一种基于数字影像数据的骨科压力模具

技术领域

本发明涉及骨科设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于数字影像数据的骨科压力模具。

背景技术

当身体受到冲撞、从高处跌下等情况时，由于骨骼受到冲击，很容易发生骨折的现象。有些骨折移位比较明显，影响活动，从而需要进行手术治疗。手术治疗需要使用内固定器材进行复位、固定，以便于骨折部位的恢复。目前钢板是最常见的内固定器材。

目前，骨折部位固定用钢板通常采用手工制作方式，医生在手术的过程中，需根据病人骨折部位的情况，然后依据自身的经验，现场进行制作，由于钢板的强度比较大，医生在制作钢板的过程中，需要花费大量的时间和精力重复比对，修整，制作效率低，加重了医生的工作强度，此外，制造出的钢板还存在精准度差，需要反复调整，贴合度差的问题，这都对患者后期恢复有不良影响。

为此，我们提出一种基于数字影像数据的骨科压力模具来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种基于数字影像数据的骨科压力模具。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于数字影像数据的骨科压力模具，包括壳体、压力泵、数据采集器和图像转换装置，所述壳体的内顶部和内底部均安装有多个等距设置的压力棒，所述壳体上设置有注油孔，所述注油孔通过润滑油管连接有润滑油压力泵，所述壳体上设置有泄气孔，所述壳体的外侧壁上安装有与泄气孔对应的泄气孔盖，所述泄气孔盖上设置有孔盖和过滤棉，所述壳体的内侧壁安装有与泄气孔对应的雾化润滑油喷头，所述压力泵的输出端安装有压力油管，所述压力棒的输出端通过连接管道与压力油管连接，所述连接管道上安装有液压缸，所述连接管道上安装有位置传感器和电动阀，所述数据采集器与图像转换装置、电动阀和多个位置传感器之间电连接。

优选地，所述壳体包括上壳体，所述上壳体的底部设置有可拆卸的下壳体，所述上壳体通过合页门铰链与下壳体连接。

优选地，所述连接管道上安装有流量传感器，所述流量传感器与与数据采集器连接。

本发明的实施例提供的技术方案包括以下有益效果：

1、与现有技术相比，本发明中，该骨科压力模具将三维CT模型影像导入到图像转换装置，结合数据采集器上传的待加工钢板初始信息计算加工数据，通过控制对应的压力棒运行到指定位置，对位于壳体内部的钢板进行压制，加工全程无需医生手工操作，具有制作效率高，无需反复调整，贴合度高的优点，固定钢板可基于患处个性化定制，同时也可以降低医生的工作强度；

2、与现有技术相比，本发明中，该骨科压力模具可以对不同的钢板进行压制，加工的钢板可以适用于不同部位的骨折使用，具有很好的适用性，局限性小；

3、该发明可利用压力棒逆向绘制加工件的初始形状，并利用伸出的压力棒实现对加工件的初始加工位置固定，简化了加工流程，可在不开模的情况下完成整套加工工序。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于数字影像数据的骨科压力模具的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于数字影像数据的骨科压力模具中对钢板初始形状检测时压力棒与钢板的位置示意图；

图3为本发明提出的一种基于数字影像数据的骨科压力模具中对钢板进行压制时压力棒与钢板的位置示意图。

图中：1、壳体；101、上壳体；102、下壳体；2、注油孔；3、压力棒；4、压力泵；5、压力油管；6、位置传感器；7、液压缸；8、流量传感器；9、电动阀；10、数据采集器；11、图像转换装置；12、润滑油压力泵；13、雾化润滑油喷头；14、泄气孔盖；15、泄气孔；16、孔盖；17、过滤棉；18、合页门铰链。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图3，一种基于数字影像数据的骨科压力模具，包括壳体1、压力泵4、数据采集器10和图像转换装置11，壳体1的内顶部和内底部均安装有多个等距设置的压力棒3，壳体1上设置有注油孔2，注油孔2通过润滑油管连接有润滑油压力泵12，壳体1上设置有泄气孔15，壳体1的外侧壁上安装有与泄气孔15对应的泄气孔盖14，泄气孔盖14上设置有孔盖16和过滤棉17，壳体1的内侧壁安装有与泄气孔15对应的雾化润滑油喷头13，压力泵4的输出端安装有压力油管5，压力棒3的输出端通过连接管道与压力油管5连接，连接管道上安装有液压缸7，连接管道上安装有位置传感器6、流量传感器8和电动阀9，数据采集器10、图像转换装置11、电动阀9和多个位置传感器6和流量传感器8之间电连接。

医生可以将三维CT模型输入到图像转换装置11内，图像转换装置11利用与压力棒3顶点数量、位置分布相同的点阵图拟合出三维CT模型。将待加工钢板置于压力棒3之上，待壳体1密封后，上下压力棒3同时朝中间闭合，通过位置传感器6可以获得所有压力棒3位移变化量并上传至数据采集器10，再由数据采集器10将数据传到图像转换装置11，图像转换装置11用点阵图拟合出待加工钢板的初始形状，并计算出其放置位置，通过对待加工钢板点阵图与基于三维CT模型拟合的点阵图进行比对，考虑到钢板的回弹性拟合出钢板加工固定点阵图与加工点阵图，根据点阵图对应的压力棒3顶点位移计算出各液压缸7所需油量，最后将加工顺序、液压缸7油量以及压力棒3位移数据返回至数据采集器10，并由其控制压力泵4、电动阀9运行，将液压油通过压力油管5输送到对应的压力棒3内，调节压力棒3的长度，对位于壳体1内部的钢板进行压制。

需要说明的是，注油孔2内安装有密封装置，密封装置的作用是堵住注油孔2，避免壳体1内部的油流出，安装在注油孔2上的密封装置在图中未画出。

位置传感器6的作用是将采集到的压力棒3位移量传到数据采集器10，再由图像转换装置11完成加工所需的信息，利用数据采集器10对对应的电动阀9进行控制，以便于控制对应的连接管道通断对对应的压力棒3进行调节。此外，位置传感器6还用于加工阶段对压力棒3位移量的监测，如流量传感器8传回输入计算油量后仍为到达或已超过目标位置实现对电动阀9的微调，保证压力棒3顶点着力点更准确。

电动阀9的作用是便于控制对应的连接管道通断，以便于对对应的压力棒3进行调节，从而实现对个性钢板的制作。

润滑油压力泵12的作用是将润滑油加入到壳体1的内部，通过雾化润滑油喷头13将润滑油喷射到对应的压力棒3的外侧以及壳体1内壁上，以便于压力棒3在对钢板挤压时，减少压力棒3之间和压力棒3与钢板之间的摩擦力。

泄气孔15、泄气孔盖14、孔盖16和过滤棉17的作用是为了保持壳体1内部的气压平衡，同时避免从壳体1排出的空气中携带润滑油。

本技术方案中，更具体地，壳体1包括上壳体101，上壳体101的底部设置有可拆卸的下壳体102，上壳体101通过合页门铰链18与下壳体102连接。

上壳体101和下壳体102闭合时，上壳体101与下壳体102的连接处经过密封处理，壳体1内部的液体不会流出。

本技术方案中，更具体地，连接管道上安装有流量传感器8，流量传感器8与数据采集器10连接。

流量传感器8的作用是便于检测对应的连接管道进入液压缸7的压力油流量，以便精准的控制对应的电动阀9开启或者关闭，从而确保对钢板的加工精准度，达到提高钢板贴合度的效果。

本发明中，当需要根据病人的骨折部位进行手术治疗时，可以根据病人的骨折部位的固定要求选择对应尺寸的钢板，并将钢板放入到壳体1的内部，再将病人需要加工的三维CT模型影像导入到图像转换装置11中，利用数据采集器10对需要加工的钢板三维数据进行采集，得到加工数据后，数据采集器10控制压力泵4和电动阀9将液压油输送到对应的压力棒3内，利用多个压力棒3配合对钢板进行压制。该骨科压力模具具有制作效率高，精准度高，无需反复调整，贴合度高的优点，固定钢板可基于患处个性化定制，同时也可以降低医生的工作强度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。