[发明专利]面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法

权利要求书

1.面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：构建植入物特征模型库，并根据骨折信息和植入物特征参数对植入物分类；

步骤二：根据患者骨骼三维形态参数和骨折类型，从植入物特征模型库中挑选出一个植入物模型；

步骤三：调整所挑选植入物模型的特征参数，以使其满足个体患者的应力要求；

步骤一包括：

步骤1a：构建植入物特征模型库；

基于特征造型技术依次构建植入物的面特征和体特征，并根据医学语义设置特征参数，之后将构建的植入物模型添加到植入物特征模型库；

步骤1b：对植入物特征参数分类；

将步骤1a中设置的可以反映植入物整体形状的特征参数统一称为主特征参数，将反映植入物局部形状的特征参数统一称为细节特征参数；

步骤1c：根据骨折信息和植入物特征参数对植入物分类；

首先根据植入物所适用的骨骼类型和骨折类型将植入物分类，然后依次根据步骤1b中植入物的主特征参数和细节特征参数将植入物分类；

步骤二包括：

步骤2a：构建患者骨骼三维模型；

基于个体患者的CT数据，采用图像分割、三维重建、模型优化快速构建患者骨折块，然后实现碎骨拼接；

步骤2b：获取骨骼三维整体形态参数；

在步骤2a构建的骨骼三维模型上测量数个可以反映骨骼整体形态的三维形态参数，包括骨骼尺寸参数；

步骤2c：判断骨折类型；

对不同骨骼类型，选择反映骨折特性的数个特征，然后通过训练大量样本计算出分类决策函数，最后将个体患者数据，即步骤2b中的骨骼三维整体形态参数输入到分类决策函数，并输出骨折类型；

步骤2d：挑选一个初步的植入物特征模型；

根据骨骼三维整体形态参数与植入物主特征参数之间的映射关系确定植入物主特征参数值，同时结合步骤2c得到的骨折类型，从步骤1a中的植入物特征模型库中初步挑选出一个植入物模型；

步骤三包括：

步骤3a：对植入物特征参数进行优先级排序；

设置主特征参数优先于细节特征参数，同时对主特征参数和细节特征参数依次设置优先级顺序；

步骤3b：骨折固定装配系统模型的构建及其应力分析；

采用固定件将植入物装配至骨骼实体模型，然后将固定系统导入到有限元分析软件，并依次设置材质属性、约束关系、边界条件和承受负荷参数，最后分析植入物的最大VonMises应力值；

步骤3c：植入物特征的层次化编辑；

按照步骤3a中植入物特征参数的优先级顺序，由高到低逐层编辑特征参数，直至满足预设条件。

2.根据权利要求1所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，步骤1b中，植入物主特征参数是指可以反映植入物整体形状和尺寸的参数，包括桡骨掌侧接骨板的厚度、长度、头部宽度、尾部宽度；植入物细节特征参数是指可以反映植入物局部形状和尺寸的参数，包括桡骨掌侧接骨板的固定孔信息，所述固定孔信息包括固定孔中心的位置、半径。

3.根据权利要求1所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，步骤2a中，碎骨拼接是指基于模板策略，通过构建目标函数、确定约束条件、构建动态规划方程，实现碎骨块的最优拼接。

4.根据权利要求1所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，步骤2c中，反映骨折特性的数个特征是指骨骼三维模型上骨折线的位置和形状信息；所述分类决策函数是指根据选择的反映骨折特性的特征，采用统计决策与决策树结合的方法计算出的用于判断骨折类型的决策函数。

5.根据权利要求1所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，步骤3a中，对主特征参数和细节特征参数依次设置优先级顺序是指按照植入物各特征参数改变时对植入物受力情况的影响程度从高到低对植入物特征参数进行排序。

6.根据权利要求1所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，固定件包括螺钉，固定系统包括装配了固定件的骨骼实体模型。

7.根据权利要求2所述的面向骨科术前规划的植入物特征参数编辑方法，其特征在于，固定孔包括螺孔。