary to ankylosing spondylitis: outcomes of 9 cases
Chen et al. Research status and application prospects of digital technology in orthopaedics
Xue et al. Surgical guide and CAD/CAM prebent titanium plate for sagittal split ramus osteotomy in the correction of mandibular prognathism
US20100094308A1 (en) Artificial joint replacement assisting device, artificial joint replacement assisting method using same, and assisting system
CN113303906B (zh) 一种基于Mimics的计算机模拟双楔形截骨方法
Kim et al. Reliability and accuracy of a method for measuring temporomandibular joint condylar volume
Carneiro et al. A new model of customized maxillary guide for orthognathic surgery: precision analysis
Kashyap et al. Cervical pedicle screw guiding jig, an innovative solution
Du et al. Treatment of skeletal open bite using a navigation system: CAD/CAM osteotomy and drilling guides combined with pre-bent titanium plates
Becker et al. Three-dimensional planning in orthognathic surgery using cone-beam computed tomography and computer software
Stamatakis et al. Head positioning in a cone beam computed tomography unit and the effect on accuracy of the three‐dimensional surface mode
Lo et al. Applications of three-dimensional imaging techniques in craniomaxillofacial surgery: A literature review

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant