[發明專利]髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統及方法

有效

• 申請號: 202011204794.5
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112353493B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李軍
• 申請（專利權）人: 安徽醫科大學第二附屬醫院
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20;A61B17/15;A61B17/16;A61B17/17
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明屬于手術輔助裝置技術領域，公開了一種髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統及方法，所述髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統包括：髖關節固定模塊、圖像采集模塊、圖像分析模塊、中央控制模塊、髖關節模型構建模塊、支撐點確定模塊、支撐點定位模塊、髖關節支撐模塊、截骨角度確定模塊、截骨角度調整模塊、截骨導航模塊、評價模塊、模擬截骨模塊、驅動模塊。本發明通過髖關節固定模塊實現對髖關節的固定，減少移動帶來的誤差，使得圖像獲取及模型構建更準確；通過髖關節模型構建模塊進行髖關節模型構建，在構建的髖關節模型上進行模擬截骨，通過模擬發現截骨手術中的問題并及時改正，提升截骨準確性。

技術領域

本發明屬于手術輔助裝置技術領域，尤其涉及一種髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統及方法。

背景技術

目前，兒童發育性髖關節脫位是較常見的兒童先天性下肢畸形之一，致殘率高，嚴重影響患兒身心健康，尤其大齡髖關節脫位更為嚴重。三聯截骨術是一種將髖臼周圍髂骨、坐骨及恥骨進行截骨后改變髖臼方向進而改變髖臼對股骨頭包容的手術方式，坐骨截骨術是其中一重要環節。然而髖關節坐骨暴露困難，周圍神經血管豐富，加之兒童坐骨本身具有角度，給手術增加了難度。在畸形狹小的坐骨內需按照嚴格角度截骨，角度不正確很容易會導致坐骨截骨位置過高或過低，或方向不對，進而會影響髖關節的旋轉，影響手術效果，甚至會造成股骨頭壞死和關節僵硬等并發癥。但是目前的髖關節脫位三聯截骨術的手術輔助裝置中暫無可以實現按照嚴格角度截骨的裝置，無法實現手術操作的簡化和手術風險的降低。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：目前的髖關節脫位三聯截骨術的手術輔助裝置中暫無可以實現按照嚴格角度截骨的裝置，無法實現手術操作的簡化和手術風險的降低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統及方法。

本發明是這樣實現的，一種髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航方法，所述髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航方法包括以下步驟：

步驟一，通過髖關節固定模塊利用髖關節固定裝置進行髖關節的固定；通過圖像采集模塊利用攝像頭采集經固定的髖關節的圖像；通過圖像分析模塊獲取髖關節不同角度的兩個圖像，分別定義為第一圖像和第二圖像；利用圖像分析程序分別處理第一圖像和第二圖像并獲得對應的第一參數和第二參數，并輸出所述第一參數和第二參數。

步驟二，對髖關節位置和所述攝像頭之間的距離進行測量，以針對所述輸出的特征點的信息為基礎從針對所述髖關節位置的圖像中選擇至少兩個特征點；以所述測量的距離為基礎計算針對所述髖關節拍攝預先存儲的原始圖像的相對大小，得到原始圖像與采集圖像的比例。

步驟三，將步驟二得到髖關節的結構信息以及依照比例進行髖關節規格的計算，實現對采集的髖關節圖像的分析，并生成髖關節圖像分析報告；通過中央控制模塊利用中央處理器控制所述髖關節脫位三聯截骨術坐骨截骨3D打印導航系統各個模塊的正常運行。

步驟四，通過髖關節模型構建模塊根據在圖像分析中確定的特征點，為所述特征點構建描述子得到特征點的描述子；在所述第一圖像和所述第二圖像中，根據所述特征點的描述子尋找出相匹配的特征點，建立匹配關系得到視差圖；利用所述視差圖、所述攝像頭的內參數和外參數，獲得所述特征點對應空間點的空間位置，利用髖關節模型構建程序根據髖關節圖像分析報告構建髖關節3D打印導航模型。

步驟五，通過支撐點確定模塊利用支撐點確定程序依照圖像分析結構在采集的圖像中進行支撐點確定；通過支撐點定位模塊利用支撐點定位程序依照在圖像中確定的支撐點進行髖關節上支撐點的定位；通過髖關節支撐模塊利用髖關節支撐架進行髖關節各支撐點的支撐。