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：首都医科大学;北京积水潭医院

摘要：本发明涉及一种多椎体联合约束的椎弓根螺钉最优轨迹规划方法，包括如下步骤：确定每个椎体置钉的安全置钉区域，获取每个椎体上螺钉轨迹的入点范围；利用每个椎体上螺钉的入点范围，计算连接杆的最优形态；确定多轴钉钉帽的活动范围；利用椎体置钉的规避区域、连接杆位置及多轴钉钉帽的活动范围形成临床有效螺钉置入轨迹的约束条件，然后确定出每个椎体在联合约束条件下的椎弓根螺钉最优轨迹。本发明能够准确、快速的计算出椎弓根螺钉的临床有效三维置入路径。

主权项：1.一种多椎体联合约束的椎弓根螺钉最优轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：确定每个椎体置钉的安全置钉区域，获取每个椎体上螺钉轨迹的入点范围；利用每个椎体上螺钉的入点范围，计算连接杆的最优形态；确定多轴钉钉帽的活动范围；利用椎体置钉的规避区域、连接杆位置及多轴钉钉帽的活动范围形成临床有效螺钉置入轨迹的约束条件，然后确定出每个椎体在联合约束条件下的椎弓根螺钉最优轨迹；其中，确定每个椎体置钉的安全置钉区域，获取每个椎体上螺钉轨迹的入点范围是通过以下方式实现的：椎弓根螺钉最优路径为： 椎体置钉的安全置钉区域为： 其中，M是规避区域上的点，M0为最优螺钉轨迹的入钉点；ρ为螺钉到规避区域的安全距离，且ρ0；为螺钉轨迹的单位方向向量；为特殊符号表示任意；对公式2进行放射变换，使其简化为一个以最优螺钉轨迹为中心线圆柱体，具体为： Z2+Y2＝d-ρ240≤X≤L其中，为α,β,γ的正交的单位向量；为α,β,γ的正交的单位向量；为空间变换矩阵；L为螺钉长度；为最优螺钉轨迹到规避区域的最短距离；为安全置钉区域；ρ为螺钉到避开区域的安全距离；L为螺钉长度；X、Y、Z为原始坐标；螺钉轨迹的入钉点范围为： Z2+Y2＝d-ρ26其中，为螺钉轨迹的入钉点范围；其中，所述连接杆的最优形态是符合脊柱自然弯曲形态的曲线，且位于尽可能靠近所有同侧最优螺钉轨迹方向上的平面；所述连接杆的最优形态包括其位置和形状，具体为：设M0x,y,z为所有椎体同侧最优螺钉轨迹入点位置，则最优连接杆位置表示为：AX+BY+CZ+D＝07 因此，在连接杆约束下的最优螺钉轨迹表示为： 其中，A、B、C、D为连接杆所在位置平面的参数；L′为钉帽长度；αnut,βnut,γnut为钉帽的单位方向向量；ω为钉帽能够与钉子形成的最大夹角；设已知连接杆的最佳平面为P：AX+BY+CZ+D＝011以该平面为XOZ面可构建新的空间坐标系{iT,jT,kT}，则： 其中，N0、Nx和Nz为最佳平面P上的点，且垂直于则钉帽在最佳平面P上的坐标为: 其中，为将坐标转换为坐标上的空间变换矩阵；为钉帽在空间坐标系{iT,jT,kT}下的坐标；由于，定义最佳平面P为空间坐标系{iT,jT,kT}的XOZ面，则yT＝0，因此，连接杆的形状通过最小二乘法拟合得出：zTl＝fittingθ,xTl17综上，得到连接杆最优位置和形状为： 其中，xTl和zTL为钉帽在新坐标系下的坐标；xol、yol和zol为钉帽在原始坐标系下的坐标；θ为钉帽所在曲线的曲线参数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 首都医科大学 北京积水潭医院 多椎体联合约束的椎弓根螺钉最优轨迹规划方法及装置