[发明专利]一种椎骨稳定系统及方法

权利要求书

1.一种椎骨稳定系统，其特征在于，所述椎骨稳定系统包括：

固定压力检测模块，与中央控制模块连接，用于通过压力传感器采集椎骨固定压力数据；

中央控制模块，与固定压力检测模块、椎骨定位模块、计算模块、紧固模块、支撑模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；

椎骨定位模块，与中央控制模块连接，用于对椎骨进行CT检测，通过对脊椎CT数据进行处理对椎骨进行定位；

计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算椎骨旋转角度；

紧固模块，与中央控制模块连接，用于通过紧固机构对椎骨进行紧固操作；

支撑模块，与中央控制模块连接，用于通过支撑机构对椎骨进行支撑操作；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的压力数据。

2.如权利要求1所述椎骨稳定系统，其特征在于，所述紧固模块包括：

夹紧单元，用于通过夹紧结构实现对椎骨的夹紧固定；

防护单元，用于通过防护侧板对椎骨进行限定防护；

压力检测单元，用于通过压力传感器对椎骨的紧固压力进行检测；

参数配置单元，用于对压力参数进行预设，并将压力参数进行存储；

警示单元，用于在压力值超出预设阈值时通过报警器发出报警提醒。

3.如权利要求1所述椎骨稳定系统，其特征在于，所述支撑模块包括：

承托单元，用于通过承托板对椎骨进行承托；

高度调节单元，用于通过电动伸缩杆对椎骨的支撑高度进行调节。

4.如权利要求1所述椎骨稳定系统，其特征在于，所述椎骨定位模块中的CT检测过程包括：

扫描生成椎骨拓扑图，确定需扫描椎骨在所述椎骨拓扑图中的位置；

根据所确定的需扫描椎骨在所述椎骨拓扑图中的位置，识别所述需扫描椎骨的上边界和下边界；

根据识别出的所述需扫描椎骨的上边界和下边界定位所述需扫描椎骨的中间椎骨切片，扫描生成所述中间椎骨切片的断层图像。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的椎骨稳定系统的椎骨稳定方法，所述椎骨稳定方法包括：

步骤一，通过椎骨定位模块对椎骨进行CT检测，通过对脊椎CT数据进行处理实现对椎骨的定位；

步骤二，通过计算模块中的计算程序对椎骨的旋转角度进行计算；

步骤三，通过紧固模块中的紧固机构对椎骨进行紧固操作，通过压力传感器对紧固压力进行监测；

步骤四，通过支撑模块中的支撑机构将椎骨在相应高度进行支撑操作；

步骤五，通过显示模块中的显示器显示采集的压力数据，根据显示数据实时调整紧固压力。

6.如权利要求5所述椎骨稳定方法，其特征在于，所述椎骨定位模块定位方法如下：

(1)通过数据处理程序对脊椎CT数据进行预处理，增加对比度；

(2)利用FasterR-CNN模型对脊椎CT图片中关键区域进行分割提取；

(3)将分割出来的椎骨利用核密度估计法预测椎骨的质心位置；

(4)利用Mimics对经过处理后的脊椎CT图像进行三维重建。

7.如权利要求6所述椎骨稳定方法，其特征在于，所述步骤2)中图像分割方法包括以下步骤：

选取卷积神经网络的模型结构，以卷积神经网络CNN为底层特征提取结构；

对脊椎CT样本图像进行目标区域的提取；

RPN网络的预训练，调整训练参数，得到目标区域的候选区域；

FastR-CNN网络的预训练，将RPN网络中得到的目标区域的候选区域作为输入，进行参数初始化，得到优化的候选区域模型；

微调FastR-CNN网络后重新初始化RPN网络，固定共享卷积层，分别微调RPN和FastR-CNN独有层；

将两个模型联合构成统一的检测网络；

利用新样本对椎骨识别定位模型进行测试，得到测试结果。