[發明專利]一種個體化股骨骨折復位模型構建方法

有效

• 申請號: 201710332811.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106963489B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 陳小中;冒志建
• 申請（專利權）人: 常州工程職業技術學院
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種個性化股骨骨折復位模型構建方法。其步驟包括：基于參數化股骨曲面模型構建技術，創建平均化股骨變形模板，定義股骨解剖特征點和解剖參考點，創建患者骨折簡化模型，構建個體化近似模型；將骨折簡化模型中各解剖點集配準對其至近似股骨模型中對應解剖點集，求解變形矩陣，實現骨折模型中對應骨折段自動復位；提取骨折簡化模型中各骨折段骨折輪廓，投影并截取近似股骨模型中對應曲面，光滑連接相鄰曲面，構建患者個體化骨折復位模型。本發明通過患者股骨骨折段復位和粉碎性部分曲面重構，直觀快捷地構建個體化骨折模型，對指導醫生進行股骨骨折手術治療和骨科手術中患者接骨板個性化設計具有重要指導意義。

技術領域

本發明涉及一種數字股骨建模技術，具體涉及一種個性化股骨骨折復位模型構建方法，屬于計算機輔助設計領域。

背景技術

隨著全球人口老齡化和道路交通事故傷害的增加，人體股骨骨折呈逐年上升趨勢，且多為復雜粉碎性骨折。手術治療已成為當下股骨粉碎性骨折治療的最有效方法，計算機輔助骨科手術為骨折治療提供了有效技術保障，成為當前發展最為迅速的研究領域。有效復位患者偏移后骨折塊至正常解剖位，構建個體化骨骼骨折復位模型，是計算機輔助骨科手術中最為重要的問題之一。參考文件(CN104622559A)發明公開了一種參數化股骨模板的構建方法，現有方法主要分為兩類：手工拼接和統計重構。手工拼接是醫生對骨折塊逐一手工復位，其主要缺點包括：復位模型的精度很大程度上依賴于醫生經驗；同時模型構建效率低下。統計重構是利用近似骨骼模型代替患者個體模型，其主要不足包括：難以有效表示患者個體股骨外形差異特征；近似骨骼模型難以表示骨折痕跡信息，難以指導醫生對患者個體的針對性手術治療。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種個體化股骨骨折復位模型的構建方法，基于患者骨折模型和參數變形模板，實現骨折段的解剖復位與患者個體骨折痕跡的直觀表示。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種個性化股骨骨折復位模型構建方法，包括如下步驟：

步驟1：創建平均化股骨變形模板，定義股骨解剖特征點和解剖參考點，基于患者骨折CT，創建患者骨折簡化模型；測量骨折簡化模型中正常解剖部位的有效參數，編輯修改平均化股骨變形模板，構建個體化近似模型。

步驟2：提取患者骨折簡化模型和近似股骨模型中解剖特征點和解剖參考點，依據所屬位置，將解剖特征點和參考點分類至對應模型的各骨折段解剖點集，將骨折簡化模型中各解剖點集配準對其至近似股骨模型中對應解剖點集，依據所求解變形矩陣，對骨折模型中對應骨折段進行復位。

步驟3：提取骨折簡化模型中各骨折段骨折輪廓，投影至近似股骨模型中，截取近似股骨模型中對應曲面，使用過渡曲面，光滑連接相鄰曲面，構建患者個體化骨折復位模型。

前述的一種個性化股骨骨折復位模型構建方法，所述步驟1包括以下步驟：

步驟1a：導入特定人群正常股骨的平均化曲面模型，創建平均化股骨解剖特征點和解剖參考點，定義股骨解剖參數，基于參數化股骨模板構建技術，創建股骨曲面變形模板。

步驟1b：提取患者骨折股骨CT外側輪廓，創建個體骨折三維曲面模型，移除粉碎性骨折部分，創建患者骨折簡化模型；

步驟1c：測量患者骨折簡化模型中正常解剖位的有效參數，編輯修改平均化股骨變形曲面模板，創建個體化近似模型；

前述的一種個性化股骨骨折復位模型構建方法，所述步驟2包括以下步驟：

步驟2a：創建患者骨折簡化模型和個體化近似模型中解剖特征點和解剖參考點，依據各點所屬位置，分類骨折簡化模型解剖特征點和解剖參考點至對應解剖點集，分類近似模型解剖特征點和解剖參考點至對應解剖點集；