【技术实现步骤摘要】
本披露一般涉及拇外翻微创矫正术用具。更具体地，本披露涉及一种拇外翻微创手术导板的制造方法、导板、设备及存储介质。
技术介绍
1、拇外翻是临床常见的前足畸形，严重影响脚部功能和外观，降低生活质量。拇外翻微创矫正术因其创伤小和术后康复快的优势，被越来越多患者接受，成为治疗拇外翻的主流手段。
2、拇外翻微创矫正术主要步骤包括在x光透视的辅助下，通过微创手术器具对患者大脚趾跖骨实施截骨、复位和内固定等矫正操作。然而，由于该手术方式的操作空间狭小和视野受限，导致医生难以精确定位截骨位置和实施截骨，进而造成手术难度和时间的增加。由此，这不仅造成手术时效较低，而且还会加重患者的痛苦。
3、有鉴于此，亟需提供一种可应用于拇外翻微创手术的导板，其可以辅助医生完成针对拇外翻微创手术的精准定位与导向。
技术实现思路
1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了拇外翻微创手术导板的制造方案。
2、在第一方面中，本披露提供一种拇外翻微创手术导板的制造方法，该导板包括与手术目标区域相匹配的导板本体以及设置在导板本体上的导向结构，该方法包括：获取手术目标区域的表面点集；沿导板本体的厚度方向移动表面点集，以获得手术目标区域的表面扩展点集；基于表面点集和表面扩展点集形成导板本体的三角剖分网格模型；以及在导板本体的三角剖分网格模型的基础上建立导向结构的三角剖分网格模型，以形成用于制备导板的三维网格模型。
3、在一些实施例中，其中基于表面点集和
4、在一些实施例中，其中利用delaunay三角剖分算法和自适应优化算法将表面点集和表面扩展点集连接成导板本体的三角剖分网格模型包括：利用delaunay三角剖分算法和自适应优化算法处理表面点集和表面扩展点集，以求解出形成最少闭合体数量的最小阿尔法值；以及根据最小阿尔法值，将表面点集和表面扩展点集连接成导板本体的三角剖分网格模型。
5、在一些实施例中，其中在导板本体的三角剖分网格模型的基础上建立导向结构的三角剖分网格模型包括：获取导向结构的坐标数据及其矢量方向数据；根据坐标数据和矢量方向数据构建导向结构的三角剖分网格模型；以及利用多体网格三维布尔运算整合导向结构的三角剖分网格模型与导板本体的三角剖分网格模型。
6、在一些实施例中，其中手术目标区域包括副舟骨至第一跖骨之间的子目标区域、第一跖骨区域和第一跖趾关节区域，其中获取手术目标区域的表面点集包括：获取足部的三维影像数据；从三维影像数据中提取足部表面点集；从足部表面点集中提取出子目标区域、第一跖骨区域和第一跖趾关节区域各区域的内侧表面点集，以及子目标区域的上侧表面点集；以及将内侧表面点集和上侧表面点集的并集作为表面点集。
7、在一些实施例中，其中导向结构包括第一跖骨远端复位导向孔、第一跖骨远端截骨导向孔、第一跖骨近端复位导向孔、第一楔骨固定导向孔、第一跖骨远端截骨导向槽、第一跖骨侧位对齐线槽、第一跖趾关节对齐线槽、第一跖骨远端复位导针对齐线槽、第一跖骨远端截骨对齐线槽、第一跖骨正位外侧边缘对齐线槽、第一跖骨正位中线对齐线槽和第一跖骨正位内侧对齐线槽；导向结构的三角剖分网格模型包括呈矩形增厚体轮廓的第一类导向结构三角剖分网格模型、呈空心圆柱体轮廓的第二类导向结构三角剖分网格模型和呈矩形增厚体轮廓的第三类导向结构三角剖分网格模型；其中根据坐标数据和矢量方向数据构建导向结构的三角剖分网格模型包括：根据第一跖骨远端截骨导向槽的坐标数据和矢量方向数据，构建第一类导向结构三角剖分网格模型；根据第一跖骨远端复位导向孔、第一跖骨远端截骨导向孔、第一跖骨近端复位导向孔和第一楔骨固定导向孔的坐标数据和矢量方向数据，构建第二类导向结构三角剖分网格模型；以及根据第一跖骨侧位对齐线槽、第一跖趾关节对齐线槽、第一跖骨远端复位导针对齐线槽、第一跖骨远端截骨对齐线槽、第一跖骨正位外侧边缘对齐线槽、第一跖骨正位中线对齐线槽和第一跖骨正位内侧对齐线槽的坐标数据和矢量方向数据，构建第三类导向结构三角剖分网格模型。
8、在一些实施例中，其中利用多体网格三维布尔运算整合导向结构的三角剖分网格模型与导板本体的三角剖分网格模型包括：通过三维网格布尔减法运算整合第一类导向结构三角剖分网格模型与导板本体的三角剖分网格模型；通过三维网格布尔加法运算整合第三类导向结构三角剖分网格模型与导板本体的三角剖分网格模型；以及通过三维网格外径布尔加法运算与三维网格内径布尔减法运算整合第二类导向结构三角剖分网格模型与导板本体的三角剖分网格模型。
9、在一些实施例中，其中从足部表面点集中提取出内侧表面点集以及上侧表面点集包括：计算足部表面点集中点云数据的方向向量；以及利用自适应方向向量循环搜索算法，根据方向向量从足部表面点集中提取出内侧表面点集以及上侧表面点集。
10、在一些实施例中，其中获取导向结构的坐标数据及其矢量方向数据包括：获取足部的三维影像数据和拇外翻微创手术规划结果；以及根据三维影像数据和拇外翻微创手术规划结果计算导向结构的坐标数据及其矢量方向数据。
11、在一些实施例中，其中在形成用于制备导板的三维网格模型之后，方法还包括：将三维网格模型的网格三角片面信息输出为三维模型格式文件，以用于3d打印导板，其中网格三角片面信息包括每个三角片面的端点及其拓扑方向。
12、在第二方面中，本披露提供一种拇外翻微创手术导板，该导板根据第一方面任一项方法制造得到。
13、在第三方面中，本披露提供一种电子设备包括：处理器；以及存储器，其存储有程序指令，当程序指令由处理器执行时，使得电子设备实现根据第一方面任意一项的方法。
14、在第四方面中，本披露提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现根据第一方面任意一项的方法。
15、通过如上所提供的拇外翻微创手术导板的制造方法，本披露实施例通过手术目标区域的表面点集及扩展出的表面扩展点集，能够构建出导板本体的三角剖分网格模型，并在该导板本体的三角剖分网格模型的基础上添加导向结构的三角剖分网格模型，从而形成完整的导板的三维网格模型。由于该三维网格模型是计算机基于精准的患者足部的表面点集进行自动连接后所形成的，无需人工进行模型形态调整和构建，因此利用该三维网格模型可以实现有针对性的且高效的自动化精准建模。该方法不仅降低了建模要求，还提高了建模时效和模型精准度，进而提高了导板的精准度和可靠性。
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1.一种拇外翻微创手术导板的制造方法，其特征在于，导板包括与手术目标区域相匹配的导板本体以及设置在所述导板本体上的导向结构，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中基于所述表面点集和所述表面扩展点集形成所述导板本体的三角剖分网格模型包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中利用Delaunay三角剖分算法和自适应优化算法将所述表面点集和所述表面扩展点集连接成所述导板本体的三角剖分网格模型包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在所述导板本体的三角剖分网格模型的基础上建立所述导向结构的三角剖分网格模型包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述手术目标区域包括副舟骨至第一跖骨之间的子目标区域、第一跖骨区域和第一跖趾关节区域，其中获取所述手术目标区域的表面点集包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述导向结构包括第一跖骨远端复位导向孔、第一跖骨远端截骨导向孔、第一跖骨近端复位导向孔、第一楔骨固定导向孔、第一跖骨远端截骨导向槽、第一跖骨侧位对齐线槽、
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中利用多体网格三维布尔运算整合所述导向结构的三角剖分网格模型与所述导板本体的三角剖分网格模型包括：
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中从所述足部表面点集中提取出所述内侧表面点集以及所述上侧表面点集包括：
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中获取所述导向结构的坐标数据及其矢量方向数据包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在形成用于制备导板的三维网格模型之后，所述方法还包括：
11.一种拇外翻微创手术导板，其特征在于，所述导板根据权利要求1-10中任一项方法制造得到。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有用于拇外翻微创手术导板的制造方法的计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现根据权利要求1-10任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种拇外翻微创手术导板的制造方法，其特征在于，导板包括与手术目标区域相匹配的导板本体以及设置在所述导板本体上的导向结构，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中基于所述表面点集和所述表面扩展点集形成所述导板本体的三角剖分网格模型包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中利用delaunay三角剖分算法和自适应优化算法将所述表面点集和所述表面扩展点集连接成所述导板本体的三角剖分网格模型包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在所述导板本体的三角剖分网格模型的基础上建立所述导向结构的三角剖分网格模型包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述手术目标区域包括副舟骨至第一跖骨之间的子目标区域、第一跖骨区域和第一跖趾关节区域，其中获取所述手术目标区域的表面点集包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述导向结构包括第一跖骨远端复位导向孔、第一跖骨远端截骨导向孔、第一跖骨近端复位导向孔、第一楔骨固定导向孔、第一跖骨远端截骨导向槽、第一跖骨侧位对齐线槽、第一跖趾关节...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晖，刘熹，李亚星，黄进，窦昭，程石，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：
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