用于截骨导板建模的方法、设备和计算机可读介质技术

本发明专利技术的标题为“用于截骨导板建模的方法、设备和计算机可读介质”。本发明专利技术公开了一种用于截骨导板建模的方法，包括：获取患者的骨骼模型作为第一骨骼模型；对所述第一骨骼模型实施术前规划步骤，以计算截骨角度；根据所述截骨角度生成第二骨骼模型；基于所述第二骨骼模型放置接骨板；基于所述第二骨骼模型和所述接骨板的位置自动计算锁定钉的长度并且借助于所述锁定钉经由所述接骨板中的孔将所述接骨板固定到所述第二骨骼模型上，以生成第三骨骼模型；基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型。本发明专利技术还公开了实现上述步骤的设备和计算机可读介质。机可读介质。机可读介质。

【技术实现步骤摘要】
用于截骨导板建模的方法、设备和计算机可读介质


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于胫骨高位截骨术的截骨导板的建模的方法和设备。

技术介绍

[0002]在现在社会中，骨关节炎（Osteoarthritis，OA）患者越来越多。在中国，骨关节炎患者将超过1亿，其中绝大多数是可以应用胫骨高位截骨术（high tibial osteotomy，HTO）治疗的患者。相较于传统的全膝关节置换手术，HTO对于膝关节关节炎，能最大限度地保留关节，通过改变力线来改变关节面的接触面。该方法适合青中年活动量大、力线不佳的单间室病变，膝关节屈曲超过90
°
、无固定屈曲挛缩畸形、无关节不稳及半脱位、无下肢动静脉严重病变的患者。
[0003]在HTO中，可以利用个体化截骨导向器（PSI）以提高截骨精度和矫正精度。但是，为了确保截骨精度和矫正精度，PSI的设计要求医生具有丰富的临床经验。并且现有的PSI的设计和PSI HTO手术方案规划工具（例如CAD软件（CREO））操作十分复杂。在现有的工具中，在规划手术方案和设计PSI模型时需要反复切换设计窗口，重复输入大量的参数，并且在每次修改参数时都需要切换到各个设计窗口进行修改和重新模拟，这导致设计和规划过程耗时巨大、也增加了设计错误概率。这也进一步大幅增加了设计和规划的成本并且进一步增加了手术成本。
[0004]因此，本专利技术提供了一种改进的PSI设计和PSI HTO手术规划方法，以解决以上的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地得到阐述，或者可根据描述而为明显的，或者可通过本专利技术的实践而被学习到。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种用于截骨导板建模的方法，包括：获取患者的骨骼模型作为第一骨骼模型；对所述第一骨骼模型实施术前规划步骤，以计算截骨角度；根据所述截骨角度生成第二骨骼模型；基于所述第二骨骼模型放置接骨板；基于所述第二骨骼模型和所述接骨板的位置自动计算锁定钉的长度并且借助于所述锁定钉经由所述接骨板中的孔将所述接骨板固定到所述第二骨骼模型上，以生成第三骨骼模型；基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型。
[0007]在一些实施例中，自动计算锁定钉的长度的步骤包括：基于所述接骨板中的所述孔而生成锁定钉射线；确定所述锁定钉射线与所述第二骨骼模型的交点；测量所述锁定钉射线的端点到所述交点的长度；从所测量的长度减去预定义长度以得到所述锁定钉的长度。
[0008]在一些实施例中，基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型的步骤包括：基于所述第三骨骼模型确定一个或多个参数，并且基于所述一个或多个参数生成所述截骨导板模
型，其中所述一个或多个参数包括：横行截骨线、上行截骨线、所述接骨板中的孔和所述截骨导板覆盖的骨面。
[0009]在一些实施例中，所述方法进一步包括：基于所述第三骨骼模型生成填充块模型，其中填充块用于在实际手术中，在截骨后、放置接骨板前，维持所述截骨角度。
[0010]在一些实施例中，基于所述第三骨骼模型生成填充块模型的步骤包括：基于所述第三骨骼模型生成几何草绘线；在所述几何草绘线上自动均布生成多个特征点；获取所述多个特征点的坐标位置；基于所述多个特征点来拟合生成填充块模型所需的模型线；基于所述模型线生成所述填充块模型。
[0011]在一些实施例中，所述方法进一步包括：一键导出手术方案报告、所述截骨导板模型和所述填充块模型。
[0012]在一些实施例中，所述方法进一步包括：针对与所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、所述截骨导板模型和所述填充块模型的建模相关联的一个或多个功能来生成导航树，其中所述导航树的每个树节点对应于一个相应的功能；响应于所述导航树的所述树节点的切换，在一个窗口中切换并显示不同的功能。
[0013]在一些实施例中，所述方法进一步包括：调整所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型和所述截骨导板模型中的一个或多个模型的参数，所述调整步骤包括：接收可调整的步幅值以及方向指令；基于所述可调整的步幅值以及所述方向指令来调整所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、和所述截骨导板模型中的一个或多个模型的参数。
[0014]在一些实施例中，所述方法进一步包括：调整所述填充块模型的参数，所述调整步骤包括：接收可调整的步幅值以及方向指令；基于所述可调整的步幅值以及所述方向指令来调整所述填充块模型的参数。
[0015]在一些实施例中，所述方法进一步包括：检查所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、所述截骨导板模型和所述填充块模型的参数，并且显示所述参数是否在合理范围内。
[0016]本专利技术的第二方面提供了一种用于截骨导板建模的设备，包括：处理器；存储器，所述存储器耦合到所述处理器，所述存储器存储有指令，所述指令在被执行时，使得所述处理器：获取患者的骨骼模型作为第一骨骼模型；对所述第一骨骼模型实施术前规划步骤，以计算截骨角度；根据所述截骨角度生成第二骨骼模型；基于所述第二骨骼模型放置接骨板；基于所述第二骨骼模型和所述接骨板的位置自动计算锁定钉的长度并且借助于所述锁定钉经由所述接骨板中的孔将所述接骨板固定到所述第二骨骼模型上，以生成第三骨骼模型；基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型。
[0017]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：基于所述接骨板中的所述孔而生成锁定钉射线；确定所述锁定钉射线与所述第二骨骼模型的交点；测量所述锁定钉射线的端点到所述交点的长度；从所测量的长度减去预定义长度以得到所述锁定钉的长度。
[0018]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：基于所述第三骨骼模型确定一个或多个参数，并且基于所述一个或多个参数生成所述截骨导板模型，其中所述一个或多个参数包括：横行截骨线、上行截骨线、所述接骨板中的孔和所述截骨导板覆盖的
骨面。
[0019]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：基于所述第三骨骼模型生成填充块模型，其中填充块用于在实际手术中，在截骨后、放置接骨板前，维持所述截骨角度。
[0020]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：基于所述第三骨骼模型生成几何草绘线；在所述几何草绘线上自动均布生成多个特征点；获取所述多个特征点的坐标位置；基于所述多个特征点来拟合生成填充块模型所需的模型线；基于所述模型线生成所述填充块模型。
[0021]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：一键导出手术方案报告、所述截骨导板模型和所述填充块模型。
[0022]在一些实施例中，所述指令在被执行时，还使得所述处理器：针对与所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、所述截骨导板模型和所述填充块模型的建模相关联的一个或多个功能来生成导航树，其中所述导航树的每个树节点对应于一个相应的功能；响应于所述导航树的所述树节点的切换，经由显示器在一个窗口中切换并显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于截骨导板建模的方法，包括：获取患者的骨骼模型作为第一骨骼模型；对所述第一骨骼模型实施术前规划步骤，以计算截骨角度；根据所述截骨角度生成第二骨骼模型；基于所述第二骨骼模型放置接骨板；基于所述第二骨骼模型和所述接骨板的位置自动计算锁定钉的长度并且借助于所述锁定钉经由所述接骨板中的孔将所述接骨板固定到所述第二骨骼模型上，以生成第三骨骼模型；基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，自动计算锁定钉的长度的步骤包括：基于所述接骨板中的所述孔而生成锁定钉射线；确定所述锁定钉射线与所述第二骨骼模型的交点；测量所述锁定钉射线的端点到所述交点的长度；从所测量的长度减去预定义长度以得到所述锁定钉的长度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第三骨骼模型生成截骨导板模型的步骤包括：基于所述第三骨骼模型确定一个或多个参数，并且基于所述一个或多个参数生成所述截骨导板模型，其中所述一个或多个参数包括：横行截骨线、上行截骨线、所述接骨板中的孔和所述截骨导板覆盖的骨面。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于所述第三骨骼模型生成填充块模型，其中填充块用于在实际手术中，在截骨后、放置接骨板前，维持所述截骨角度。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述第三骨骼模型生成填充块模型的步骤包括：基于所述第三骨骼模型生成几何草绘线；在所述几何草绘线上自动均布生成多个特征点；获取所述多个特征点的坐标位置；基于所述多个特征点来拟合生成填充块模型所需的模型线；基于所述模型线生成所述填充块模型。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：一键导出手术方案报告、所述截骨导板模型和所述填充块模型。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：针对与所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、所述截骨导板模型和所述填充块模型的建模相关联的一个或多个功能来生成导航树，其中所述导航树的每个树节点对应于一个相应的功能；响应于所述导航树的所述树节点的切换，在一个窗口中切换并显示不同的功能。8.如权利要求1
‑
7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调整所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型和所述截骨导板模型
中的一个或多个模型的参数，所述调整步骤包括：接收可调整的步幅值以及方向指令；基于所述可调整的步幅值以及所述方向指令来调整所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、和所述截骨导板模型中的一个或多个模型的参数。9.如权利要求4
‑
7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调整所述填充块模型的参数，所述调整步骤包括：接收可调整的步幅值以及方向指令；基于所述可调整的步幅值以及所述方向指令来调整所述填充块模型的参数。10.如权利要求4
‑
7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：检查所述第一骨骼模型、所述第二骨骼模型、所述第三骨骼模型、所述截骨导板模型和所述填充块模型的参数，并且显示所述参数是否在合理范围内。11.一种用于截骨导板建模的设备，包括：处理器；存储器，所述存储器耦合到所述处理器，所述存储器存储有指令，所述指令在被执行时，使得所述处理器：获取患者的骨骼模型作为第一骨骼模型；对所述第一骨骼模型实施术前规划步骤，以计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鹏坤，张名俊，王郁琪，林浩，王小龙，万翔，项巍巍，
申请(专利权)人：德普伊新特斯产品公司，
类型：发明
国别省市：