[发明专利]基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施方法及系统

权利要求书

1.基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施系统，其特征在于：包括手术方案设计模块、术中坐标还原模块和光束引导模块；所述的手术方案设计模块包括：

原始CT图像采集子模块：用于分别获取患者股骨颈骨折侧的原始CT图像和健康侧的原始CT图像；

三维重建子模块：用于分别对骨折侧的原始CT图像和健康侧的原始CT图像进行三维建模；

三维建模图像处理子模块：用于分别对骨折侧和健康侧的股骨三维建模图像进行处理，包括：

骨性标志点寻找单元：用于在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；

A线长度计算单元：用于将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；

a切面寻找单元：用于延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；

B线获取单元：用于将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；

夹角角度β计算单元：用于计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β；

导针角度计算子模块：用于根据三维建模图像处理子模块获得的正常侧的α值α-0/β值β-0、以及创伤侧的α值α-1和β值β-1，计算出骨折侧导针的植入角度的实际值，所述的实际值包括包横断值、冠状值和矢状值；

所述的术中坐标还原模块包括：

坐标初始子模块：用于将手术台作为基准形成手术台术中坐标，其中以手术台患者平躺后头至脚的方向作为横断轴、以手术台垂直于地面的方向作为矢状轴、以垂直于横断轴和矢状轴所形成的平面的直线方向作为冠状值，并确定所述术中坐标的原点位置；

坐标应用子模块：用于当患者平躺于手术台后，将手术方案设计步骤得到的实际值应用于术中坐标，得到骨折侧导针的植入角度的实际值在术中坐标中的相对坐标值；

所述的光束引导模块包括：

光束引导子模块：用于光源装置的控制器接收术中坐标还原步骤中导针植入的相对坐标值，同时将光源装置定好初始位置；

光源装置控制子模块：控制器根据所述植入的相对坐标值，对光源装置本体的高度和旋转方向进行控制；

光束发射子模块：用于当到达植入方向时，光源装置产生引导光束照射至患者皮肤处，此时引导光束照射的方向即为导针植入方向。

2.根据权利要求1所述的基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施系统，其特征在于：所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。

3.根据权利要求1所述的基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施系统，其特征在于：所述的导针包括空心螺杆（1）和螺帽（2），所述的空心螺杆（1）和螺帽（2）是一体成型的，所述的螺帽（2）顶面上设置有用于接收外部引导光束的靶标（3）；步骤S34中将导针的螺帽（2）对准引导光束为将螺帽（2）上的靶标（3）对准引导光线。

4.根据权利要求1所述的基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施系统，其特征在于：所述的控制器通过向第一步进电机和第二步进电机发出驱动电信号实现控制光装置本体的高度和旋转方向；其中所述的第一步进电机与光源装置连接，控制光源进行旋转；所述的第二步进电机，与光源装置连接，控制光源上升与下降；第一步进电机和第二步进电机电连接。

5.根据权利要求1所述的基于光束引导的骨科用导针手术方案术中实施系统，其特征在于：所述的光源装置定好初始位置为通过医生手动移动实现，其中初始位置为光源装置的控制器通过显示装置告知实现；

或者所述的光源装置定好初始位置为通过控制器自动控制实现，其中初始位置为光源装置的控制器向第三驱动电机和第四驱动电机发送驱动信号实现。