髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置的制作方法

专利2026-08-24  22


本申请属于髋关节置换手术领域,尤其涉及一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置、方法、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术:

1、目前,在髋关节置换手术中用的导板设计方法,三维重建得到的髋关节stl模型不准确,导致设计的导板不准确,进而导致髋关节置换手术准确率不高,增加安全风险。

2、因此,如何确定更加准确的导板,进而降低安全风险是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置、方法、电子设备及计算机可读存储介质,能够确定更加准确的导板,进而降低安全风险。

2、第一方面,本申请实施例提供一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,包括:

3、图像获取模块,用于获取患者的髋关节三维图像;

4、髋关节分割模块,用于将髋关节三维图像输入预设的髋关节分割模型,输出髋关节分割结果;其中,髋关节分割模型的网络结构由收缩路径和扩展路径中的四个层组成;收缩路径中的特征映射数量增加一倍,扩展路径中的特征映射数量减少两倍;在每一层中,都实例化了一个卷积块,每个卷积块由一个卷积运算和一个relu组成;在卷积块之后,应用maxpool运算符,内核大小集为2×2×1;

5、三维重建模块,用于基于髋关节分割结果进行三维重建,得到髋关节stl模型;

6、导板生成模块,用于基于髋关节stl模型,生成对应的定位导板和截骨导板。

7、可选的,髋关节分割模块,包括:

8、收缩路径特征提取模块,用于在收缩路径四个层中的每一层,依次对髋关节三维图像进行两次卷积和一次池化操作,得到中间特征图;

9、扩展路径特征提取模块,用于在扩展路径四个层中的每一层,依次对中间特征图进行一次上采样和两次卷积操作,输出髋关节分割结果。

10、可选的,收缩路径特征提取模块,用于:

11、在收缩路径的第一层,对髋关节三维图像进行两次卷积和一次池化操作,得到第一特征图;

12、在收缩路径的第二层,对第一特征图进行两次卷积和一次池化操作,得到第二特征图;

13、在收缩路径的第三层,对第二特征图进行两次卷积和一次池化操作,得到第三特征图;

14、在收缩路径的第四层,对第三特征图进行两次卷积和一次池化操作,得到第四特征图;

15、对第四特征图进行一次卷积操作,得到中间特征图。

16、可选的,扩展路径特征提取模块,用于:

17、对中间特征图进行一次卷积操作,得到第五特征图;

18、在扩展路径的第一层,对第五特征图进行一次上采样和两次卷积操作,得到第六特征图;

19、在扩展路径的第二层,对第六特征图进行一次上采样和两次卷积操作,得到第七特征图;

20、在扩展路径的第三层,对第七特征图进行一次上采样和两次卷积操作,得到第八特征图;

21、在扩展路径的第四层,对第八特征图进行一次上采样和两次卷积操作,得到第九特征图;

22、对第九特征图进行一次卷积操作,得到髋关节分割结果。

23、可选的,导板生成模块,用于:

24、基于髋关节stl模型,选择适配的假体模型;

25、基于假体模型,生成对应的定位导板和截骨导板。

26、可选的,导板生成模块,用于:

27、基于髋关节stl模型,选择适配的股骨侧假体模型;

28、基于股骨侧假体模型的尺寸大小、位置、假体平面参数,确定截骨线;

29、利用截骨线,确定股骨侧导板前缘位置;

30、基于股骨侧假体模型、股骨侧导板前缘位置、克氏针孔向量,生成对应的截骨导板。

31、可选的,导板生成模块,用于:

32、基于髋关节stl模型,选择适配的髋臼侧假体模型;

33、确定髋臼前倾与外展角度大小,并调整髋臼杯定位基座;

34、基于髋臼侧假体模型、髋臼前倾与外展角度大小、髋臼杯定位基座,生成对应的定位导板。

35、第二方面,本申请实施例提供了一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位方法,包括:

36、获取患者的髋关节三维图像;

37、将髋关节三维图像输入预设的髋关节分割模型,输出髋关节分割结果;其中,髋关节分割模型的网络结构由收缩路径和扩展路径中的四个层组成;收缩路径中的特征映射数量增加一倍,扩展路径中的特征映射数量减少两倍;在每一层中,都实例化了一个卷积块,每个卷积块由一个卷积运算和一个relu组成;在卷积块之后,应用maxpool运算符,内核大小集为2×2×1;

38、基于髋关节分割结果进行三维重建,得到髋关节stl模型;

39、基于髋关节stl模型,生成对应的定位导板和截骨导板。

40、第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,电子设备包括:处理器以及存储有计算机程序指令的存储器;

41、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现髋关节置换手术智能截骨导板与定位方法。

42、第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现髋关节置换手术智能截骨导板与定位方法。

43、本申请实施例提供一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置、方法、电子设备及计算机可读存储介质,能够确定更加准确的导板,进而降低安全风险。

44、该髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,包括:

45、图像获取模块,用于获取患者的髋关节三维图像;

46、髋关节分割模块,用于将髋关节三维图像输入预设的髋关节分割模型,输出髋关节分割结果;其中,髋关节分割模型的网络结构由收缩路径和扩展路径中的四个层组成;收缩路径中的特征映射数量增加一倍,扩展路径中的特征映射数量减少两倍;在每一层中,都实例化了一个卷积块,每个卷积块由一个卷积运算和一个relu组成;在卷积块之后,应用maxpool运算符,内核大小集为2×2×1;

47、三维重建模块,用于基于髋关节分割结果进行三维重建,得到髋关节stl模型;

48、导板生成模块,用于基于髋关节stl模型,生成对应的定位导板和截骨导板。



技术特征:

1.一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,髋关节分割模块,包括:

3.根据权利要求2所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,收缩路径特征提取模块,用于:

4.根据权利要求3所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,扩展路径特征提取模块,用于:

5.根据权利要求1所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,导板生成模块,用于:

6.根据权利要求5所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,导板生成模块,用于:

7.根据权利要求5所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,其特征在于,导板生成模块,用于:

8.一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位方法,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:处理器以及存储有计算机程序指令的存储器;

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求8所述的髋关节置换手术智能截骨导板与定位方法。


技术总结
本申请提供了一种髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置、方法、电子设备及计算机可读存储介质。该髋关节置换手术智能截骨导板与定位装置,包括:图像获取模块,用于获取患者的髋关节三维图像;髋关节分割模块,用于将髋关节三维图像输入预设的髋关节分割模型,输出髋关节分割结果;其中,髋关节分割模型的网络结构由收缩路径和扩展路径中的四个层组成;三维重建模块,用于基于髋关节分割结果进行三维重建,得到髋关节STL模型;导板生成模块,用于基于髋关节STL模型,生成对应的定位导板和截骨导板。根据本申请实施例,能够确定更加准确的导板,进而降低安全风险。

技术研发人员:张先龙,毛欣,王俏杰
受保护的技术使用者:张先龙
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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