[发明专利]一种并联型骨外固定器

权利要求书

1.一种并联型骨外固定器，所述并联骨外固定器包括多个驱动杆，其特征在于，所述并联型骨外固定器包括：

获取模块，用于获取移动骨段上的对应点；

处理模块，用于根据所述移动骨段上所述对应点的运动轨迹，获取处方参数；

优化模块，用于根据最优指标，对所述处方参数进行优化，获取优化后的处方参数；

调节模块，用于根据所述优化后的处方参数，调整所述多个驱动杆的长度；

其中所述最优指标包括所述处方参数的适应度最高；所述处方参数用于调节所述驱动杆的长度。

2.根据权利要求1所述的并联型骨外固定器，其特征在于，所述获取模块具体用于：

从影像资料所包括的原始参数中，获取医生在X光片中标记的对应点。

3.根据权利要求2所述的并联型骨外固定器，其特征在于，所述处理模块具体用于：

建立所述并联型骨外固定器执行机构对应的数学模型；所述数学模型用于描述所述移动骨在三维空间的位置信息以及运动信息；

通过直角坐标路径控制法对所述移动骨段进行直线轨迹规划，获取所述移动骨段的位置姿态参数；

根据所述移动骨段的位置姿态参数，获取所述多个驱动杆的长度参数。

4.根据权利要求3所述的并联型骨外固定器，其特征在于，所述处理模块具体用于：

以参考环中心为原点建立局部坐标系{B}，以移动环中心为原点建立局部坐标系{P},以参照骨段的“起始点”为原点建立全局坐标系{U}；

读取并联型骨外固定器六根驱动杆杆长的初始值：L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆，利用位姿正解算法计算出动平台(移动环)相对于静平台(参照环)的初始位姿，用位姿矩阵表示：

式中，表示动平台坐标{P}相对于静平台坐标{B}的姿态转换矩阵，³P₄表示{P}坐标原点相对于{B}坐标系的位置；

测得正位图像、侧位图像的角度均为多个轴向的合成角，其中，设绕固定轴X-Y-Z的转角为α'、β'和γ'，从测量的畸形参数中得到：

式中，cα＝cosα，sα＝sinα，cβ＝cosβ，sβ＝sinβ，cγ＝cosγ，sγ＝sinγ

令

联立式(2)和(3)得解的结果如下：

(1)cosβ'≠0则：

α'＝Atan2(r₂₃,r₃₃)

γ'＝Atan2(r₁₂,r₁₁)

(2)β'＝±90°则：

α'＝0

γ'＝±Atan2(r₂₁,r₂₂)

其中，Atan2(y,x)表示双变量反正切函数，x和y的符号确定角度所在的象限，上式解出的[a',β',γ']^T即为实际中骨外固定器绕X、Y、Z轴的旋转量。

从测量的框架参数中得到参照环相对于参照骨的位姿矩阵，用表示，得到移动环相对于参照骨的位姿矩阵：

将以移动环中心、移动骨段所述对应点为原点建立的局部坐标系{P}、{V}拟合到全局坐标系得到移动环相对于移动骨的位姿矩阵:

式中，表示移动骨相对于参照骨的位姿矩阵，由变量[x y z α',β',γ']构成，其中[x y z]和[α',β',γ']分别表示所述对应点相对于“起始点”在三个方向上的位移偏移量以及在三个方向的旋转角度。