一种模拟切骨方法技术

本发明专利技术属于医疗技术领域，具体公开了一种模拟切骨方法，包括如下步骤：准备关节假体模型和待模拟切骨的骨模型；以所述关节假体模型为建模基准，构建切骨器模型；使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致；基于布尔运算，采用所述切骨器模型对所述骨模型进行切骨。本发明专利技术公开的模拟切骨方法，能够提高模拟切骨的效率和切骨效果，从而提高切骨后切骨面的数据准确性。面的数据准确性。面的数据准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟切骨方法


[0001]本专利技术属于医疗
，尤其涉及一种模拟切骨方法。

技术介绍

[0002]目前，全膝关节置换手术已经在临床上成为治疗骨关节病的常用方法，通过关节假体对病变骨关节进行置换，能够有效改善膝关节功能，减轻患者的疼痛，提高生活质量。
[0003]在进行全膝关节置换手术时，必须用切骨器对膝关节去除预定量的硬组织，然后将膝关节假体固定在其余骨上，以替换被去除的硬组织，由此采用切骨器进行硬组织切除的精度直接决定剩余骨组织与膝关节假体的匹配度及手术的成功率。为提高手术精度，在手术进行前，需要采用模拟切骨的方式，对切骨面的数据进行获取，以为切骨机器人进行实际切骨操作提供定位。
[0004]目前膝骨模型切割方法为基于预设平面的切骨方法，其基于6个根据膝关节假体原先选择的平面，通过坐标转换找到对应到骨模型上的位置并根据膝关节假体模型以平面为基准分为两部分来进行切割。
[0005]但是，该种模拟切骨方法具有较大缺陷，主要原因有如下几点：第一，该方法需要针对每一个型号的假体计算切骨平面的法向量与基点，无法实现对临床过程中会产生的曲面进行运算的操作；第二，该种方法在准备工作上较为繁琐，需要对每一个膝关节假体的每一个切骨平面单独进行运算，只适用于切骨平面数量较少的场景。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种模拟切骨方法，以提高模拟切骨的效率，降低模拟切骨的工作量，且提高模拟切骨的效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种模拟切骨方法，包括如下步骤：准备关节假体模型和待模拟切骨的骨模型；以所述关节假体模型为建模基准，构建切骨器模型；使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致；基于布尔运算，采用所述切骨器模型对所述骨模型进行切骨。
[0008]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，构建所述切骨器模型具体包括：提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的内凹侧轮廓线；绘制位于所述内凹侧轮廓线外侧的外扩轮廓线，将所述外扩轮廓线与所述内凹侧轮廓线相连形成封闭的草绘轮廓，所述草绘轮廓包裹所述主体的轮廓；基于所述草绘轮廓进行拉伸建模，形成拉伸模型，所述拉伸模型的拉伸长度大于所述关节假体模型的长度。
[0009]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，构建所述切骨器模型还包括：提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的外凸侧轮廓线；
将所述外凸侧轮廓线向远离所述内凹侧轮廓线的方向膨胀以形成外扩轮廓线。
[0010]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，所述关节假体模型具有髁间凸台，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述髁间凸台外形一致且位置重合的髁间切骨凸台。
[0011]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，所述关节假体模型的内凹侧具有定位柱，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述定位柱外形一致且位置重合的钻孔柱。
[0012]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，所述基于布尔运算对所述骨模型进行切骨具体包括：编制模拟切骨程序，所述模拟切骨程序包括所述骨模型数据读取、所述切骨器模型读取以及模型间布尔运算算法；通过所述模拟切骨程序读取所述骨模型的数据及所述切骨器模型的数据，并进行切骨操作；获取切骨后的所述骨模型；提取切骨面数据。
[0013]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，所述基于布尔运算对所述骨模型进行切骨具体包括：将所述骨模型数据和所述切骨器模型导入同一建模界面中；基于建模软件中的内置算法，使用所述切骨器模型对所述骨模型的部分材料进行切除；提取切骨面数据。
[0014]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致具体包括：在准备所述关节假体模型时，将所述关节假体模型数据转换至所述骨模型坐标系下的数据。
[0015]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致具体包括：在构建所述切骨器模型后，将所述切骨器模型的数据转换成所述骨模型坐标系下的数据。
[0016]作为一种模拟切骨方法的可选技术方案，使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致具体包括：将所述骨模型数据转换成设定坐标系下的模型数据；在准备所述关节假体模型时，将所述关节假体模型数据转换至所述设定坐标系下的数据；或，在构建所述切骨器模型后，将所述切骨器模型的数据转换成所述设定坐标系下的数据。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本实施例提供的模拟切骨方法，通过在关节假体模型中构建切骨器模型，能够保证关节假体模型与切骨器模型处于同一坐标系下，从而能够达到切骨操作后关节假体与切骨面完全重合的效果，节省了计算关节假体模型与切骨器模型之间的空间坐标系转换步骤的运算量，从而提高了切骨模拟效率。同时，通过采用布尔运算，采用切骨器模型对骨模型进行切骨，能够有效提高切骨效率，从而获得更加准确的切骨面数据。同时，该种模拟切骨
方法，对不同类型的关节假体模型具有通用性，且对切骨面的数量不受限制，也不限于切骨面为平面，通用性强。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的模拟切骨方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的关节假体模型的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的构建切骨器模型的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的切骨后的骨模型结构示意图。
[0019]图中标记如下：1、关节假体模型；11、髁间凸台；12、骨贴合面；13、定位柱；2、切骨器模型；21、髁间切骨凸台；22、切骨作用面；23、钻孔柱；3、骨模型；31、髁间凹槽；32、切骨平面；33、定位孔；101、内凹侧轮廓线；102、外凸侧轮廓线；103、外扩轮廓线。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0021]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0023]在本实施例的描述中，术语“上”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟切骨方法，其特征在于，包括如下步骤：准备关节假体模型和待模拟切骨的骨模型；以所述关节假体模型为建模基准，构建切骨器模型；使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致；基于布尔运算，采用所述切骨器模型对所述骨模型进行切骨。2.根据权利要求1所述的模拟切骨方法，其特征在于，构建所述切骨器模型具体包括：提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的内凹侧轮廓线；绘制位于所述内凹侧轮廓线外侧的外扩轮廓线，将所述外扩轮廓线与所述内凹侧轮廓线相连形成封闭的草绘轮廓，所述草绘轮廓包裹所述主体的轮廓；基于所述草绘轮廓进行拉伸建模，形成拉伸模型，所述拉伸模型的拉伸长度大于所述关节假体模型的长度。3.根据权利要求2所述的模拟切骨方法，其特征在于，构建所述切骨器模型还包括：提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的外凸侧轮廓线；将所述外凸侧轮廓线向远离所述内凹侧轮廓线的方向膨胀以形成所述外扩轮廓线。4.根据权利要求2所述的模拟切骨方法，其特征在于，所述关节假体模型具有髁间凸台，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述髁间凸台外形一致且位置重合的髁间切骨凸台。5.根据权利要求2所述的模拟切骨方法，其特征在于，所述关节假体模型的内凹侧具有定位柱，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述定位柱外形一致且位置重合的钻孔柱。6.根据权利要求1
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5任一项所述的模拟切骨方法，其特征在于，基于所述布尔运算对所述骨模型进行切骨具体包括：编制模拟切骨程序，所述模拟切骨...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕弈，燕霞，郭娜，徐淮锟，
申请(专利权)人：北京威高智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：