一种骨折内固定系统参数获取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种骨折内固定系统参数获取方法，包括首先获取未标注数据集；其次根据未标注数据集生成训练样本集；然后使用训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练；最后根据训练后的参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数。本发明专利技术基于机器学习原理训练得到参数获取模型，该参数获取模型用于根据患者信息和目标应变信息输出骨折内固定系统合理的桥长参数。由于合理的桥长可以将骨折内固定系统的应力控制合理范围内，也即达到控制骨折内固定系统的应力的目的，从而使骨折断端产生的应变处于合理区间，实现精准及个性化的内固定。

A parameter acquisition method and device of fracture internal fixation system

【技术实现步骤摘要】
一种骨折内固定系统参数获取方法及装置
本专利技术涉及医疗
，尤其涉及一种骨折内固定系统参数获取方法及装置。
技术介绍
骨折愈合模式主要包括直接愈合和间接愈合。其中，直接愈合(又称为一期愈合)是指骨折断面完全解剖复位，断面接触，骨折断端加压不允许有微动，靠骨的哈弗氏系统直接生长进行连接。这种愈合方式没有骨痂的形成，是一种非天然的骨折愈合方式，骨折愈合不够牢固，有发生取出内固定再次骨折的风险。间接愈合(又称为二期愈合)是指骨折不要求完全解剖复位，更加重视局部的血液循环的保护和力线的正确。这种愈合方式在局部形成骨痂，是一种天然的骨折愈合方式，骨折愈合牢固。目前在临床上，间接愈合是研究的主要方向，也是临床实际中骨折愈合最常见的形式。对于间接愈合，局部的微动是最关键的因素之一。但临床中对于微动的量化以及微动的控制是一直以来问题的焦点和难点。目前临床上的钢板螺钉、髓内钉和桥接组合式等骨折内固定系统在控制骨折断端的微动上并没有量化的理念，设计结构上也不具备控制微动量化的功能。因此，如何设计骨折内固定系统的结构参数以使其微动表现可控，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种骨折内固定系统参数获取方法及装置，该方法使用大量的医疗数据样本或者医疗仿真数据样本训练得到参数获取模型，该参数获取模型用于根据患者信息和目标应变信息输出骨折内固定系统合理的桥长参数。由于合理的桥长可以将骨折内固定系统的应力控制合理范围内，也即达到控制骨折内固定系统的应力的目的，从而使骨折断端产生的应变处于合理区间，实现精准及个性化的内固定。有鉴于此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种骨折内固定系统参数获取方法，包括：获取未标注数据集，所述未标注数据集包括至少一个未标注样本，每个所述未标注样本包括患者信息、所述患者使用的骨折内固定系统参数信息和应变信息，所述患者信息至少包括患者体重和骨折间隙数据；根据所述未标注数据集生成训练样本集，所述训练样本集包括数量均衡的正例样本和负例样本，所述正例样本对应的应变信息属于预设范围，所述负例样本对应的应变信息不属于所述预设范围；使用所述训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，其中，训练输入为所述训练样本对应的患者信息和应变信息，训练输出为所述训练样本对应的骨折内固定系统参数信息；根据训练后的所述参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数，所述未知病历数据包括患者信息和目标应变信息，所述目标应变信息属于所述预设范围。优选的，所述骨折内固定系统包括至少一根连接杆和多个用于固定所述连接杆和骨骼的固定块；所述患者使用的骨折内固定系统参数信息包括桥长参数，所述桥长为分别位于骨折线两侧且分别距离所述骨折线最近的固定块之间的距离。进一步优选的，所述患者使用的骨折内固定系统参数信息还包括所述骨折内固定系统的类型信息，其中，不同类型的所述骨折内固定系统的所述连接杆的直径、所述固定块的数量、所述固定块的排布方式中的至少一项不同。进一步，所述根据未标注数据集生成训练样本集，包括：对于所述未标注数据集中的每个未标注样本，判断所述未标注样本对应的应变信息是否属于预设范围；如果所述未标注样本对应的应变信息属于预设范围，将所述未标注样本标注为正例样本；如果所述未标注样本对应的应变信息不属于预设范围，将所述未标注样本标注为负例样本；分别剔除所述正例样本和所述负例样本中的冗余样本，得到数量均衡的正例样本和负例样本。进一步，所述使用训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，包括：对于每个所述正例样本或者所述负例样本，将样本对应的患者信息转换为第一特征向量，以及将样本对应的应变信息转换为第二特征向量；将所述第一特征向量与所述第二特征向量拼接形成输入矩阵；将所述输入矩阵输入到所述参数获取模型中，输出参数预测值；根据输出的所述参数预测值与所述样本对应的参数信息之间的差值，调整所述参数获取模型，直到所述参数获取模型满足预设条件。进一步，所述根据训练后的所述参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数，包括：将所述未知病历数据中的患者信息转换成第三特征向量，以及将所述目标应变信息转换成第四特征向量；将所述第三特征向量与所述第四特征向量拼接，得到输入矩阵；将所述输入矩阵输入到所述训练后的参数获取模型中，以使所述参数获取模型输出所述骨折内固定系统参数。进一步优选的，所述参数获取模型输出的骨折内固定系统参数包括所述未知病历数据对应的患者可使用的桥长参数。进一步优选的，所述参数获取模型输出的骨折内固定系统参数包括所述未知病历数据对应的患者可使用的骨折内固定系统的类型和桥长参数。第二方面，本专利技术实施例还提供一种骨折内固定系统参数获取装置，所述装置包括：获取模块，用于获取未标注数据集，所述未标注数据集包括至少一个未标注样本，每个所述未标注样本包括患者信息、所述患者使用的骨折内固定系统参数信息和应变信息；生成模块，用于根据所述未标注数据集生成训练样本集，所述训练样本集包括数量均衡的正例样本和负例样本，所述正例样本对应的应变信息属于预设范围，所述负例样本对应的应变信息不属于所述预设范围；训练模块，用于使用所述训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，其中，训练输入为所述训练样本对应的患者信息和应变信息，训练输出为所述训练样本对应的骨折内固定系统参数信息；预测模块，用于根据训练后的所述参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数，所述未知病历数据包括患者信息和目标应变信息，所述目标应变信息属于所述预设范围。本专利技术实施例提供的骨折内固定系统参数获取方法及装置，基于机器学习原理，使用大量的医疗数据样本或者医疗仿真数据样本训练得到参数获取模型，该参数获取模型用于根据患者信息和目标应变信息输出骨折内固定系统合理的桥长参数。由于合理的桥长可以将骨折内固定系统的应力控制合理范围内，也即达到控制骨折内固定系统的应力的目的，从而使骨折断端产生的应变处于合理区间，实现精准及个性化的内固定。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种桥接组合式内固定系统的结构示意图；图2a-图4d为本专利技术实施例提供的八种具有不同参数的桥接组合式内固定系统结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种骨折内固定系统参数获取方法流程图；图6为本专利技术实施例提供的一种骨折内固定系统参数获取装置框图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如本申请
技术介绍
部分所述,骨折断端局部会产生微动，刺激骨痂的形成,因此局部微动量是影响间接愈合效果的最关键因素之一，目前临床上的钢板螺钉、髓内钉和桥接组合式等骨折内固定系统的结构参数则直接影响微动量，以下将以桥接组合式内固定系统为例，对本申请实施例予以详细说明。图1为一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取未标注数据集，所述未标注数据集包括至少一个未标注样本，每个所述未标注样本包括患者信息、所述患者使用的骨折内固定系统参数信息和应变信息，所述患者信息至少包括患者体重和骨折间隙数据；/n根据所述未标注数据集生成训练样本集，所述训练样本集包括数量均衡的正例样本和负例样本，所述正例样本对应的应变信息属于预设范围，所述负例样本对应的应变信息不属于所述预设范围；/n使用所述训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，其中，训练输入为所述训练样本对应的患者信息和应变信息；/n根据训练后的所述参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数，所述未知病历数据包括患者信息和目标应变信息，所述目标应变信息属于所述预设范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取未标注数据集，所述未标注数据集包括至少一个未标注样本，每个所述未标注样本包括患者信息、所述患者使用的骨折内固定系统参数信息和应变信息，所述患者信息至少包括患者体重和骨折间隙数据；
根据所述未标注数据集生成训练样本集，所述训练样本集包括数量均衡的正例样本和负例样本，所述正例样本对应的应变信息属于预设范围，所述负例样本对应的应变信息不属于所述预设范围；
使用所述训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，其中，训练输入为所述训练样本对应的患者信息和应变信息；
根据训练后的所述参数获取模型对未知病历数据进行处理，以获得骨折内固定系统参数，所述未知病历数据包括患者信息和目标应变信息，所述目标应变信息属于所述预设范围。


2.根据权利要求1所述的骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述骨折内固定系统包括至少一根连接杆和多个用于固定所述连接杆和骨骼的固定块；
所述患者使用的骨折内固定系统参数信息包括桥长参数，所述桥长为分别位于骨折线两侧且分别距离所述骨折线最近的固定块之间的距离。


3.根据权利要求2所述的骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述患者使用的骨折内固定系统参数信息还包括所述骨折内固定系统的类型信息，其中，不同类型的所述骨折内固定系统的所述连接杆的直径、所述固定块的数量、所述固定块的排布方式中的至少一项不同。


4.根据权利要求1所述的骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述根据未标注数据集生成训练样本集，包括：
对于所述未标注数据集中的每个未标注样本，判断所述未标注样本对应的应变信息是否属于预设范围；
如果所述未标注样本对应的应变信息属于预设范围，将所述未标注样本标注为正例样本；
如果所述未标注样本对应的应变信息不属于预设范围，将所述未标注样本标注为负例样本；
分别剔除所述正例样本和所述负例样本中的冗余样本，得到数量均衡的正例样本和负例样本。


5.根据权利要求1所述的骨折内固定系统参数获取方法，其特征在于，所述使用训练样本集对预先搭建的参数获取模型进行训练，包括：
对于每个所述正例样本或者所述负例样...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭烨，胡建威，唐佩福，张庆杰，于洋，谢宏辉，
申请(专利权)人：天津市威曼生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12