医用接骨板数字化定制的方法技术

本发明专利技术涉及医用软件领域，涉及医用接骨板数字化定制的方法，包括：导入骨头模型；接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点，根据关键点生成接骨板的中心线；接收用户输入的偏移值，根据关键点和偏移值生成接骨板的边界线；根据边界线确定接骨板的轮廓；接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点并配置打孔点的属性信息；生成骨头模型表面的点云；根据点云生成接骨板数字化定制文件，根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型。本发明专利技术中，用户通过所见即所得的曲线编辑，能制作出自己想要的钢板轮廓，并且能根据特定的骨头模型定制出能适配该骨头大小和形状的接骨板，提高接骨板定制的效率。

Digital customization method of medical plate

The invention relates to the field of medical software, and relates to a method for digital customization of medical bone plate, including: importing a bone model; drawing key points on the bone model by receiving user input, generating the center line of the plate according to the key points; receiving the offset value input by the user, and generating the edge of the plate according to the key points and offset values. Boundary line; determine the outline of the plate according to the boundary line; receive user input in the center line to select the drilling point of the plate and configure the attribute information of the drilling point; generate the point cloud on the surface of the bone model; generate the digitized customized file of the plate according to the point cloud; generate the digitized customized file for NC machining or 3D punching according to the digitized customized file. India's bone plate model. In the invention, the user can edit the WYSIWYG curve to make the profile of the plate he wants, and can customize the plate according to the specific bone model, which can adapt the size and shape of the bone, so as to improve the customization efficiency of the plate.

【技术实现步骤摘要】
医用接骨板数字化定制的方法
本专利技术涉及医用软件领域，特别涉及一种医用接骨板数字化定制的方法。
技术介绍
医院对骨折，骨肿瘤等骨创伤患者进行治疗的过程中，常常需要进行骨科手术，植入钢板以固定骨头。医用接骨板的制作主要有两个途径：(1)通过医疗器械厂批量生产通用型接骨板；(2)医生掌握CAD建模软件的使用能力，通过CAD软件手动建立出与患者骨头形状和大小适配的钢板模型，然后交给数控加工厂家把钢板加工出来。但这些方式存在如下的缺点：(1)由于人类骨骼的形态、大小存在差异，而骨创伤的状况更是千差万别，因此医疗器械厂批量生产的通用型骨科钢板并不能很好地适配患者骨头的形状和大小。(2)由于CAD建模软件并不专门用于接骨板定制，而适配于患者骨头的钢板形状通常较为复杂，因此使用通用CAD建模软件建立骨科钢板会非常繁琐和耗时。
技术实现思路
本专利技术的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的实施方式需要提供一种医用接骨板数字化定制的方法。本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法，包括：S1，导入骨头模型；S2，接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点，根据关键点生成接骨板的中心线；S3，接收用户输入的偏移值，根据关键点和偏移值生成接骨板的边界线；S4，根据边界线确定接骨板的轮廓；S5，接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点并配置打孔点的属性信息；S6，生成骨头模型表面的点云；S7，根据点云生成接骨板数字化定制文件，根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型。一个实施方式中，S2包括：接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点；根据关键点生成多条曲线；将多条曲线投影到骨头模型上，生成包含多条曲线的接骨板的中心线。一个实施方式中，S3包括：接收用户输入的针对不同关键点的不同偏移值；根据不同关键点和每个关键点对应的偏移值生成接骨板不同的边界线。一个实施方式中，中心线包括至少两条曲线，则S4包括：根据至少两条曲线中每条曲线对应的边界线共同确定接骨板的轮廓。一个实施方式中，中心线仅由一条曲线构成，则边界线包括上、下、左、右四条边界线，S4包括：根据上、下、左、右四条边界线确定接骨板的轮廓。一个实施方式中，S5包括：接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点的初始位置；接收用户输入对打孔点的初始位置在中心线上进行调整；将调整后打孔点的位置确定为打孔点的最终位置；配置打孔点的属性信息。一个实施方式中，打孔点的属性信息包括孔的大小、方向和倒角中的任意一种或几种。一个实施方式中，S6中点云的面积与接骨板的轮廓覆盖的面积一致。一个实施方式中，S7中生成接骨板数字化定制文件包括：生成包括关键点、边界线、打孔点、打孔点的属性信息、点云在内的接骨板数字化定制文件。一个实施方式中，S7中根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型包括通过预置的CAD插件在CAD软件中执行以下操作：根据点云生成拟合曲线；根据关键点生成中心线的样条曲线；根据关键点获得边界线的样条曲线；根据拟合曲线、中心线的样条曲线、边界线的样条曲线在骨头模型的曲面进行投影生成接骨板的轮廓线；由接骨板的轮廓线进行预置的处理获得钢板实体模型；根据打孔点和打孔点的属性信息对钢板实体模型调整，获得用于数控加工或3D打印的接骨板最终模型。本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法，用户通过所见即所得的曲线编辑，能制作出自己想要的钢板轮廓，并且能根据特定的骨头模型定制出能适配该骨头大小和形状的接骨板，提高接骨板定制的效率。本专利技术的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法的流程示意图；图2是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法中的中心线示意图；图3是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法中的接骨板轮廓示意图；图4是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法中的打孔点示意图；图5是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法中的点云示意图；图6是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法中的钢板模型示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅可用于解释本专利技术的实施方式，而不能理解为对本专利技术的实施方式的限制。请参阅图1，图1是本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法的流程示意图。本专利技术实施方式的医用接骨板数字化定制的方法，包括：S1，导入骨头模型。S2，接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点，根据关键点生成接骨板的中心线。S3，接收用户输入的偏移值，根据关键点和偏移值生成接骨板的边界线。S4，根据边界线确定接骨板的轮廓。S5，接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点并配置打孔点的属性信息。S6，生成骨头模型表面的点云。S7，根据点云生成接骨板数字化定制文件，根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型。在S1这个步骤中，医生在对医用接骨板进行定制的时候，可以先通过CT机等设备对患者进行扫描，然后获得影像文件，再基于该影像文件形成患者的骨头模型。本专利技术的实施方式中，医生可以通过一个医用接骨板的数字化定制软件(以下简称软件)来导入骨头模型，医生是本专利技术实施方式中医用接骨板的数字化定制软件的用户。在S2这个步骤中，医生作为用户，通过鼠标、键盘等输入设备在骨头模型表面绘制关键点，软件通过射线碰撞检测技术生成关键点，然后根据关键点生成接骨板的中心线。如图2所示，标号1表示三次样条插值曲线，2为插值控制点，可以控制曲线的轨迹，3为切线控制点，可以控制曲线首尾端点的切线方向，2和3都是关键点，即根据关键点2和3生成接骨板的中心线1。在S2中，既可以鼠标、键盘来完成输入，也可以通过触摸屏触摸绘制、或者手写笔输入等方式完成关键点的绘制。曲线也可以是n次样条插值曲线、B样条曲线、NURBS曲线、Bezier曲线等通过关键点生成的曲线。生成曲线时，具体为：对于每个曲线，先在与屏幕大小相等的空白图片上绘制该曲线，然后再利用shader(着色器)技术，把该图片投影到骨头模型表面上并与原来的骨头纹理混合，从而完成骨头模型表面上曲线的绘制。用户在绘制完关键点后，可以通过拖动关键点在屏幕上的位置，软件通过射线碰撞检测技术控制关键点沿着骨头表面移动到对应的位置，从而改变中心线的形状。中心线，通过用户设置关键点生成或通过数据库中已经定制好的曲线导入。总的中心线可由多条子中心线连接而成。进一步地，关键点在不进行曲线绘制、曲线编辑的时候可以隐藏，以免影响其它操作。进一步地，S2包括以下子步骤：接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点。根据关键点生成多条曲线。将多条曲线投影到骨头模型上，生成包含多条曲线的接骨板的中心线。即如果是绘制多条曲线，则每条曲线都对应一幅曲线图片，然后对各个曲线图片进行图像处理(例如像素叠加)，生成一幅混合曲线图，再投影到骨头模型上面，从而完成多条曲线的绘制。在S3这个步骤中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，包括：S1，导入骨头模型；S2，接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点，根据关键点生成接骨板的中心线；S3，接收用户输入的偏移值，根据关键点和偏移值生成接骨板的边界线；S4，根据边界线确定接骨板的轮廓；S5，接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点并配置打孔点的属性信息；S6，生成骨头模型表面的点云；S7，根据点云生成接骨板数字化定制文件，根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型。

【技术特征摘要】
1.一种医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，包括：S1，导入骨头模型；S2，接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点，根据关键点生成接骨板的中心线；S3，接收用户输入的偏移值，根据关键点和偏移值生成接骨板的边界线；S4，根据边界线确定接骨板的轮廓；S5，接收用户在中心线上的输入选择接骨板的打孔点并配置打孔点的属性信息；S6，生成骨头模型表面的点云；S7，根据点云生成接骨板数字化定制文件，根据该数字化定制文件生成用于数控加工或3D打印的接骨板模型。2.如权利要求1所述医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，S2包括：接收用户的输入在骨头模型上绘制关键点；根据关键点生成多条曲线；将多条曲线投影到骨头模型上，生成包含多条曲线的接骨板的中心线。3.如权利要求1所述医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，S3包括：接收用户输入的针对不同关键点的不同偏移值；根据不同关键点和每个关键点对应的偏移值生成接骨板不同的边界线。4.如权利要求3所述医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，中心线包括至少两条曲线，则S4包括：根据至少两条曲线中每条曲线对应的边界线共同确定接骨板的轮廓。5.如权利要求3所述医用接骨板数字化定制的方法，其特征在于，中心线仅由一条曲线构成，则边界线包括上、下、左、右四条边界线，S4包括：根据上、下、左、右四条边界线确定接骨板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋芳，欧惠棠，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44