The invention discloses a prescription parameter optimization method of a parallel external fixator, belonging to the field of medical equipment. The method comprises the following steps: determining the corresponding points on the moving bone segment; obtaining prescription parameters according to the locus of the corresponding points on the moving bone segment; optimizing prescription parameters according to the optimal index, and obtaining the optimized prescription parameters. It avoids the pain caused by irregular broken line movement in the process of adjusting the driving rod by moving the bone position and posture points, and has a higher risk, thus improving the comfort of the patients and facilitating the rehabilitation of the patients.
【技术实现步骤摘要】
一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法
本专利技术涉及医疗设备领域,特别涉及一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法。
技术介绍
在患者的治疗和康复过程中,并联型骨外固定器动平台固定安装在移动骨段上,构成一个整体。在动平台的带动下移动骨做相对于参照骨的复位运动。从而实现患者的康复。在实际使用过程中,并联型骨外固定器的非线性导致在按照现有的处方参数进行调节的过程中,由于移动骨的复位轨迹呈现无规律的折线运动,所以可能造成对周围软组织以及神经血管的二次损伤,从而加大治疗周期,提高患者的经济负担。且这种无规律的非线性运动和每日的驱动杆调节量不均匀造成固定器在移动过程中拉伸骨头、肌肉、神经组织过长使患者疼痛难忍。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题,本专利技术实施例提供了一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法。所述技术方案如下:提供一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法,所述骨外固定器包括多个驱动杆,包括:确定移动骨段上的对应点;根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹,获取处方参数;根据最优指标,对所述处方参数进行优化,获取优化后的处方参数;其中所述最优指标包括所述处方参数的适应度最高;所述处方参数用于调节所述驱动杆的长度。结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述确定移动骨段上的对应点包括:从影像资料所包括的原始参数中,获取医生在所述影像资料中所标记的对应点。结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹,获取处方参数包括:建立所述并联型骨外固定器执行机构的数学模型;所述数学模型用于描述所述移动骨在三维空间的 ...
【技术保护点】
1.一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法,所述骨外固定器包括多个驱动杆,其特征在于:确定移动骨段上的对应点;根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹,获取处方参数;根据最优指标,对所述处方参数进行优化,获取优化后的处方参数;其中所述最优指标包括所述处方参数的适应度最高;所述处方参数用于调节所述驱动杆的长度。
【技术特征摘要】
1.一种并联型骨外固定器的处方参数优化方法,所述骨外固定器包括多个驱动杆,其特征在于:确定移动骨段上的对应点;根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹,获取处方参数;根据最优指标,对所述处方参数进行优化,获取优化后的处方参数;其中所述最优指标包括所述处方参数的适应度最高;所述处方参数用于调节所述驱动杆的长度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定移动骨段上的对应点包括:从影像资料所包括的原始参数中,获取医生在所述影像资料中所标记的所述对应点。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹,获取处方参数包括:建立所述并联型骨外固定器执行机构对应的数学模型;所述数学模型用于描述所述移动骨的在三维空间的位置信息以及运动信息;通过直角坐标路径控制法对所述移动骨段进行直线轨迹规划,获取所述移动骨段的位置姿态参数;根据所述移动骨段的位置姿态参数,获取所述多个驱动杆的长度参数。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述建立所述并联型骨外固定器的执行机构对应的数学模型包括:以参考环中心为原点建立局部坐标系{B},以移动环中心为原点建立局部坐标系{P},以参照骨段的“起始点”为原点建立全局坐标系{U};读取并联型骨外固定器六根驱动杆杆长的初始值:L1、L2、L3、L4、L5、L6,利用位姿正解算法计算出动平台(移动环)相对于静平台(参照环)的初始位姿,用位姿矩阵表示:式中,表示动平台坐标{P}相对于静平台坐标{B}的姿态转换矩阵,3P4表示{P}坐标原点相对于{B}坐标系的位置;测得正位图像、侧位图像的角度均为多个轴向的合成角,其中,设绕固定轴X-Y-Z的转角为α'、β'和γ',从测量的畸形参数中得到:式中,cα=cosα,sα=sinα,cβ=cosβ,sβ=sinβ,cγ=cosγ,sγ=sinγ令联立式(2)和(3)得解的结果如下:(1)cosβ'≠0则:α'=Atan2(r23,r33)γ'=Atan2(r12,r11)(2)β'=±90°则:α'=0γ'=±Atan2(r21,r22)其中,Atan2(y,x)表示双变量反正切函数,x和y的符号确定角度所在的象限,上式解出的[a',β',γ']T即为实际中骨外固定器绕X、Y、Z轴的旋转量。从测量的框架参数中得到参照环相对于参照骨的位姿矩阵,用表示,得到移动环相对于参照骨的位姿矩阵:将以移动环中心、移动骨段所述对应点为原点建立的局部坐标系{P}、{V}拟合到全局坐标系得到移动环相对于移动骨的位姿矩阵:式中,表示移动骨相对于参照骨的位姿矩阵,由变量[xyzα',β',γ']构成,其中[xyz]和[α',β',γ']分别表示所述对应点相对于“起始点”在三个方向上的位移偏移量以及在三个方向的旋转角度。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过直角坐标路径控制法对所述移动骨段进行直线轨迹规划,获取所述移动骨段的位置姿态参数包括:利用直角坐标路径控制法对移动骨进行直线轨迹规划:对轨迹的规划包括位置和姿态两个部分,所述对应点坐标系沿直线路径在治疗周期T内由初始位姿点P0运动到最终位姿点PT,两个位姿点之间的每一个节点用齐次变换矩阵表示:所述对应点从P0移动到PT坐标的姿态由R0转到RT,此...
【专利技术属性】
技术研发人员:王国印,陈建文,孙昊,郭悦,周长林,林盛欣,董鑫宇,
申请(专利权)人:超微上海骨科医院管理股份有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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