[发明专利]一种模拟切骨系统

说明书

本发明属于医疗技术领域，具体公开了一种模拟切骨方法，包括如下步骤：准备关节假体模型和待模拟切骨的骨模型；以所述关节假体模型为建模基准，构建切骨器模型；使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致；基于布尔运算，采用所述切骨器模型对所述骨模型进行切骨。本发明公开的模拟切骨方法，能够提高模拟切骨的效率和切骨效果，从而提高切骨后切骨面的数据准确性。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种模拟切骨系统。

背景技术

目前，全膝关节置换手术已经在临床上成为治疗骨关节病的常用方法，通过关节假体对病变骨关节进行置换，能够有效改善膝关节功能，减轻患者的疼痛，提高生活质量。

在进行全膝关节置换手术时，必须用切骨器对膝关节去除预定量的硬组织，然后将膝关节假体固定在其余骨上，以替换被去除的硬组织，由此采用切骨器进行硬组织切除的精度直接决定剩余骨组织与膝关节假体的匹配度及手术的成功率。为提高手术精度，在手术进行前，需要采用模拟切骨的方式，对切骨面的数据进行获取，以为切骨机器人进行实际切骨操作提供定位。

目前膝骨模型切割方法为基于预设平面的切骨方法，其基于6个根据膝关节假体原先选择的平面，通过坐标转换找到对应到骨模型上的位置并根据膝关节假体模型以平面为基准分为两部分来进行切割。

但是，该种模拟切骨方法具有较大缺陷，主要原因有如下几点：第一，该方法需要针对每一个型号的假体计算切骨平面的法向量与基点，无法实现对临床过程中会产生的曲面进行运算的操作；第二，该种方法在准备工作上较为繁琐，需要对每一个膝关节假体的每一个切骨平面单独进行运算，只适用于切骨平面数量较少的场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟切骨系统，以提高模拟切骨的效率，降低模拟切骨的工作量，且提高模拟切骨的效果。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种模拟切骨系统，包括：

模型准备模块，用于准备关节假体模型及待模拟切骨的骨模型模型；

建模模块，用于根据所述关节假体模型构建切骨器模型；

坐标转化模块，用于使所述切骨器模型的坐标系与所述骨模型的坐标系一致；

布尔运算模块，所述模型准备模块还可以获取构建的所述切骨器模型的数据，所述布尔预算模块用于基于布尔算法，采用所述切骨器模型对所述骨模型进行切骨；

所述建模模块能够基于所述假体模型，进行如下建模：

提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的内凹侧轮廓线；

绘制位于所述内凹侧轮廓线外侧的外扩轮廓线，将所述外扩轮廓线与所述内凹侧轮廓线相连形成封闭的草绘轮廓，所述草绘轮廓包裹所述主体的轮廓；

基于所述草绘轮廓进行拉伸建模，形成拉伸模型，所述拉伸模型的拉伸长度大于所述关节假体模型的长度。

作为一种模拟切骨系统的可选技术方案，构建所述切骨器模型还包括：

提取所述关节假体模型的主体在侧视视角下的外凸侧轮廓线；

将所述外凸侧轮廓线向远离所述内凹侧轮廓线的方向膨胀以形成外扩轮廓线。

作为一种模拟切骨系统的可选技术方案，所述关节假体模型具有髁间凸台，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述髁间凸台外形一致且位置重合的髁间切骨凸台。

作为一种模拟切骨系统的可选技术方案，所述关节假体模型的内凹侧具有定位柱，构建所述切骨器模型还包括：在所述拉伸模型上，构建与所述定位柱外形一致且位置重合的钻孔柱。