[發明專利]一種基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置及方法

在審

• 申請號: 201710818446.9
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107638203A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 王若林;朱道佩;桑農
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: A61B17/3211
• 分類號: A61B17/3211
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魏波

1.一種基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置，其特征在于：包括三維掃描裝置(2)、微型手術刀(4)、圖像顯示模塊(6)、液壓控制模塊(7)、刀刃方向控制模塊(8)、控制系統(9)；

所述三維掃描裝置(2)通過導線與所述控制系統(9)連接，所述控制系統(9)分別通過導線與圖像顯示模塊(6)、所述液壓控制模塊(7)、刀刃方向控制模塊(8)連接；所述液壓控制模塊(7)、刀刃方向控制模塊(8)分別通過導線與所述微型手術刀(4)連接；

所述三維掃描裝置(2)首先對待檢測斜方肌組織(1)進行三維掃描，并將結果傳輸到所述控制系統(9)，經處理后得到損傷發生前后各個預設點的坐標；然后通過所述液壓控制模塊(7)、刀刃方向控制模塊(8)控制所述微型手術刀(4)工作，掃描情況及工作情況實時顯示在所述圖像顯示模塊(6)中。

2.根據權利要求1所述的基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置，其特征在于：所述三維掃描裝置(2)包括掃描鏡頭(3)、存儲盒(5)和兩個掃描曲面(17)；所述兩個掃描曲面(17)對稱設置在所述存儲盒(5)外壁上，兩個掃描曲面(17)內表面和存儲盒(5)的上表面均設置有掃描鏡頭(3)；三維掃描裝置(2)工作時，兩個掃描曲面(17)和存儲盒(5)開始旋轉，從而實現對待檢測斜方肌組織(1)的三維掃描。

3.根據權利要求2所述的基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置，其特征在于：所述存儲盒(5)由4個環組成，每個環上均設置有若干套管(18)和若干掃描鏡頭(3)；每個套管(18)中均設置有所述微型手術刀(4)；每個環均能旋轉，從而實現微型手術刀(4)的位置調整和掃描鏡頭(3)的掃描。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置，其特征在于：所述微型手術刀(4)包括刀頭部和刀身部；所述刀頭部由刀刃(10)、光纖傳感器(11)、微型攝像頭(12)組成，所述刀身部由刀身(14)、細管(15)、液體(16)組成；所述刀頭部和刀身部通過伸縮裝置(13)連接在一起；

所述刀刃(10)設置在所述刀頭部端面上，所述光纖傳感器(11)設置在刀刃(10)后面，用于監測刀刃(10)在行進過程中遇到的阻力，然后將阻力大小傳給液壓控制模塊(7)，形成反饋機制；所述微型攝像頭(12)設置在所述刀頭部外壁上，通過導線與所述控制系統(9)連接；所述刀身(14)內部設置有細管(15)，所述液壓控制模塊(7)向細管(15)中注入液體(16)，為刀刃(10)的行進提供動力；所述刀刃方向控制模塊(8)通過調節上下兩個伸縮裝置(13)的伸長量實現刀刃方向的實時控制。

5.根據權利要求4所述的基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治裝置，其特征在于：所述刀頭部采用高強度鋼制作而成，有直型和曲線型式；所述刀刃(10)長度為0.05～5mm；所述光纖傳感器(11)的表面設置有0.02～0.03mm的防水涂膜(19)；所述刀身(14)采用軟體材料制作而成，能折疊，當微型手術刀(4)沒有工作時，能通過伸縮裝置(13)藏在存儲盒(5)中的套管(18)內。

6.一種基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過對人體斜方肌的三維掃描，建立斜方肌的數字化模態坐標；

步驟2：對斜方肌進行三維網格劃分；

步驟3：計算斜方肌未發生病變時預設點的曲率；

步驟4：確定斜方肌發生病變的位置；

步驟5：自動診治。

7.根據權利要求6所述的基于模態坐標的髂腰韌帶損傷自動診治方法，其特征在于：步驟2中，首先，將斜方肌在數字化模態坐標的長、寬和高三個方向上分別分成m份、n份和p份，斜方肌被分成m×n×p份；接著，將每一份單元體的8個頂點設為預設點；假設斜方肌在數字化模態坐標的三個方向上的長度分別為l₀、h₀和t₀，則每一份單元體在數字化模態坐標的三個方向上的長度分別為l₁＝l₀/m、h₁＝h₀/n和t₁＝t₀/p，形狀不規則的單元體除外。