一种骨科外固定支架系统及信息处理方法技术方案

本发明专利技术属于骨科外固定技术领域，公开了一种骨科外固定支架系统及信息处理方法，骨科外固定支架系统包括骨折影像采集模块、压力采集模块、湿度采集模块、影像数据处理模块、固定参数优化模块、主控模块、夹持模块、缓冲模块、紧固模块、按摩模块、外部消毒模块、病情监测模块、数据存储模块、供电模块、终端模块、显示模块。本发明专利技术综合分析推导出骨折分型，并可基于分型提出治疗方案的方法；提高骨折影像的阅片速度和精度；同时，通过固定参数优化模块将骨折愈合过程及结果作为评价内固定系统参数组合的标准，为骨折治疗过程中接骨板内固定参数的组合优化选择提供了基础，提高固定效果。

An orthopedic external fixation system and information processing method

【技术实现步骤摘要】
一种骨科外固定支架系统及信息处理方法
本专利技术属于骨科外固定
，尤其涉及一种骨科外固定支架系统及信息处理方法。
技术介绍
在骨科骨折固定手术中使用的外固定支架为单侧型外固定支架，适用于各类四肢开放性骨折、陈旧性骨折等病例；骨科常用骨骼外固定系统固定受损骨骼，通过骨针与连杆结构固定骨骼，还可包含加压部件。骨折是指骨结构的连续性完全或部分断裂。多见于儿童及老年人，中青年人也时有发生。病人常为—个部位骨折，少数为多发性骨折。经及时恰当处理，多数病人能恢复原来的功能，少数病人可遗留有不同程度的后遗症。然而，现有骨科外固定支架系统不具有影像处理功能；同时，固定效果差。综上所述，现有技术存在的问题是：现有骨科外固定支架系统不具有影像处理功能；同时，固定效果差。现有技术的骨科外固定支架系统影像数据处理速度慢、识别准确度低。而且不能降低人工读片误诊漏的发生几率。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种骨科外固定支架系统及信息处理方法。本专利技术是这样实现的，一种骨科外固定支架系统包括：骨折影像采集模块、压力采集模块、湿度采集模块、影像数据处理模块、固定参数优化模块、主控模块、夹持模块、缓冲模块、紧固模块、按摩模块、外部消毒模块、病情监测模块、数据存储模块、供电模块、终端模块、显示模块；骨折影像采集模块，与主控模块连接，用于通过医疗摄像头采集患者骨折影像；压力采集模块，与主控模块连接，用于通过压力传感器采集固定支架固定骨折部位的压力数据；湿度采集模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器采集固定支架固定骨折部位的湿度数据；影像数据处理模块，与主控模块连接，用于通过影像处理程序对采集的骨折影像进行处理；固定参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对固定支架固定参数进行优化；主控模块，与骨折影像采集模块、压力采集模块、湿度采集模块、影像数据处理模块、固定参数优化模块、夹持模块、缓冲模块、紧固模块、按摩模块、外部消毒模块、病情监测模块、数据存储模块、供电模块、终端模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；夹持模块，与主控模块连接，用于通过夹持骨架对骨折部位进行夹持操作；缓冲模块，与主控模块连接，用于通过缓冲弹簧对固定支架进行缓冲操作；紧固模块，与主控模块连接，用于通过旋钮对固定支架进行加紧固定操作；按摩模块，与主控模块连接，用于通过按摩垫对固定部位进行按摩操作；外部消毒模块，与主控模块连接，用于通过消毒器对支架系统外部进行消毒处理；病情监测模块，与主控模块连接，用于通过病情监测设备进行患者骨折情况的实时监测；数据存储模块，与主控模块连接，用于通过主控模块内置的存储芯片对采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果进行存储；供电模块，与主控模块连接，用于通过系统内置电源为整个支架系统供电；终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果的实时数据发送至移动终端；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果。本专利技术的另一目的在于提供一种骨科外固定支架系统的信息处理方法，包括：步骤一，通过骨折影像采集模块利用医疗摄像头采集患者骨折影像；通过压力采集模块利用压力传感器采集固定支架固定骨折部位的压力数据；通过湿度采集模块利用湿度传感器采集固定支架固定骨折部位的湿度数据；通过影像数据处理模块利用影像处理程序对采集的骨折影像进行处理；通过固定参数优化模块利用优化程序对固定支架固定参数进行优化；步骤二，主控模块调度夹持模块利用夹持骨架对骨折部位进行夹持操作；通过缓冲模块利用缓冲弹簧对固定支架进行缓冲操作；通过紧固模块利用旋钮对固定支架进行加紧固定操作；通过按摩模块利用按摩垫对固定部位进行按摩操作；通过外部消毒模块利用消毒器对支架系统外部进行消毒处理；通过病情监测模块利用病情监测设备进行患者骨折情况的实时监测；通过数据存储模块利用主控模块内置的存储芯片对采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果进行存储；步骤三，通过供电模块利用系统内置电源为整个支架系统供电；通过终端模块利用云服务器将患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果的实时数据发送至移动终端；步骤四，通过显示模块利用显示器显示采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果。进一步，所述影像数据处理模块处理方法如下：1)通过影像处理程序将骨折影像导入数据处理中心；2)对导入的图像进行图像识别；3)对识别后的图像进行预定参数值测量，得到一组数据值；4)将步骤3)中得到的数据值进行处理后输出。进一步，所述步骤2)中，所述对导入的图像进行图像识别，还包括步骤：在所述X光片上标示出骨骼轮廓线；在所述X光片上标示出骨折线；在所述X光片上标示出标识线和/或标识点；把各所述参数值及所述标识线或标识点部分或全部显示于所述X光片上；识别出骨折线的数量和/或骨折线与所述标识线和/或标识点的位置关系。进一步，所述步骤3)还包括，根据不同的骨折分型需求，测量出相应的分型所需的参数，并存储于预设的数据库中。进一步，所述步骤4)中，对处理后的所述数据值与所述分型数据库进行数据匹配，根据匹配结果将分型结果输出；所述分型数据库包括AO分型数据库；所述数据处理中心内还预设有针对不同骨骼分型下每种类型的骨折所对应的治疗方案，输出AO分型结果的同时，将对应的治疗方案一并输出。进一步，所述步骤2)对导入的图像进行图像识别，包括以下预处理步骤：先对所述图像进行滤波、去噪，再分段线性灰度变换；在上述步骤之后进行图像分割、提取边缘，再进行连通域处理后进行形态学过滤；将数据从图像块迁移到轮廓形状；通过CNN学习图像块纹理模态和轮廓形状模态的联合表达层，形成从图像块到纹理的通路；沿所述通路进行轮廓提取，得到骨骼结构的轮廓形状；采用多重线性回归分类器得到影像中骨骼解剖结构的可能性组合。进一步，所述固定参数优化模块优化方法如下：(1)对骨折部位扫描，进行骨折骨建模；(2)采用正交实验设计的方法在三维软件中对不同的内固定参数进行组合装配，进行骨折骨模型有限元网格划分，对内固定系统的骨折骨进行按灰度值赋力学特性值；同时进行不同螺钉布局装配，整体有限元网格划分；(3)加载模拟骨折骨的力学环境进行计算，获得对内固定系统的应力以及骨折的愈合结果，然后对骨折的愈合结果进行评价；(4)更新螺钉布局，重复步骤(2)、步骤(3)，对螺钉布局进行组合优化。进一步，所述步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种骨科外固定支架系统，其特征在于，所述骨科外固定支架系统包括：/n骨折影像采集模块，与主控模块连接，用于通过医疗摄像头采集患者骨折影像；/n压力采集模块，与主控模块连接，用于通过压力传感器采集固定支架固定骨折部位的压力数据；/n湿度采集模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器采集固定支架固定骨折部位的湿度数据；/n影像数据处理模块，与主控模块连接，用于通过影像处理程序对采集的骨折影像进行处理；/n固定参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对固定支架固定参数进行优化；/n主控模块，与骨折影像采集模块、压力采集模块、湿度采集模块、影像数据处理模块、固定参数优化模块、夹持模块、缓冲模块、紧固模块、按摩模块、外部消毒模块、病情监测模块、数据存储模块、供电模块、终端模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；/n夹持模块，与主控模块连接，用于通过夹持骨架对骨折部位进行夹持操作；/n缓冲模块，与主控模块连接，用于通过缓冲弹簧对固定支架进行缓冲操作；/n紧固模块，与主控模块连接，用于通过旋钮对固定支架进行加紧固定操作；/n按摩模块，与主控模块连接，用于通过按摩垫对固定部位进行按摩操作；/n外部消毒模块，与主控模块连接，用于通过消毒器对支架系统外部进行消毒处理；/n病情监测模块，与主控模块连接，用于通过病情监测设备进行患者骨折情况的实时监测；/n数据存储模块，与主控模块连接，用于通过主控模块内置的存储芯片对采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果进行存储；/n供电模块，与主控模块连接，用于通过系统内置电源为整个支架系统供电；/n终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果的实时数据发送至移动终端；/n显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种骨科外固定支架系统，其特征在于，所述骨科外固定支架系统包括：
骨折影像采集模块，与主控模块连接，用于通过医疗摄像头采集患者骨折影像；
压力采集模块，与主控模块连接，用于通过压力传感器采集固定支架固定骨折部位的压力数据；
湿度采集模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器采集固定支架固定骨折部位的湿度数据；
影像数据处理模块，与主控模块连接，用于通过影像处理程序对采集的骨折影像进行处理；
固定参数优化模块，与主控模块连接，用于通过优化程序对固定支架固定参数进行优化；
主控模块，与骨折影像采集模块、压力采集模块、湿度采集模块、影像数据处理模块、固定参数优化模块、夹持模块、缓冲模块、紧固模块、按摩模块、外部消毒模块、病情监测模块、数据存储模块、供电模块、终端模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
夹持模块，与主控模块连接，用于通过夹持骨架对骨折部位进行夹持操作；
缓冲模块，与主控模块连接，用于通过缓冲弹簧对固定支架进行缓冲操作；
紧固模块，与主控模块连接，用于通过旋钮对固定支架进行加紧固定操作；
按摩模块，与主控模块连接，用于通过按摩垫对固定部位进行按摩操作；
外部消毒模块，与主控模块连接，用于通过消毒器对支架系统外部进行消毒处理；
病情监测模块，与主控模块连接，用于通过病情监测设备进行患者骨折情况的实时监测；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过主控模块内置的存储芯片对采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果进行存储；
供电模块，与主控模块连接，用于通过系统内置电源为整个支架系统供电；
终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果的实时数据发送至移动终端；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果。


2.如权利要求1所述骨科外固定支架系统，其特征在于，所述病情监测模块包括：
病情数据采集模块，通过现有的数据采集模块采集所需要的病人病情的数据；
信号放大模块、信号滤波模块，将采集到的数据经信号放大模块放大、信号滤波模块滤波；
信号转换模块，通过信号转换模块将模拟数字信号转换为数字信号，然后将数据传送给微处理模块；
微处理模块，对传送来的数据信息进行实时扫描；
预警模块，如果在一定的时间间隔内出现了一定数量的危险病情信号，通过数据传输模块立即传送一报警信号给单片机并同时启动报警模块，还同时将这段时间的数据信息通过数据传输模块全部传送给单片机待医务人员参考；如果微处理模块没有扫描到危险病情信号，则以预定的时间间隔将扫描过数据传送至数据储存模块中；
数据传输模块，通过采用蓝牙技术将数据储存模块中数据以预定的时间间隔传送给单片机。


3.如权利要求2所述骨科外固定支架系统，其特征在于，所述单片机设置有与数据传输模块相匹配的蓝牙接收模块、打印输出模块和报警模块；所述蓝牙接收模块接收数据传输模块传送出来的数据信息，并将这些数据信息存放在单片机中，当单片机收到报警信号的时候，便立刻通过报警模块通知医务人员进行处理。


4.一种骨科外固定支架系统的信息处理方法，其特征在于，所述骨科外固定支架系统的信息处理方法包括：
步骤一，通过骨折影像采集模块利用医疗摄像头采集患者骨折影像；通过压力采集模块利用压力传感器采集固定支架固定骨折部位的压力数据；通过湿度采集模块利用湿度传感器采集固定支架固定骨折部位的湿度数据；通过影像数据处理模块利用影像处理程序对采集的骨折影像进行处理；通过固定参数优化模块利用优化程序对固定支架固定参数进行优化；
步骤二，主控模块调度夹持模块利用夹持骨架对骨折部位进行夹持操作；通过缓冲模块利用缓冲弹簧对固定支架进行缓冲操作；通过紧固模块利用旋钮对固定支架进行加紧固定操作；通过按摩模块利用按摩垫对固定部位进行按摩操作；通过外部消毒模块利用消毒器对支架系统外部进行消毒处理；通过病情监测模块利用病情监测设备进行患者骨折情况的实时监测；通过数据存储模块利用主控模块内置的存储芯片对采集的患者骨折影像、固定骨折部位的压力、湿度及影像处理结果、固定参数优化结果进行存储；
步骤三，通过供电模块利用系统内置电源为整个支...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德军，
申请(专利权)人：赵德军，
类型：发明
国别省市：山东;37