中国人民解放军总医院第四医学中心张里程获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军总医院第四医学中心申请的专利一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119092058B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411168433.8,技术领域涉及:G16H30/20;该发明授权一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法及系统是由张里程;崔翔;马驰;吕厚辰;江渝;李然;谈枢怀;曹富铭设计研发完成,并于2024-08-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法及系统在说明书摘要公布了:本申请提供一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法及系统,涉及智慧医疗系统技术领域。该方法包括:获取针对患者骨折区域的骨折影像数据,骨折影像数据包含CT数据和X线数据;基于骨折部影像数据重建骨折部三维模型;将骨折部三维模型与实际场景中的患者骨折区域进行匹配校准;将经校准的骨折部三维模型和相应的骨折类型和骨折手术要求输入至骨折复位路径规划模型,以确定相应的至少一个优化的骨折复位路径,骨折复位路径规划模型包含级联的强化学习模块和多物理场仿真优化模块;渲染各个骨折复位路径,并根据所检测到的交互指令确定目标骨折复位路径。由此,在骨折复位场景中应用增强现实技术,有助于提高手术的成功率和患者术后康复效果。
本发明授权一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于增强现实技术的骨折复位路径辅助规划方法,应用于AR眼镜,其特征在于,所述方法包括: 获取针对患者骨折区域的骨折影像数据,所述骨折影像数据包含CT数据和X线数据; 基于所述骨折影像数据重建骨折部三维模型;所述骨折部三维模型包含多个骨块模块,且各个所述骨块模块分别标注有相应的位置、边界和颜色; 将所重建的骨折部三维模型与实际手术场景中的患者骨折区域进行匹配校准; 将经匹配校准的骨折部三维模型和相应的骨折类型和骨折手术要求输入至骨折复位路径规划模型,以确定相应的至少一个优化的骨折复位路径; 渲染各个所述优化的骨折复位路径,并根据所检测到的交互指令确定目标骨折复位路径; 其中,所述骨折复位路径规划模型包含级联的强化学习模块和多物理场仿真优化模块; 所述强化学习模块用于根据骨折类型、经匹配校准的骨折部三维模型及骨折手术要求,确定至少一个初始复位路径;所述强化学习模块的状态是根据经匹配校准的骨折部三维模型的几何特征、骨块空间相对方位信息和骨折类型而定义的;所述强化学习模块的动作空间是根据骨块移动、旋转和受力而定义的;所述强化学习模块的奖励函数是根据所述骨折手术要求而定义的,所述骨折手术要求包含复位精度要求、路径平滑性要求和生理约束要求; 将各个所述初始复位路径输入至多物理场仿真优化模块,以通过有限元分析对各个所述初始复位路径进行应力分布仿真,并根据仿真结果对相应的初始路径进行优化调整,以确定相应的至少一个优化的骨折复位路径; 所述强化学习模块的奖励函数R通过下式表达: R=raccuracy+rsmoothness+rphysiology raccuracy=-α·‖Mtarget-Mcurrent‖ 式中,raccuracy表示复位精度奖励项,用于反映骨块复位后的位置误差;rsmoothness表示路径平滑性奖励项,用于反映路径的平滑程度;rphysiology表示生物力学约束奖励项,用于确保路径符合生物力学要求,以避免损伤周围组织;Mtarget为目标位置坐标,表示骨块在复位后应到达的位置;Mcurrent为当前骨块位置坐标,表示当前时刻骨块所在的位置;α表示精度调节参数,用于调整复位精度对总奖励的影响;κi为路径曲率,表示路径上第i个路径节点的曲率值;N为路径节点总数;β为平滑性调节参数,用于调整路径平滑性对总奖励的影响;σi为路径上第i个路径节点的应力值,σlimit为生理应力限值,表示路径上的应力超过该限值时会对组织造成损伤;γ为生理约束调节参数,用于调整生理约束对总奖励的影响。
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