一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法技术

技术编号：42806038 阅读：17 留言：0更新日期：2024-09-24 20:49

本发明专利技术涉及一种用于足踝畸形矫治术的软组织‑支链碰撞检测方法，利用基本空间线型所对应的数学参数方程，对软组织和并联外固定器支链的凸包络外轮廓进行建模，形成以切片堆叠方式表征的软组织边界表征模型和以圆柱体表征的支链表征模型，利用空间线段填平软组织切片的凹陷部分，利用空间圆弧表征软组织切片的平滑部分。通过在矫治路径上复现被检测目标的空间位姿，将碰撞检测转化为判断边界表征模型间的空间位置关系的数学问题。基于空间点‑线距离以及点‑线段位置关系判别法，确定点‑圆柱体的实际位姿状态，进而判断软组织‑支链之间是否发生碰撞。该方法能够在执行实际牵引前检测出体段‑并联外固定器系统中的潜在碰撞风险并及时规避。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及足踝矫形骨科领域，具体来说，涉及一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法。

技术介绍

1、在骨畸形渐进矫治策略中，并联外固定器环绕安装在肢体段周围，通过支链的协同驱动带动畸形节段相对于非畸形节段完成解剖结构复位，矫治路径则规定了肢体段-并联外固定器系统的整体运动趋势。因此，矫治路径中人体、并联外固定器的相对空间位姿关系共同影响牵引过程的连续性与安全性。

2、矫治路径仅仅反映牵引的基本走行路线，作为一个包含多组成部分的人-机共存系统，软组织与并联外固定器的支链之间依然可能会出现碰撞，进而影响牵引的连续性。因此，应在执行实际牵引前进行软组织-支链碰撞检测。然而，面对上述需求，现有的相关研究较少，且主要面向长骨体段的畸形矫治。对于具有更复杂解剖结构的足踝部位，更是鲜有针对性研究。所提出的检测方法尚依靠利用实物模型与软件模型对牵引过程进行模拟演示，并通过视觉辨识获得检测结果，不仅精度偏低(模拟的检测环境与实际牵引环境存在差异)，且检测成本较大。

技术实现思路

1、...

【技术保护点】

1.一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于足踝畸形矫治术的软组织-支链碰撞检测方法，其特征在于，步骤(1)中，基于三维扫描仪将实际的软组织-并联外固定器组合体复现为三维模型，将三维模型导入SolidWorks软件中，进行后续操作；根据软组织外观，将线段和圆弧作为基本线型，并在软组织外轮廓上手动选择线型特征点，将外轮廓复现为以切片堆叠方式表征的软组织凸包络体，其中生成每条线段和圆弧分别需要2个和3个特征点；在软组织-并联外固定器三维模型中建立坐标系，读取所有特征点的坐标信息。