[發明專利]一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法

在審

• 申請號: 202011299815.6
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112370160A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王碩;劉健;趙曉萌
• 申請（專利權）人: 上海擎泰仿真科技有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲得骨骼和待植入該骨骼的植入物的三維模型；

S2、在三維骨骼模型上標記出該骨骼必要的幾何特征；

S3、在三維植入物模型上標記出該植入物必要的幾何特征；

S4、將S2和S3所標記的幾何特征分別賦予吸引特性（對應合理位置）或者排斥特性（對應不良位置）；

S5、給所有特性賦予閾值并計算出各特性空間作用域；

S6、利用植入物幾何特征和骨骼幾何特征之間的吸引和排斥特性以及空間作用域，在拖動并調節植入物和骨骼間空間位置關系時動態計算植入物和骨骼兩兩幾何特征間最短空間距離；

S7、在停止拖動植入物并初步確定植入物放置位置后，根據規則進行吸引操作或排斥操作，確定植入物精確放置位置，從而加快植入物放置過程。

2.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S2中，根據醫學知識標記植入物植入過程中所需要參考的骨骼幾何特征，包括點，空間曲線，或空間曲面。

3.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S3中，根據醫學知識標記植入物植入過程中所需要參考的植入物幾何特征，包括點，空間曲線，空間曲面。

4.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S4中，幾何特征的吸引特性定義為：植入物或者骨骼上該幾何特征與對應的骨骼或者植入物上其他幾何特征空間位置相重合，會增強生理學的表現或加速植入物定位過程，則賦予此幾何特征吸引特性；幾何特征的排斥特性定義為：若植入物或者骨骼上該幾何特征與對應的骨骼或者植入物上其他幾何特征最短空間距離小于閾值，會弱化人體生理學表現或導致不正確的植入物定位過程，則賦予此幾何特征特性為排斥特性。

5.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S4中，植入物幾何特征和骨骼幾何特征之間的吸引或者排斥關系特性可以通過枚舉方法單獨進行定義,同時單獨定義的特性優先于一般的特性定義；例如骨骼的其中一個點特征為排斥特性，植入物的其中一個點特征也為排斥特性，可以單獨定義這一對幾何特征的相互特性為吸引特性。

6.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S5中對所有特性計算其空間作用域，該空間作用域定義為；以幾何特征上每個點為球心，半徑為一個確定數值R的所有球體表面的外包絡面的內部為幾何特征的空間作用域，其中R為其閾值。

7.根據權利要求1所述的一種輔助人工進行骨科植入物三維模型空間定位的方法，其特征在于，所述步驟S6中，在拖動植入物進行放置過程中，動態計算植入物上的幾何特征與骨骼幾何特征之間的最短距離；其中，根據幾何特征的類型，可以分為點特征到點特征的最短空間距離，點特征到空間曲線特征的最短空間距離，點特征到空間曲面特征的最短空間距離，空間曲線特征到空間曲線特征的最短空間距離，空間曲線特征到空間曲面特征的最短空間距離，空間曲面特征到空間曲面特征的最短空間距離。