[发明专利]一种下肢3D术前智能截骨矫形方法与系统

权利要求书

1.一种下肢3D术前智能截骨矫形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将CT数据生成的健康骨和畸形骨STL模型导入下肢3D术前智能截骨矫形系统；

S2、通过特征点采集模块，采集手动选取模型的关节中心点的空间位置信息，通过机械轴构建模块利用所采集的关节中心点的空间位置信息构建机械轴；

S3、通过所述特征点采集模块，采集所述手动选取模型的关节线构成点的空间位置信息，通过关节线构建模块利用所采集的关节线构成点的空间位置信息构建关节线；

S4、通过测量模块，自动计算矫正前畸形骨模型的关节线与畸形机械轴之间形成的骨长度、关节走行方向角及机械轴偏移值；

S5、通过特征点采集模块，采集手动选取畸形骨模型的近端骨干中线的两个骨干中点和远端骨干中线的两个骨干中点的空间位置信息，通过解剖轴构建模块利用所采集的近端骨干中线的两个骨干中点和远端骨干中线的两个骨干中点的空间位置信息在畸形骨模型上构建近端解剖轴和远端解剖轴；

S6、通过切割面定位模块在所述近端解剖轴和远端解剖轴所形成的交点的角平分线处设置切割面；通过截骨模块在切割面处进行截骨，生成近端畸形骨块和远端畸形骨块；

S7、通过旋转轴确定模块根据切割面轮廓线在最大畸形面上的两个极值点确定旋转轴，矫正角度确定模块根据旋转轴与预期关节中心点之间的夹角计算矫正角度，自动矫正模块根据矫正角度调整畸形骨块的位置，使调整后的畸形骨块处于预先设定的标准位置；

S8、通过测量模块，自动计算畸形骨模型自动矫正后的骨长度、关节走行方向角及机械轴偏移值，通过手动调整模块根据矫正后畸形骨的关节走行方向角进行手动微调角度，调整过程中系统提供矫正角度的实时数据，并生成最终矫形方案。

2.根据权利要求1所述的一种下肢3D术前智能截骨矫形方法，其特征在于：所述S2中，关节中心点包括股骨头中心点、膝关节中心点和踝关节中心点；

所述机械轴包括下肢正确机械轴、全下肢机械轴、股骨机械轴和胫骨机械轴，具体构建为：

S101、自动构建股骨头中心到踝关节中心的直线作为全下肢机械轴；

自动构建股骨头中心到膝关节中心的直线作为股骨机械轴；

自动构建膝关节中心到裸关节中心的直线作为胫骨机械轴；

S102、股骨畸形，自动构建胫骨机械轴延长线作为下肢正确机械轴；

S103、胫骨畸形，自动构建股骨机械轴延长线作为下肢正确机械轴。

3.根据权利要求1所述的一种下肢3D术前智能截骨矫形方法，其特征在于：所述S3，所述关节线构成点包括股骨内侧髁最低点、股骨外侧髁最低点、胫骨平台平面内侧点、胫骨平台平面外侧点、胫骨远端软骨下骨线内侧端点、胫骨远端软骨下骨线外侧端点；

所述关节线包括股骨近端关节线、股骨远端关节线、胫骨近端关节线、胫骨远端关节线，具体构建为：

自动构建股骨头水平线为股骨近端关节线；

自动构建股骨内外侧髁最低点之间的连线为股骨远端关节线；

自动构建胫骨平台平面内外侧点的连线为胫骨近端关节线；

自动构建胫骨软骨下骨线内外侧端点的连线为胫骨远端关节线。

4.根据权利要求1所述的一种下肢3D术前智能截骨矫形方法，其特征在于，所述S4，骨长度包括全下肢长度、股骨长度和胫骨长度；

所述关节走行方向角包括：

股骨近端机械外侧角∠mLPFA、

股骨远端机械外侧角∠mLDFA、

胫骨近端机械内侧角∠mMPTA、

胫骨远端机械外侧角∠mLDTA

和膝关节线夹角∠JLCA。

所述骨长度：

通过股骨头中心到踝关节中心的直线距离计算全下肢长度、

通过股骨头中心到膝关节中心的直线距离自动计算股骨长度、

通过膝关节中心到踝关节中心的直线距离自动计算胫骨长度；

机械轴偏移值：

通过膝关节中心与全下肢机械轴的垂直距离自动计算机械轴偏移值。

5.根据权利要求1所述的一种下肢3D术前智能截骨矫形方法，其特征在于，所述5中，所述近端解剖轴为近端骨干中线上两个骨干中点的连线，所述远端解剖轴为远端骨干中线上两个骨干中点的连线。