[发明专利]一种导针定位导向板定制及模拟验证系统及其方法

说明书

本发明公开了一种导针定位导向板定制及模拟验证系统及其方法，包括数据接收输入模块、数据处理模块、三维重构模块、导向板模型匹配模块、导向板模型验证模块、数据输出模块、导向板制作系统和交互查询模块，交互查询模块分别与三维重构模块、导向板模型匹配模块、导向板模型验证模块连接；导向板模型验证模块包括导针插入验证模块和模拟验证模块。本发明对CT数据进行处理并重构出骨骼三维模型，然后依照骨骼三维数据在骨骼三维模型拟合匹配得到导向板模型，并且还能实现导针插入手术模拟验证、模拟活动验证等各类验证，能够在系统中进行手术模拟、纠错、演练、验证等操作，同时还能精准地打印制作出定制化、个性化的导向板，有助于手术实现。

技术领域

本发明涉及骨折医疗系统，尤其涉及一种导针定位导向板定制及模拟验证系统及其方法。

背景技术

骨折是老年人中比较常见的一种损伤，由于老年人骨密度下降，骨质疏松，跌倒后骨折的几率更大。大部分骨折患者需要接受手术治疗，而其中最常用的一种手术方式为在骨骼中置入内固定物来进行固定。在手术中是通过将内固定物插入骨架(主要为骨骼)上，并实现骨折部位与整个骨架连接。内固定物的位置和角度是由最初插入的导针所决定的，因此插入导针时，对导针插入角度、插入点位要求很高。在插入导针时，导针也容易偏离设计路径，甚至偏离最佳手术点位，如果没有按照最佳设计路径插入导针，容易导致固定效果不佳，病人需要较长时间术后休养，容易出现第二次手术的风险，甚至出现内固定物松脱，骨折移位的可能。传统骨折手术操作往往需要具有丰富经验的主治医生来实施手术治疗，一般来说，骨折手术治疗主要步骤为麻醉、切口、插入导针、扩髓、置入主钉、拔出导针、置入螺旋刀片与远端锁钉、缝合；在骨折手术操作过程中，尤其是插入导针过程，随时需要进行透视确认(手术难度主要是导针的插入角度、插入点位，影像透视也是为了随时观测导针是否存在偏离)，导致手术时间过长、辐射较大，尤其是对于老年人来说，长时间的手术过程容易带来更多的负面影响、并发症，甚至导致死亡。由此，骨折手术治疗在插入导针这一步，对导针的点位和角度都要求很高，主治医生的临床经验对手术的时间和效果均会带来非常大的影响，现有技术也没有辅助导针插入的器械和模拟研究，使用的工具简单，导针不能准确定位，全依赖于医生手术经验。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种导针定位导向板定制及模拟验证系统及其方法，可根据病人术前拍摄的CT图像对其骨骼头进行三维重构，并在此基础上拟合生成一个完全贴合骨头表面的定位导向板，并定位导向板上具有导向导针插入的导向筒，以便于精确的插入导针，减少了医生调整导针位置所用时间的同时还减少了透视辐射，使得手术更加方便、快捷、安全。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种导针定位导向板定制及模拟验证系统，包括数据接收输入模块、数据处理模块、三维重构模块、导向板模型匹配模块、导向板模型验证模块、数据输出模块、导向板制作系统和交互查询模块，所述数据接收输入模块、数据处理模块、三维重构模块、导向板模型匹配模块、导向板模型验证模块、数据输出模块、导向板制作系统依次连接，所述交互查询模块分别与三维重构模块、导向板模型匹配模块、导向板模型验证模块连接；所述数据接收输入模块用于接收及输入DICOM格式的CT数据，所述数据处理模块根据CT数据提取并得到骨骼三维数据，所述三维重构模块根据骨骼三维数据进行三维模型重构并得到骨骼三维模型，所述导向板模型匹配模块根据骨骼三维数据在骨骼三维模型上生成相匹配的导向板模型；所述导向板模型验证模块包括导针插入验证模块和模拟验证模块，导针插入验证模块根据骨骼三维模型、导向板模型进行导针插入手术模拟验证，模拟验证模块用于对导针插入模拟手术后的骨骼模拟活动进行验证；所述交互查询模块用于定点查询并进行包括放大、缩小、旋转在内的查看作业；所述数据输出模块用于进行数据输出，输出数据包括经验证后的导向板模型数据；所述导向板制作系统用于按照导向板模型数据进行导向板实体制作。