本发明涉及人体骨骼手术,尤其涉及骨折闭合复位可视化智能管理系统。
背景技术:
1、骨折是指骨结构的连续性完全或部分断裂,是生活中常见创伤。在人体骨骼自动化手术领域,针对股骨颈骨折闭合复位内固定术这一手术场景通常需要医学影像的结果进行判定,然而,传统的股骨颈骨折闭合复位内固定术需要借助医生来设定相关点位,在手术实施过程中医生和患者需要经受更多的辐射剂量。另外,传统的骨闭合的手术缺乏入刺点、终止点和入刺方向的自动化识别引导以及对探针的检测等。
2、综上所知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进,针对上述问题提出骨折闭合复位可视化智能管理系统。
技术实现思路
1、针对上述缺陷,本发明的目的在于提供骨折闭合复位可视化智能管理系统,减少射线透视次数,提高骨折复位精度及效率,减少医患损伤,通过磁定位仪实时采集断骨的空间数据并实时移动计算机中渲染出的三维骨折模型,可以实时监控断骨位置,辅助医生进行骨折闭合复位,提高复位精度与效率,提供了一种骨折闭合复位可视化智能管理系统。
2、为了实现上述目的,本发明提供骨折闭合复位可视化智能管理系统,包括主控模块,用于接收系统的输入端的图像,所述主控模块包括用于对数据和程序进行运算的计算单元,用于对数据进行存储的存储单元,以及对数据进行传输的通信单元。
3、数据库,包括云端数据库和本地数据库,云端数据库连接本地数据库,用于存储图像数据。
4、执行模块,包括探针,所述探针上设有压力传感器和陀螺仪,所述探针的一端的顶部设有压力传感器,探针内部设置有陀螺仪。
5、投影模块,包括平台,所述平台上连接有激光投影组件,所述激光投影组件用于在平台上投影出对应的探针插入辅助线。
6、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,所述可视化智能管理系统使用步骤如下:
7、s1,建立本地数据库和云端数据库,将初始断裂状态的ct影像图像和骨骼断裂的修复ct影像图像的ct数据进行计算并存储,其中ct数据包括骨骼数据和修复数据。
8、s2,将平台上的受伤部位进行实时ct拍摄得到骨骼的正位片和侧位片,将拍摄后的正位片和侧位片上传至所述主控模块,通过受伤部位处的骨骼的匹配特征进行匹配。
9、s3,根据匹配到的ct影像图像计算得到探针的插入斜率,利用投影模块将激光投影投射在受伤部位。
10、s4,将探针沿激光投影插入受伤部位,启动探针内的陀螺仪并记录陀螺仪的初始位置,根据探针的初始位置、骨折处的三维模型和探针位置的移动推算得到受伤部位处的骨骼复位情况。
11、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,所述云端数据库和本地数据库收集不同骨骼的若干ct影像,将收集的ct影像建立数据集与数据集,其中数据集为不同骨骼的初始断裂状态的ct影像图像,数据集为对应的骨骼断裂的修复ct影像图像,即利用探针或钢钉对骨骼断裂处进行修复后拍摄的ct影像,利用主控模块对所述数据集与数据集中的图像进行膨胀和边缘处理等图像处理,生成对应的骨骼数据和修复数据。
12、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,两侧直线之间的垂直距离,两侧直线之间与匹配特征之间构成的平面区域,计算平面区域中的黑色区域的像素点数或最小包络矩形,将断裂部分视为矩形,设断裂部分的断裂距离为,断裂距离对应的像素点个数为,断裂部分的像素总点数为,通过,计算得到对应的断裂距离的像素点个数,,从而计算得到断裂距离。
13、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,对数据集中骨骼断裂的修复ct影像图像中的探针位置进行人工标注,利用标注后的探针位置区域通过最小二乘法拟合生成探针直线,设平行于骨干的直线为0°位置线,垂直于骨干的直线为90°位置线,90°位置线指向人体外的为+90°位置线,指向人体内的为-90°位置线,得到若干探针直线相对于断裂位置的倾斜角度。
14、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,设骨骼第一特征点的位置坐标为,骨骼第二特征点的位置坐标为,规定图像的左上角为坐标原点,通过特征点与原点的向量构成初始矩阵,
15、,
16、设当前ct图像中的断裂骨骼第一特征点的位置坐标为,骨骼第二特征点的位置坐标为,规定图像的左上角为坐标原点,通过当前ct图像的特征点与原点的向量构成初始矩阵,实现匹配,
17、。
18、根据本发明所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,设数据库中图像的探针与骨干边线的交点为,设当前图像的对应的探针的位置为,
19、,
20、设变换矩阵。
21、本发明提供了骨折闭合复位可视化智能管理系统,其有益效果为:
22、1、通过调用数据库中的骨折数据和探针数据对当前骨折受伤部位进行匹配,从而选取匹配度合适的修复数据对当前受伤部位提供治疗参考方案,基于数据库中的骨骼数据和修复数据将激光投影线投射在平台上,利用对骨折处的取模还能对当前探针的插入位置提供指导位置,仪器使用者根据投射出的激光直线参考辅助对骨折处进行固定,优化探针的插入模式。
23、2、利用探针在骨折两端的位置,通过探针的位置坐标以及初始刺入骨骼的角度,构件初始状态时骨折处骨头的断裂状态和三维模型,当骨折处的骨头进行复位的过程中,探针随着骨骼的移动发生对应的位置移动,从而根据移动后的探针的三维坐标对骨折闭合后骨骼在原先生成的基础上生成新的三维模型,从而实现根据探针的位置来对骨骼的闭合状态进行判断,避免和减少对骨折处进行多次拍摄造成的工作量以及减免对患者和医生造成的辐射量。
1.骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,所述可视化智能管理系统使用步骤如下:
3.根据权利要求2所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,所述云端数据库和本地数据库收集不同骨骼的若干ct影像,将收集的ct影像建立数据集与数据集,数据集为不同骨骼的初始断裂状态的ct影像图像,数据集为对应的骨骼断裂的修复ct影像图像,利用主控模块对数据集与数据集中的图像进行膨胀和边缘处理的图像处理,生成骨骼数据和修复数据。
4.根据权利要求2所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,将骨骼的初始断裂状态的ct影像图像划定roi区域,得到断裂状态的单个骨骼图像,对断裂状态的单个骨骼图像提取骨骼两侧直线,根据骨骼两侧直线计算两侧直线之间的垂直距离,设两侧直线之间的垂直距离为,其对应的像素点数为。
5.根据权利要求4所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,所述两侧直线之间与匹配特征之间构成的平面区域,计算平面区域中的黑色区域的像素点数或最小包络矩形,设断裂部分的断裂距离为,断裂距离对应的像素点个数为,断裂部分的像素总点数为,通过,计算得到对应的断裂距离的像素点个数,计算得到断裂距离。
6.根据权利要求3所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,将数据集内骨骼断裂的修复ct影像图像中的探针位置进行标注,标注后的探针位置区域通过最小二乘法拟合生成探针直线,设平行于骨干的直线为0°位置线,垂直于骨干的直线为90°位置线,90°位置线指向人体外的为+90°位置线,指向人体内的为-90°位置线,得到若干探针直线相对于断裂位置的倾斜角度。
7.根据权利要求2所述的骨折闭合复位可视化智能管理系统,其特征在于,所述匹配特征中骨骼第一特征点的位置坐标为,骨骼第二特征点的位置坐标为,规定图像的左上角为坐标原点,通过特征点与原点的向量构成初始矩阵,