[发明专利]一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法及系统

说明书

本发明提供一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法及系统，均基于患者断骨的虚拟复位后的三维骨骼模型，均能实现以下步骤：读取患者断骨的虚拟复位后的三维骨骼模型；在所述三维骨骼模型上确定用于放置钢板的位置，并基于所确定的位置生成钢板预弯曲线；计算钢板预弯曲线的长度，并从预先创建的数字钢板库中选出长度最接近计算出的钢板预弯曲线的长度的钢板模型；提取所选出的钢板模型的中轴线；基于所述中轴线，对所述钢板预弯曲线进行配准，得到配准后的钢板预弯曲线；根据配准后的钢板预弯曲线，对上述所选出的钢板模型进行轴变形预弯，得到上述选出的钢板模型对应的预弯模型。本发明用于辅助实现对实体钢板的数字预弯。

技术领域

本发明涉及计算机辅助几何设计领域，具体涉及一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法及系统。

背景技术

生活中骨折发生率一直较高。目前针对骨折的治疗方法，主要是采用人工复位与伤肢内固定相结合的方法，即采用人工手段使断骨恢复到健康时的解剖形态，然后利用医用螺丝钉和钢板(比如解剖型接骨板)将两截断骨固定。具体在手术时，医生将患者骨折部位的肌肉等组织切开，漏出断骨，然后根据人工复位后的骨骼形状对钢板进行手工折弯。在折弯过程中，医生需反复对钢板进行弯折处理并与复位后的骨骼进行对比，以便使弯折后的钢板能够与骨骼良好的贴合。

但在上述手术中，钢板预弯由医生凭借自己的经验使用器械手动弯曲钢板。而医生仅凭借自己的经验进行钢板弯曲，往往致使钢板与骨骼贴合性误差相对较大，从而不利于对两截断骨的固定。

为此，本发明提供一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法及系统，用于解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法及系统，用于辅助实现对实体钢板的数字预弯，以提高预弯后钢板与骨骼的贴合性。

第一方面,本发明提供一种骨科手术钢板数字预弯模型获取方法，该方法基于患者的断骨的虚拟复位后的三维骨骼模型，包括步骤：

S1：读取患者的断骨的虚拟复位后的三维骨骼模型；

S2：在所述三维骨骼模型上确定用于放置钢板的位置，并基于所确定的位置生成钢板预弯曲线；

S3：计算钢板预弯曲线的长度，并从预先创建的数字钢板库中选出长度最接近计算出的钢板预弯曲线的长度的钢板模型；数字钢板库中预先存有不同规格的实体钢板的钢板模型；

S4：提取上述选出的钢板模型的中轴线；

S5：基于所述中轴线，对所述钢板预弯曲线进行配准，得到配准后的钢板预弯曲线；

S6：根据所述配准后的钢板预弯曲线，对上述选出的钢板模型进行轴变形预弯，得到上述选出的钢板模型对应的预弯模型。

进一步地，步骤S2包括：

步骤S21：通过人机交互方式，在所述虚拟复位后的三维骨骼模型上，点选钢板放置位置的起点pointa、终点pointb和钢板预弯的走向点pointc；

步骤S22：依据点选的起点pointa、终点pointb和钢板预弯的走向点pointc创建一个平面；

步骤S23：计算步骤S22中所创建的平面与所述虚拟复位后的三维骨骼模型相交的点集intersect_points；

步骤S24：对点集intersect_points中的点，采用最短路算法，得到一个有序点集curve_points；

步骤S25：依次连接有序点集curve_points中的各个点，得到钢板预弯曲线。

进一步地，步骤S4的实现方法为：