(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210642831.3 (22)申请日 2022.06.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114723897 A (43)申请公布日 2022.07.08 (73)专利权人 北京长木谷医疗科技有限公司 地址 100176 北京市大兴区北京经济技 术 开发区荣华南路2号院1号楼22层2201 （北京自贸试验区高端产业区亦庄组 团） 专利权人 张逸凌 (72)发明人 张逸凌　刘星宇　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 孟省 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 19/00(2011.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/75(2022.01)G06V 20/64(2022.01) G06K 9/62(2022.01) A61B 17/17(2006.01) A61B 34/10(2016.01) A61B 34/20(2016.01) (56)对比文件 CN 113919020 A,202 2.01.11 CN 10847825 0 A,2018.09.04 刘帅 等.计算机 辅助设计与3D 打印个性 化 截骨导板 辅助人工全 膝关节置换术的精准度研 究. 《中国骨与关节损伤杂志》 .2017,第32卷(第6 期), Sung‑Sahn Lee 等.Posteri or cortical breakage leads to posteri or tibial sl ope change in lateral hi nge fracture following opening wedge high tibial osteotomy. 《Kne e Surgery, Sports Traumato logy, Arthroscopy》 .2018, 宋平 等.基 于深度学习的膝关节CT 图像自 动分割准确性验证 研究. 《医工融合》 .202 2, 审查员 李娜 (54)发明名称 用于胫骨截骨智能导航系统的规划方法和 装置 (57)摘要 本发明提供一种用于胫骨截骨智能导航系 统的规划方法和装置。 其中方法包括： 对人体下 肢骨骼的医学图像进行图像分割和三维图像重 建， 得到包含胫骨与腓骨的三维图像； 对包含胫 骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨 截骨部位的参数信息； 基于参数信息生成截骨导 板模型， 并获取截骨导板模型的数据； 基于所获 取的截骨导板模型的数据通过3D打印制作胫骨 高位截骨导板。 本发明可以大幅度减少截骨导板 的设计时间， 减少患者手术前等待的时间， 降低 设计难度， 可 以尽快解决患者的疼痛， 可 以提高截骨导板设计的准确率， 缩短手术的时间， 降低 手术的风险， 实现对患者下肢力线的精准 矫正。 权利要求书2页 说明书12页 附图16页 CN 114723897 B 2022.08.30 CN 114723897 B 1.一种用于胫骨截骨智能导 航系统的规划方法， 其特 征在于， 包括： 对人体下肢骨骼的医学图像进行图像分割和三维图像重建， 得到包含胫骨与腓骨的三 维图像； 对所述包 含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截骨部位的参数信息； 基于所述 参数信息生成截骨导板模型， 并获取 所述截骨导板模型的数据； 基于所获取的所述截骨导板模型的数据通过3D打印制作胫骨高位截骨导板； 所述基于所述 参数信息生成截骨导板模型， 包括： 通过第三关键点做胫骨矢状面的第一平行面； 通过第四关键点做胫骨冠状面的第二平行面； 通过第一关键点和第 二关键点做胫骨冠状面的第 一垂面， 使第 一截骨面沿所述第 一垂 面从胫骨内侧截开所述胫骨， 并截止 于所述第一平行面和所述第二平行面； 通过所述第一垂面与所述第二平行面的交线， 与所述第一垂面呈110  ~130°角做第二 截骨面， 使所述第二截骨面截透所述胫骨前 方的内外侧， 并截止 于所述第一截骨面； 基于矫正前后下肢力线的位置， 确定所述胫骨被所述第 一截骨面和所述第 二截骨面截 开在所述胫骨内部形成的楔形空间角度； 基于所述楔形空间角度、 所述第一截骨面和所述第二截骨面 生成所述截骨导板模型。 2.根据权利要求1所述的用于胫骨截骨智能导航系统 的规划方法， 其特征在于， 所述对 所述包含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截骨部位的参数信息， 包括： 在所述包含胫骨与腓骨的三维图像中， 识别腓骨近端与胫骨接触的最高点； 将在所述 胫骨上与所述 最高点接触的点识别为所述 参数信息中的所述第一关键点； 或者， 在所述包含胫骨与腓骨的三维图像中， 识别胫骨平台外侧的最高点； 将所述胫骨平台 外侧的最高点向下第一预设距离的胫骨截骨位置处识别为所述参数信息中的所述第一关 键点； 其中， 所述第一预设距离的取值大于或等于1.5 cm。 3.根据权利要求1所述的用于胫骨截骨智能导航系统 的规划方法， 其特征在于， 所述对 所述包含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截骨部位的参数信息， 包括： 对所述包含胫骨与腓骨的三维图像做胫骨的冠状面投影， 得到胫骨的冠状面图像； 在 所得到的胫骨的冠状面图像中， 识别胫骨近端最内侧点； 以所识别的最内侧点为圆心， 以第 二预设距离为半径做圆形， 将所做的圆形与胫骨内侧的交点识别为所述参数信息中的所述 第二关键点； 或者， 在所述包含胫骨与腓骨的三维图像中， 识别胫骨平台内侧的最高点； 将所述胫骨平台 内侧的最高点向下第二预设距离处或者最凹处识别为所述参数信息中的所述第二关键点； 其中， 所述第二预设距离的取值范围为3 cm~4cm。 4.根据权利要求1所述的用于胫骨截骨智能导航系统 的规划方法， 其特征在于， 所述对 所述包含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截骨部位的参数信息， 包括： 对所述包 含胫骨与腓骨的三维图像做胫骨的冠状面投影， 得到胫骨的冠状面图像； 在所得到的胫骨的冠状面图像中， 识别胫骨近端最外侧点； 将所识别的最外侧点向内侧沿图像横轴在与所述最外侧点相距第三预设距离处识别 为所述参数信息中的所述第三关键点； 其中， 所述第三预设距离的取值范围为1cm~1.5cm； 所述通过第三关键点做胫骨矢状面的第一平行面， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114723897 B 2通过所述第 三关键点做一条平行于图像纵轴的直线， 以所做的直线为所述第 一平行面 在所述冠状面图像中的投影， 确定所述第一平行面。 5.根据权利要求1所述的用于胫骨截骨智能导航系统 的规划方法， 其特征在于， 所述对 所述包含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截骨部位的参数信息， 包括： 对所述包 含胫骨与腓骨的三维图像做胫骨的矢状面投影， 得到胫骨的矢状面图像； 在所得到的胫骨的矢状面图像中， 识别胫骨近端最前侧点和最后侧点； 在所识别的最前侧点与最后侧点之间沿图像横轴长度方向的第四预设距离处且靠近 所述最前侧点处识别为所述参数信息中的所述第四关键点， 并识别通过所述第四关键点确 定的直线在所述矢状面图像中的投影； 其中， 所述通过第四关键点确定的直线与所述最前 侧点和所述 最后侧点之间的直线垂直； 所述第四预设距离的取值范围为1.5 cm~2cm； 所述通过第四关键点做胫骨冠状面的第二平行面， 包括： 通过所识别的直线在所述矢状面图像中的投影做一条平行于图像纵轴的直线， 以所做 的直线为所述第二平行面在所述矢状面图像中的投影， 确定所述第二平行面。 6.一种用于胫骨截骨智能导 航系统的规划装置， 其特 征在于， 包括： 图像处理模块， 用于对人体下肢骨骼 的医学图像进行图像分割和三维图像重建， 得到 包含胫骨与腓骨的三维图像； 参数确定模块， 用于对所述包含胫骨与腓骨的三维图像进行关键点识别， 确定胫骨截 骨部位的参数信息； 模型生成模块， 用于基于所述参数信息生成截骨导板模型， 并获取所述截骨导板模型 的数据； 导板制作模块， 用于基于所获取的所述截骨导板模型的数据通过3D打印制作胫骨高位 截骨导板， 模型生成模块包括： 第一平行面 生成单元， 用于通过第三关键点做胫骨矢状面的第一平行面； 第二平行面 生成单元， 用于通过第四关键点做胫骨冠状面的第二平行面； 第一截骨面生成单元， 用于通过第一关键点和第二关键点做胫骨冠状面的第一垂面， 使第一截骨面沿第一垂面从胫骨内侧截开胫骨， 并截止 于第一平行面和第二平行面； 第二截骨面生成单元， 用于通过第一垂面与第二平行面的交线， 与第一垂面呈110  ~ 130°角做第二截骨面， 使第二截骨面截透胫骨前 方的内外侧， 并截止 于第一截骨面； 楔形空间角度生成单元， 用于基于矫正前后下肢力线的位置， 确定胫骨被第一截骨面 和第二截骨面截开在胫骨内部形成的楔形空间角度； 截骨导板模型生成单元， 用于基于楔形空间角度、 第一截骨面和第二截骨面生成截骨 导板模型。 7.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所 述用于胫骨截骨智能导 航系统的规划方法的步骤。 8.一种非暂态计算机可读存