[发明专利]基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置及方法

权利要求书

1.一种基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置，其特征在于：包括三维扫描装置(2)、微型手术刀(4)、图像显示模块(6)、液压控制模块(7)、刀刃方向控制模块(8)、控制系统(9)；

所述三维扫描装置(2)通过导线与所述控制系统(9)连接，所述控制系统(9)分别通过导线与图像显示模块(6)、所述液压控制模块(7)、刀刃方向控制模块(8)连接；所述液压控制模块(7)、刀刃方向控制模块(8)分别通过导线与所述微型手术刀(4)连接；

所述三维扫描装置(2)首先对待检测斜方肌组织(1)进行三维扫描，并将结果传输到所述控制系统(9)，经处理后得到损伤发生前后各个预设点的坐标；然后通过所述液压控制模块(7)、刀刃方向控制模块(8)控制所述微型手术刀(4)工作，扫描情况及工作情况实时显示在所述图像显示模块(6)中。

2.根据权利要求1所述的基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置，其特征在于：所述三维扫描装置(2)包括扫描镜头(3)、存储盒(5)和两个扫描曲面(17)；所述两个扫描曲面(17)对称设置在所述存储盒(5)外壁上，两个扫描曲面(17)内表面和存储盒(5)的上表面均设置有扫描镜头(3)；三维扫描装置(2)工作时，两个扫描曲面(17)和存储盒(5)开始旋转，从而实现对待检测斜方肌组织(1)的三维扫描。

3.根据权利要求2所述的基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置，其特征在于：所述存储盒(5)由4个环组成，每个环上均设置有若干套管(18)和若干扫描镜头(3)；每个套管(18)中均设置有所述微型手术刀(4)；每个环均能旋转，从而实现微型手术刀(4)的位置调整和扫描镜头(3)的扫描。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置，其特征在于：所述微型手术刀(4)包括刀头部和刀身部；所述刀头部由刀刃(10)、光纤传感器(11)、微型摄像头(12)组成，所述刀身部由刀身(14)、细管(15)、液体(16)组成；所述刀头部和刀身部通过伸缩装置(13)连接在一起；

所述刀刃(10)设置在所述刀头部端面上，所述光纤传感器(11)设置在刀刃(10)后面，用于监测刀刃(10)在行进过程中遇到的阻力，然后将阻力大小传给液压控制模块(7)，形成反馈机制；所述微型摄像头(12)设置在所述刀头部外壁上，通过导线与所述控制系统(9)连接；所述刀身(14)内部设置有细管(15)，所述液压控制模块(7)向细管(15)中注入液体(16)，为刀刃(10)的行进提供动力；所述刀刃方向控制模块(8)通过调节上下两个伸缩装置(13)的伸长量实现刀刃方向的实时控制。

5.根据权利要求4所述的基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治装置，其特征在于：所述刀头部采用高强度钢制作而成，有直型和曲线型式；所述刀刃(10)长度为0.05～5mm；所述光纤传感器(11)的表面设置有0.02～0.03mm的防水涂膜(19)；所述刀身(14)采用软体材料制作而成，能折叠，当微型手术刀(4)没有工作时，能通过伸缩装置(13)藏在存储盒(5)中的套管(18)内。

6.一种基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过对人体斜方肌的三维扫描，建立斜方肌的数字化模态坐标；

步骤2：对斜方肌进行三维网格划分；

步骤3：计算斜方肌未发生病变时预设点的曲率；

步骤4：确定斜方肌发生病变的位置；

步骤5：自动诊治。

7.根据权利要求6所述的基于模态坐标的第三腰椎横突损伤自动诊治方法，其特征在于：步骤2中，首先，将斜方肌在数字化模态坐标的长、宽和高三个方向上分别分成m份、n份和p份，斜方肌被分成m×n×p份；接着，将每一份单元体的8个顶点设为预设点；假设斜方肌在数字化模态坐标的三个方向上的长度分别为l₀、h₀和t₀，则每一份单元体在数字化模态坐标的三个方向上的长度分别为l₁＝l₀/m、h₁＝h₀/n和t₁＝t₀/p，形状不规则的单元体除外。