一种个体化股骨骨折复位模型构建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106963489A(43)申请公布日2017.07.21(21)申请号201710332811.5(22)申请日2017.05.12(71)申请人常州工程职业技术学院地址213164江苏省常州市武进区滆湖中路33号(72)发明人陈小中冒志建(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人高桂珍(51)Int.Cl.A61B34/10(2016.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种个体化股骨骨折复位模型构建方法(57)摘要本发明公开了一种个性化股骨骨折复位模型构建方法。其步骤包括：基于参数化股骨曲面模型构建技术，创建平均化股骨变形模板，定义股骨解剖特征点和解剖参考点，创建患者骨折简化模型，构建个体化近似模型；将骨折简化模型中各解剖点集配准对其至近似股骨模型中对应解剖点集，求解变形矩阵，实现骨折模型中对应骨折段自动复位；提取骨折简化模型中各骨折段骨折轮廓，投影并截取近似股骨模型中对应曲面，光滑连接相邻曲面，构建患者个体化骨折复位模型。本发明通过患者股骨骨折段复位和粉碎性部分曲面重构，直观快捷地构建个体化骨折模型，对指导医生进行股骨骨折手术治疗和骨科手术中患者接骨板个性化设计具有重要指导意义。CN106963489ACN106963489A权利要求书1/2页1.一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：创建平均化股骨变形模板，定义股骨解剖特征点和解剖参考点，基于患者骨折CT，创建患者骨折简化模型；测量骨折简化模型中正常解剖部位的有效参数，编辑修改平均化股骨变形模板，构建个体化近似模型；步骤2：提取患者骨折简化模型和近似股骨模型中解剖特征点和解剖参考点，依据所属位置，将解剖特征点和参考点分类至对应模型的各骨折段解剖点集，将骨折简化模型中各解剖点集配准对其至近似股骨模型中对应解剖点集，依据所求解变形矩阵，对骨折模型中对应骨折段进行复位；步骤3：提取骨折简化模型中各骨折段骨折轮廓，投影至近似股骨模型中，截取近似股骨模型中对应曲面，使用过渡曲面，光滑连接相邻曲面，构建患者个体化骨折复位模型。2.根据将权利要求1所述的一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：步骤1a：导入特定人群正常股骨的平均化曲面模型，创建平均化股骨解剖特征点和解剖参考点，定义股骨解剖参数，基于参数化股骨模板构建技术，创建股骨曲面变形模板；步骤1b：提取患者骨折股骨CT外侧轮廓，创建个体骨折三维曲面模型，移除粉碎性骨折部分，创建患者骨折简化模型；步骤1c：测量患者骨折简化模型中正常解剖位的有效参数，编辑修改平均化股骨变形曲面模板，创建个体化近似模型。3.根据将权利要求1所述的一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：步骤2a：创建患者骨折简化模型和个体化近似模型中解剖特征点和解剖参考点，依据各点所属位置，分类骨折简化模型解剖特征点和解剖参考点至对应解剖点集，分类近似模型解剖特征点和解剖参考点至对应解剖点集；步骤2b：将患者骨折简化模型中各解剖点集配准对齐至个体化近似模型中对应解剖点集，求解各点集对应变形矩阵，对骨折简化模型中主要骨折段进行自动复位。4.根据将权利要求1所述的一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：步骤3a：提取复位后骨折简化模型中主要骨折段边界轮廓曲线，投影至所个体化近似模型中，截取相应部分曲面，表示所移除粉碎性部分外形；步骤3b：使用过渡曲面技术，光滑连接相邻曲面，构建患者个体化股骨骨折复位模型。5.根据将权利要求1所述的一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，所述步骤1的步骤1a中，所述解剖特征点位于股骨表面，包括大转子最高点(Pa1)、大转子外侧点(Pa2)、小转子上部点(Pa3)、小转子顶点(Pa4)、小转子下部点(Pa5)、髁部外侧点(Pa6)、髁部前外侧点(Pa7)、髁部外侧底部点(Pa8)、两髁底部最高点(Pa9)、髁前滑车点(Pa10)、髁部内侧底部点(Pa11)、髁部前内侧点(Pa12)、髁部内侧点(Pa13)、髁部后内侧点(Pa14)、髁部后外侧点(Pa15)，所述解剖参考点位于股骨内部，通过拟合求解股骨各部分外形获得，包括头球心(Pr1)、颈峡部点(Pr2)、颈干交点(Pr3)、干峡部点(Pr7)、近端轴四等分点(Pr4-Pr6)、远端轴底部点(Pr10)、远端轴三等分点(Pr8、Pr9)。6.根据将权利要求1所述的一种个性化股骨骨折复位模型构建方法，其特征在于，所述2CN106963489A权利要求书2/2页步骤1的步骤1b中，所述CT外侧轮廓，是指股骨外侧皮质骨轮廓，粉碎性骨折部分是指手术治疗中难以