申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2022-12-09

公开（公告）日：2023-12-05

公开（公告）号：CN117174224A

主分类号：G16H10/60

分类号：G16H10/60;A61B17/62;G16H30/00;G06F17/11

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.19#实质审查的生效;2023.12.05#公开

摘要：一种基于Ortho‑SUV外固定支架的骨折骨畸治疗电子处方生成方法，该方法使用的外固定架包括近端环、远端环和6根伸缩杆，包括以下步骤：1建立全局坐标系；2已知杆长求正解，根据确定的6杆的长度，求出环上所有连接点的全局坐标；3输入框架安装参数和畸形参数；4根据畸形参数，确定框架调整量，对近端环位姿α,β,γ,a,b,c进行调整；5已知位姿求逆解，根据目标的近端环位姿确定杆长；6风险位置躲避；7电子处方生成。本发明有效解决Ortho‑SUV架的正逆运动学求解和风险位置的躲避问题。

主权项：1.一种基于Ortho-SUV外固定支架的骨折骨畸治疗电子处方生成方法，其特征在于，该方法使用的外固定架包括近端环、远端环和6根伸缩杆，设定近端环为环A，远端环为环B，6根杆依次编号为L1-6，其中，L1，L3，L5的一端与环A相连，连接点为A1，A2，A3,另一端与L6，L2，L4相连，连接点为C5，C1，C3。L2，L4，L6的一端与环B相连，连接点为B1，B2，B3,另一端与L1，L3，L5相连，连接点为C6，C2，C4，其中，杆上的短边的长度由结构设计决定无法在应用中调整，即A1C6，A2C2，A3C4，B1C1，B2C3，B3C5，在结构确定后为定值；所述骨折骨畸治疗电子处方生成方法包括以下步骤：1建立全局坐标系O，其位置为近端环，即远端环的环心；建立局部坐标系O’，其位置为远端环，即近端环的环心；设定伸缩杆与远端环的连接点为A1，A2，A3，设定伸缩杆与近端环的连接点为B1，B2，B3，设定远端骨段的两端为Bone1，Bone2，设定近端骨段的两端为Bone3，Bone4；已知上下两环的三边长，根据近端和远端环的三边长分别求出近端和远端环的外接圆半径； 根据半径计算垂线段长度和对角角度： 从而求出A和B的局部坐标： 2已知杆长求正解，根据确定的6杆的长度，求出环上所有连接点的全局坐标；设置远端环位姿为0,0,0,0,0,0，近端环位姿为α,β,γ,a,b,c，六个位姿参数依次为绕x,y,z轴的旋转和相对于原点的位移，其中，近端环位姿的六个参数均为未知量，由此计算近端环相对于远端环的旋转矩阵； Rzyx＝Rz×Ry×Rx, 从而获得B的全局坐标：[B1；1]＝T×[B10；1]；[B2；1]＝T×[B20；1]；[B3；1]＝T×[B30；1]定义C的坐标： C的所有坐标均为未知量；列出求解方程组；根据条件，杆长已知，列出方程组； 根据条件，短边长已知，列出方程组： 已知存在六处三点一线，且同向，列出方程组： 根据方程组使用软件求解，获取近端环位姿的六个参数和所有C点坐标，完成方程求正解过程；3输入框架安装参数和畸形参数，即将骨坐标与全局坐标联系起来，骨段端点Bone1，Bone2，Bone3，Bone4成为已知量，若骨骼情况复杂，此步骤导入骨骼模型或CT三维重建模型用于后续路径规划；4根据畸形参数和安装参数，确定框架调整量，对近端环位姿α,β,γ,a,b,c进行调整；5已知位姿求逆解，根据目标的近端环位姿确定杆长；已知近端环位姿α,β,γ,a,b,c，则变化阵为已知量；通过变换阵T可获得B的全局坐标：[B1；1]＝T×[B10；1]；[B2；1]＝T×[B20；1]；[B3；1]＝T×[B30；1]同样假设C的坐标为未知量： 列出求解方程组；根据条件，短边长已知，列出方程组： 已知存在六处三点一线，且同向，列出方程组： 根据方程组使用软件求解，即获取所有C点坐标，根据所有C点坐标和已知A点和B点坐标，计算欧拉距离获取6根伸缩杆的长度，从而完成方程求正解过程；6风险位置躲避将风险位置躲避分为两种，即碰撞躲避和软组织损伤躲避，碰撞躲避进一步划分为简易碰撞躲避和复杂碰撞躲避；7电子处方生成根据调整目标及风险点躲避情况，规划调整路线生成电子处方。

全文数据：

权利要求：

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