[发明专利]一种骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统

说明书

一种骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断方法，涉及骨扩孔手术辅助技术领域，其包括以下步骤：（1）通过传感器获取在骨扩孔手术过程中的扩孔工具的实时受力反馈；（2）在步骤（1）内，在扩孔工具m个旋转周期内的受力反馈中，提取扩孔工具在每个旋转周期中受力的绝对值的最大值与最小值，m的取值根据所需要的测量精度选取；（3）对步骤（2）所取得的数据进行处理，求最大值与时间的实时函数关系及最小值与时间的实时函数关系；（4）通过分析步骤（3）中的函数的特征，来判断当时骨扩孔手术所处阶段相对应的骨质密度分布情况。定性判别骨髓的力学分布，有助于手术中的决策，若密度分布不均，手术可能需要调整骨水泥的用量和分布。

技术领域

本发明涉及骨扩孔手术辅助技术领域，特别是涉及一种骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统。

背景技术

在现有的技术中，手术辅助系统在进行骨扩孔手术的过程中，仅能通过手术导航、CT拍摄等手段从视觉上大致进行判断手术所处的阶段状态，同时CT拍摄则会有大量的辐射，对人体有害。

而骨髓的密度分布对手术的操作决策有着显而易见的影响，若骨髓密度分布不均，手术则可能需要调整骨水泥的用量及其分布，而现有的手术辅助系统并不能得到相应的骨质密度的提示，因为大多数机器人没有力学反馈装置，没有具体的力学检测的分析逻辑和判断系统。因此，手术过程的操作失误会严重影响手术的效率和效果。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的手术辅助系统不能提示骨扩孔手术中的骨质密度分布信息的不足之处，而提供一种骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统，包括传感器和去噪声模块以及钝化模块，利用骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统对骨扩孔手术中的骨质密度分布进行判断，利用骨扩孔手术中的骨质密度分布的判断系统对骨扩孔手术中的骨质密度分布进行判断的方法包括以下步骤：

(1)通过传感器获取在骨扩孔手术过程中的扩孔工具的实时受力反馈；

(2)在所述步骤(1)内，在扩孔工具m个旋转周期内的受力反馈中，提取扩孔工具在每个旋转周期中受力的绝对值的最大值与最小值，m的取值根据所需要的测量精度选取；

(3)对所述步骤(2)所取得的数据进行处理，求所述最大值与时间的实时函数关系及所述最小值与时间的实时函数关系；

(4)通过分析所述步骤(3)中的所述实时函数的特征，来判断当时骨扩孔手术所处阶段相对应的骨质密度分布情况。

优选地，把扩孔工具在扩孔过程中所受的力分为空间直角坐标系的3个坐标方向上的力，其分别为：挤压力Fx、切削力Fy和Fz；所述步骤(1)中，传感器获取的实时受力反馈包括切削力Fy和Fz，所述步骤(3)中的实时函数包括：Fymax(t)、Fzmax(t)、Fymin(t)和Fzmin(t)。

优选地，所述切削力Fy分为正负方向，在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数满足：Fymax(t)都代表正向力，且Fymin(t)都代表正向力，则判断发生正向Fy的一侧骨头的密度大于发生负向Fy的一侧骨头的密度的2倍；所述Fz分为正负方向，在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数满足：Fzmax(t)都代表正向力，且Fzmin(t)都代表正向力，则判断发生正向Fz的一侧骨头的密度大于发生负向Fz的一侧骨头的密度的2倍。

优选地，在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数满足：Fymax(t)都代表负向力，且Fymin(t)都代表负向力，则判断发生负向Fy的一侧骨头的密度大于发生正向Fy的一侧骨头的密度的2倍；在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数满足：Fzmax(t)都代表负向力，且Fzmin(t)都代表负向力，则判断发生负向Fz的一侧骨头的密度大于发生正向Fz的一侧骨头的密度的2倍。