[發明專利]一種個性化醫療器械的設計方法及系統

有效

• 申請號: 201710641143.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107292062B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 成思源;王小康;楊雪榮;林泳濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06T17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了一種個性化醫療器械的設計方法，包括：根據人體部位的二維斷層圖像生成人體部位的三維模型；對三維模型執行局部形態特征提取操作，得到局部形態特征參數，并據此生成相應的醫療器械模型；獲取在生成醫療器械模型過程中存在的總體誤差，并判斷總體誤差是否超過閾值；若否，則通過3D打印技術得到相應的醫療器械。該方法所設計出的醫療器械的對于具有差異的人體部位有很好的適應性，對比通用醫療器械，在使用中有更高的準確度，對于實施部位可以很好的貼合，可以顯著提高手術精度和病人的使用體驗。本申請還同時公開了一種個性化醫療器械的設計系統，具有上述有益效果。

技術領域

本申請涉及醫療器械領域，特別涉及一種個性化醫療器械的設計方法及系統。

背景技術

隨著醫療技術的發展，醫療的治療手段也多樣化，同時會配合各種各樣的醫療器械完成治療。目前一般的醫療器械是通用性的醫療器械，其設計時只考慮大致可以與患者的治療部位相配合，為了提高裝置和器械的配合性，通常會在醫療器械中增加許多微調結構，在一定程度上解決了配合性的問題，但是會導致裝置的零件過多，而且零件體積小，可能會出現安裝器械時零件掉入體內的情況，因此，在安裝和手術過程中需要防止零件掉落的情況出現，這樣一來會導致手術的難度和復雜性大大增加。

為了保證醫療器械在使用時的準確度，需要在手術時對醫療器械進行校準，當需要使用醫療器械的部位在身體內部時，在校準時需要在X光機照射下觀察是否校準成功，同時在進行手術時也需要X光機的引導。例如，在股骨頸骨折內固定術和股骨頭壞死塌陷后的保髖手術中，治療股骨近端疾病的內置物需要沿著股骨頸中心軸線位置以及方向置入，其前提便是定位出股骨頸的中心軸線。實際上，股骨頸軸線是通過置入定位導針確定，通過觀察定位導針在股骨內部位置來確定導針是否已經通過股骨頸相對正中的軸線位置。因此，需要在X光機的引導下進行，而且此時醫生是在無導向裝置的條件下徒手進行操作。由于缺少有效的定位裝置以及在股骨近端附近的幾何空間狹小，導致定位導針置入過程的準確性、安全性和有效性都較低，造成需要反復穿針才能將導針置入到合適位置的問題，這將進一步損害股骨頭頸部殘存的正常骨結構，造成不必要的醫源性損害；此外，反復穿針需要反復透視觀察，患者和醫生都要接受相當劑量的電離輻射，也有相當的危害性。

同時，現在使用的醫療器械采用的通用型醫療器械依賴進口，而進口的醫療器械是按外國人的身體構造設計的，與國人的略有不同，因此器械可能與人體不太配合，造成人體部位的損傷或者手術不成功。

因此，如何根據以上技術缺陷，提供一種由具有針對性、效果更好的個性化醫療器械設計機制是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本申請的目的是提供一種個性化醫療器械的設計方法及系統，其所設計出的醫療器械的對于具有差異的人體部位有很好的適應性，對比通用醫療器械，在使用中有更高的準確度，對于實施部位可以很好的貼合，可以顯著提高手術精度和病人的使用體驗。

為解決上述技術問題，本申請提供一種個性化醫療器械的設計方法，該方法包括：

根據人體部位的二維斷層圖像生成所述人體部位的三維模型；

對所述三維模型執行局部形態特征提取操作，得到局部形態特征參數，并根據所述局部形態特征參數生成相應的醫療器械模型；

獲取在生成所述醫療器械模型過程中存在的總體誤差，并判斷所述總體誤差是否超過閾值；若未超過閾值，則將所述醫療器械模型通過3D打印技術得到相應的醫療器械。

可選的，對所述三維模型執行局部形態特征提取操作，得到局部形態特征參數，包括：

對所述三維模型執行基準特征提取操作，得到基準特征參數；其中，所述基準特征參數包括基準面和/或基準線和/或基準點；

對所述三維模型執行定位特征提取操作，得到配合面參數；

利用所述基準特征參數和所述配合面參數生成所述局部形態特征參數。