买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明涉及一种用于足踝骨畸形矫治的骨截面‑骨截面碰撞检测方法，利用基本空间线型所对应的数学参数方程，对骨截面的凸包络外轮廓进行建模，形成相应的边界表征模型，利用空间线段填平边界的凹陷部分，利用空间圆弧与空间半椭圆分别表征边界的平滑部分与凸出部分。通过在矫治路径上复现被检测骨截面的空间位姿，将碰撞检测转化为计算边界表征模型间的空间距离并判断空间位置关系的数学问题。基于空间点‑面距离、射线‑边界以及直线‑边界判别法，从10种凸包络边界的空间位姿关系中确定离断骨截面的实际状态，进而判断骨截面‑骨截面之间是否发生碰撞。该方法能够在执行实际牵引前检测出体段‑并联外固定器系统中的潜在碰撞风险并及时规避。

主权项：1.一种用于足踝骨畸形矫治的骨截面-骨截面碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1利用三维CT扫描畸形骨与并联外固定器，建立畸形骨-并联外固定器的虚拟三维模型，其中，畸形节段和非畸形节段通过骨针分别与动环和定环固定连接，将虚拟三维模型导入SolidWorks软件中，为了利用线段、圆弧和半椭圆将骨截面外轮廓复现为凸包络边界B1与B2，在SolidWorks软件中的骨截面外轮廓上手动选取特征点，并在给定的坐标系中读取特征点坐标信息；2骨截面外轮廓具有不规则的边界，按曲率划分，包括凹陷、平滑和凸出部分，将构成空间线段的特征点代入空间线段参数方程Fun1，填平边界B1与B2的凹陷部分，将构成空间圆弧与空间半椭圆的特征点代入空间圆弧与空间半椭圆参数方程Fun2与Fun3，分别表征边界B1与B2的平滑部分以及凸出部分，获得边界B1与B2的边界表征模型EB1与EB2，基于空间平面参数方程Fun4中，获得骨截面所在平面P1与P2的表达式EP1与EP2，由此，将骨截面的外观以数学参数方程的形式进行表征；3基于空间点-面距离数学方程Fun5，解算边界B1上的点与平面P2的最小空间距离|d1-2|以及边界B2上的点与平面P1的最小空间距离|d2-1|，当存在|d1-2|0和或|d2-1|0时，边界B1与B2不相交，2个骨截面之间不发生碰撞，当|d1-2|＝|d2-1|＝0时，联立EP1与EB2以及EP2与EB1计算出边界与平面的交点Pp-pi的具体个数i与空间坐标值；4当i＝2、3和无穷时，边界B1或B2中的某一段与平面P2或P1相切，边界B1与B2处于临界碰撞状态，当i＝4时，对各Pp-pi执行额外的点-边界平面位置关系判别程序，根据各Pp-pi相对于边界的位置关系，进一步判断2个骨截面之间的碰撞状态，由此，将骨截面碰撞检测转化为计算边界表征模型间的空间距离并判断空间位置关系的数学问题；5通过在整体矫治路径中划分若干检测节点，并利用步骤1至步骤4确定各节点中离断骨截面之间的相对位姿，获得骨截面-骨截面碰撞情况，当边界B1与B2被检测出碰撞时，需要重新规划矫治路径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种用于足踝骨畸形矫治的骨截面-骨截面碰撞检测方法