一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法、装置及电子设备

1.本发明涉及医学技术领域，尤其涉及一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法、装置及电子设备。

背景技术：

2.在复杂的长节段脊柱内固定手术中，脊柱外科医生可能需要将内固定棒在三位空间中进行复杂的塑形以适应打入畸形脊柱中的椎弓根螺钉。现实中，医生通过目测进行弯棒，往往需要进行“弯棒-上棒-评估-取棒-再调整”的多次循环，不断调整才能达到与已植入的椎弓根螺钉完全服帖适配的效果。这导致手术时间极度延长，内固定棒反复塑形后结构强度下降，严重时甚至导致手术无法进行、椎弓根钉拔出、椎弓根崩裂等不良结局。
3.因此，提出一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法、装置及电子设备。

技术实现要素：

4.本说明书提供一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法、装置及电子设备，利用磁导航技术减小目测带来的不稳定性和个体间的差异，使得弯棒技术得以标准化。
5.本说明书提供一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法，包括：
6.获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；
7.基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；
8.基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。
9.可选的，所述基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线，包括：
10.确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：
11.y
α
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)
12.利用最小二乘模型确定参数α：
[0013][0014]
确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0015]yβ
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)
[0016]
利用最小二乘模型确定参数β：
[0017][0018]
可选的，所述基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案，包括：
[0019]
基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：
[0020][0021]
其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述
磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；
[0022]
基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。
[0023]
可选的，所述基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度，包括：
[0024]
对所述尾迹拟合曲线方程一阶求导，得到所述弯折关键点；
[0025]
基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度。
[0026]
可选的，所述基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度，包括：
[0027]
所述弯折关键点包括(x，y)；
[0028]
对所述尾迹拟合曲线方程二阶求导，将所述弯折关键点带入二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程，判断二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值的正负性；
[0029]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为正时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；
[0030]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为负时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。
[0031]
本说明书提供一种基于磁导航定位的固定棒弯折装置，包括：
[0032]
获取模块，用于获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；
[0033]
第一确定模块，用于基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；
[0034]
第二确定模块，用于基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。
[0035]
可选的，所述第一确定模块，包括：
[0036]
确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0037]yα
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)
[0038]
利用最小二乘模型确定参数α：
[0039][0040]
确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0041]yβ
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)
[0042]
利用最小二乘模型确定参数β：
[0043][0044]
可选的，所述基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案，包括：
[0045]
基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：
[0046][0047]
其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；
[0048]
基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。
[0049]
可选的，所述第二确定模块，包括：
[0050]
对所述尾迹拟合曲线方程一阶求导，得到所述弯折关键点；
[0051]
基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度。
[0052]
可选的，所述基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度，包括：
[0053]
所述弯折关键点包括(x，y)；
[0054]
对所述尾迹拟合曲线方程二阶求导，将所述弯折关键点带入二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程，判断二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值的正负性；
[0055]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为正时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；
[0056]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为负时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。
[0057]
本说明书还提供一种电子设备，其中，该电子设备包括：
[0058]
处理器；以及，
[0059]
存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述任一项方法。
[0060]
本说明书还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述任一项方法。
[0061]
本说明书中，利用磁导航技术减小目测带来的不稳定性和个体间的差异，使得弯棒技术得以标准化；同时，术中弯棒操作更加便捷精准，减少手术时间，避免弯棒失误带来的手术时间延长及耗材浪费，使弯棒塑形不佳时强行上棒导致内固定并发症的概率大大减少。
附图说明
[0062]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0063]
图1为本说明书实施例提供的一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法的原理示意图；
[0064]
图2为本说明书实施例提供的一种基于磁导航定位的固定棒弯折装置的结构示意图；
[0065]
图3为本说明书实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
[0066]
图4为本说明书实施例提供的一种计算机可读介质的原理示意图。
具体实施方式
[0067]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
[0068]
以下结合附图1-4更全面地描述本发明的示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为本发明仅限于在此阐述的实施例。相反，提供这些示例性实施例能够使得本发明更加全面和完整，更加便于将发明构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0069]
在符合本发明的技术构思的前提下，在某个特定的实施例中描述的特征、结构、特性或其他细节不排除可以以合适的方式结合在一个或更多其他的实施例中。
[0070]
在对于具体实施例的描述中，本发明描述的特征、结构、特性或其他细节是为了使本领域的技术人员对实施例进行充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以实践本发明的技术方案而没有特定特征、结构、特性或其他细节的一个或更多。
[0071]
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0072]
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
[0073]
术语“和/或”或者“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个或多者的所有组合。
[0074]
图1为本说明书实施例提供的一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法的原理示意图，该方法可以包括：
[0075]
s110：获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；
[0076]
在本说明书具体实施方式中，磁导航椎弓根钉包括椎弓根钉和磁导航探针，将磁导航探针放置在椎弓根钉的尾部，磁导航探针可选用polhemus micro sensor 1.8，其头部设计为可恰好卡入椎弓根螺钉尾部凹槽的形态，主体部分为外径1.8mm的针型结构，外形可以通过3d打印等修改，使其与椎弓根螺钉尾部相契合。
[0077]
磁导航探针通过特定的数据线与数据仓相连，方便数据仓接收磁导航探针传输椎弓根钉的位置信息。数据仓通过2.4ghz射频通讯，以120hz的采样频率无线传输发送至rf模块。rf模块与计算机通过usb接口相连，将数据仓发送的数据经专用软件解密后呈现。
[0078]
磁导航椎弓根钉类型信息包括万向摆动螺钉、单向摆动螺钉和固定螺钉。
[0079]
具体如下：
[0080]
1)万向摆动螺钉：允许椎弓根钉尾部卡槽围绕钉长轴以
±
30度顶角圆锥形范围内自由摇摆(实际操作时设置为
±
20度)；
[0081]
2)单平面摆动螺钉：允许椎弓根钉尾部卡槽围绕钉长轴以
±
30度顶角扇形范围内沿凹槽长轴平面内摇摆；
[0082]
3)固定螺钉：拟合轨迹必须垂直钉体轴线，并与尾部轴线平齐。
[0083]
s120：基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；
[0084]
在本说明书具体实施方式中，所述步骤s120，包括：
[0085]
确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0086]yα
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)
[0087]
利用最小二乘模型确定参数α：
[0088][0089]
确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0090]yβ
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)
[0091]
利用最小二乘模型确定参数β：
[0092][0093]
在本说明书具体实施方式中，人体脊柱曲线以矢状面双s型为基型，而椎弓根钉棒内固定手术主要针对其中的一个s型部分：胸椎与腰椎相关的疾病所采用的的手术方案。在疾病的影响下，该曲线伴有在在冠状面上的病理性曲折。因此综合考虑椎弓根钉误差、拟合效率等，选定六阶多项式为方程模型，形如：
[0094]
f(x)＝ax6+bx5+cx4+dx3+ex2+fx+g
[0095]
其中，a、b、c、d、e、f、g为参数。
[0096]
根据对于椎弓根钉钉尾轨迹的统计，由于固定棒本身的直径规格在1cm左右浮动，根据固定棒具有一定的弹性的物理特性，加之现广泛采用的万向椎弓根钉的钉棒固定端具有一定的自由性，拟合所得曲线容许一定误差存在，固定棒不需要严格过椎弓根钉钉尾坐标。又综合基于人体脊柱生理结构与相关疾病的病例特点，判定该曲线曲率较小，所以综合采用最小二乘法进行拟合。
[0097]
最小二乘法又称最小平方法最重要的应用即在曲线拟合上。其含义为，最小化实际数据与拟合结果之间的误差，在本说明书中即最小化拟合固定棒曲线与椎弓根钉钉尾的距离。
[0098]
在本说明书中，结合预计拟合的曲线形态主要在冠状面与矢状面曲折，故可对x值与y值、x值与z值之间的方程关系分边进行拟合，即拟合得曲线在冠状面与矢状面的二维投影曲线。
[0099]
在xoy平面(即矢状面)，设拟合得到的固定棒方程曲线多项式为：
[0100]yα
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)
[0101]
根据最小二乘法原理，到一组α使得
[0102][0103]
最小化。
[0104]
同理，在xoz平面(即冠状面)，设拟合得到的固定棒方程曲线多项式为：
[0105]yβ
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)
[0106]
根据最小二乘法原理，到一组β使得
[0107][0108]
最小化。
[0109]
s130：基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。
[0110]
在本说明书具体实施方式中，所述步骤s130，包括：
[0111]
基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：
[0112][0113]
其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；
[0114]
基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。
[0115]
在本说明书具体实施方式中，实际使用中需使用常规弯折器，故需将曲率连续变化的尾迹拟合曲线调整为采用非连续曲率变化的多中心点拟合曲线，以实现在10次以下的弯棒操作获得一个与拟合曲线最为接近的内固定棒形态并输出固定棒弯折方案。
[0116]
在获得目标曲线轨迹方程以后，固定棒弯折方案的第一步可先截取直棒，使截得的直棒的长度符合弯折所需固定棒曲线的长度。对于所获得的曲线，可以求得其第一类曲线积分，即获得所需固定棒弯折长度。
[0117]
基于尾迹拟合曲线方程，设所获得三维曲线参数方程表示为：
[0118][0119]
其固定棒弯折长度公式为：
[0120][0121]
其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度。
[0122]
在本说明书具体实施方式中，所述基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度，包括：
[0123]
对所述尾迹拟合曲线方程一阶求导，得到所述弯折关键点；
[0124]
基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度。
[0125]
在本说明书具体实施方式中，弯折关键点包括曲线驻点，曲线驻点为该函数一阶导数为零的特征点，亦称为临界点、稳定点，其切线与x轴平行。在该点位置，可获得在同凹凸性的一段曲线中，对该段曲线的弯折方向有重要作用的点。分别对曲线的投影曲线方程进行驻点的获取求解，该点可作为弯棒的指导性弯折点。
[0126]
在本说明书具体实施方式中，所述基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度，包括：
[0127]
所述弯折关键点包括(x，y)；
[0128]
对所述尾迹拟合曲线方程二阶求导，将所述弯折关键点带入二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程，判断二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值的正负性；
[0129]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为正时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；
[0130]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为负时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。
[0131]
在本说明书具体实施方式中，将曲线在冠状面(xoz)与矢状面(xoy)的投影曲线求
得的驻点与拐点的中点集合，即为在该段曲线上所有需要用弯棒钳进行弯折的曲线关键点，即弯折关键点。此外，除了经以上方案获得的关键点，可为医生提供输入其想获得的弯折提示的接口，医生可自行将其设定为弯折关键点。
[0132]
在获得弯折关键点以后，将进行最后一步，分别求得在不同投影平面上求得的关键点处，在该平面方向上，弯棒钳弯折的圆心角范围。为了用规定型号的半径固定的弯棒钳对固定棒进行弯折，需在该弯折点附近范围内，对其弯折圆弧用弯棒钳固定弯折出的圆弧进行逼近。
[0133]
已知临床常用的弯棒钳所弯折出的圆弧规格为半径1cm，圆心角范围为0-115
°
，其最大可弯弧度对应弦长约为l＝1.81cm。首先需求得在弯折点处的圆心位置。
[0134]
在驻点处，该点一阶导为0，该点处法线为垂直于x轴的直线。因此，设驻点坐标值为(x,y)，判断该点处二阶导正负性，若该点处二阶导数为正，则在该点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；若该点处二阶导数为负，则在该点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。
[0135]
在拐点中间点处以及医生自选择点处，该点一阶导倒数即为该点法线的斜率，代入该点值可求得该点法线方程。以该法线方程设圆心点坐标，求解法线上距离拐点中点处为1的解，会得到两个解。若该点二阶导大于0，以所得解对应的y值大于拐点中间点的解为最终所得解，反之，若该点二阶导小于0，以所得解对应的y值小于拐点中间点的解为最终所得解。
[0136]
在求得圆心范围以后，需对在该点处以目标弯棒钳弯折角度进行求解。以弯棒钳最大可弯弧度为限，以l/50为步进单位，在关键点到关键点+l的x轴范围内进行步进。又已知除特殊情况，目标曲线弧度无法和弯棒钳弧度重合，而固定棒直径范围为0.8cm-1cm,所以设置d＝0.2为可接受偏差范围。在曲线上步进过程中，逐点求得曲线上点到圆心的距离，直到距离范围超出1.2cm或小于0.8cm，停止步进，求得该点到圆心的连线与关键点到圆心连线间夹角大小，该点大小即为弯棒钳所需弯折角度。
[0137]
最后，需将上述结果呈现为医生可理解的弯棒方案。对弯折关键点，以求固定棒直棒截取长度的方法分别求得其在固定棒上的位置进行标记，结合对应的在不同的投影面方向的弯折角度，即为弯折方案在交互软件中呈现。
[0138]
本说明书中，利用磁导航技术减小目测带来的不稳定性和个体间的差异，使得弯棒技术得以标准化；同时，术中弯棒操作更加便捷精准，减少手术时间，避免弯棒失误带来的手术时间延长及耗材浪费，使弯棒塑形不佳时强行上棒导致内固定并发症的概率大大减少。
[0139]
图2为本说明书实施例提供的一种基于磁导航定位的固定棒弯折装置的原理示意图，该装置可以包括：
[0140]
获取模块10，用于获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；
[0141]
第一确定模块20，用于基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；
[0142]
第二确定模块30，用于基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。
[0143]
可选的，所述第一确定模块20，包括：
[0144]
确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0145]yα
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)
[0146]
利用最小二乘模型确定参数α：
[0147][0148]
确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：
[0149]yβ
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)
[0150]
利用最小二乘模型确定参数β：
[0151][0152]
可选的，所述基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案，包括：
[0153]
基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：
[0154][0155]
其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；
[0156]
基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。
[0157]
可选的，所述第二确定模块30，包括：
[0158]
对所述尾迹拟合曲线方程一阶求导，得到所述弯折关键点；
[0159]
基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度。
[0160]
可选的，所述基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度，包括：
[0161]
所述弯折关键点包括(x，y)；
[0162]
对所述尾迹拟合曲线方程二阶求导，将所述弯折关键点带入二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程，判断二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值的正负性；
[0163]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为正时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；
[0164]
当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为负时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。
[0165]
本发明实施例的装置的功能已经在上述的方法实施例中进行了描述，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0166]
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种电子设备。
[0167]
下面描述本发明的电子设备实施例，该电子设备可以视为对于上述本发明的方法和装置实施例的具体实体实施方式。对于本发明电子设备实施例中描述的细节，应视为对于上述方法或装置实施例的补充；对于在本发明电子设备实施例中未披露的细节，可以参照上述方法或装置实施例来实现。
[0168]
图3为本说明书实施例提供的一种电子设备的结构示意图。下面参照图3来描述根据本发明该实施例的电子设备300。图3显示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0169]
如图3所示，电子设备300以通用计算设备的形式表现。电子设备300的组件可以包
括但不限于：至少一个处理单元310、至少一个存储单元320、连接不同系统组件(包括存储单元320和处理单元310)的总线330、显示单元340等。
[0170]
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元310执行，使得所述处理单元310执行本说明书上述处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元310可以执行如图1所示的步骤。
[0171]
所述存储单元320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)3201和/或高速缓存存储单元3202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)3203。
[0172]
所述存储单元320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块3205的程序/实用工具3204，这样的程序模块3205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0173]
总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
[0174]
电子设备300也可以与一个或多个外部设备400(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备300交互的设备通信，和/或与使得该电子设备300能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口350进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器360可以通过总线330与电子设备300的其它模块通信。应当明白，尽管图3中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0175]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，本发明描述的示例性实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个计算机可读的存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本发明的上述方法。当所述计算机程序被一个数据处理设备执行时，使得该计算机可读介质能够实现本发明的上述方法，即：如图1所示的方法。
[0176]
图4为本说明书实施例提供的一种计算机可读介质的原理示意图。
[0177]
实现图1所示方法的计算机程序可以存储于一个或多个计算机可读介质上。计算机可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0178]
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁
信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0179]
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0180]
综上所述，本发明可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)等通用数据处理设备来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
[0181]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，本发明不与任何特定计算机、虚拟装置或者电子设备固有相关，各种通用装置也可以实现本发明。以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0182]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0183]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法，其特征在于，包括：获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。2.如权利要求1所述的基于磁导航定位的固定棒弯折方法，其特征在于，所述基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线，包括：确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：y
α
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)利用最小二乘模型确定参数α：确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：y
β
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)利用最小二乘模型确定参数β：3.如权利要求2所述的基于磁导航定位的固定棒弯折方法，其特征在于，所述基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案，包括：基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。4.如权利要求3所述的基于磁导航定位的固定棒弯折方法，其特征在于，所述基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度，包括：对所述尾迹拟合曲线方程一阶求导，得到所述弯折关键点；基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度。5.如权利要求4所述的基于磁导航定位的固定棒弯折方法，其特征在于，所述基于所述弯折关键点在所述尾迹拟合曲线上步进，确定所述弯折角度，包括：所述弯折关键点包括(x，y)；对所述尾迹拟合曲线方程二阶求导，将所述弯折关键点带入二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程，判断二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值的正负性；当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为正时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y+1)；当二阶求导的所述尾迹拟合曲线方程的值为负时，在所述弯折关键点处逼近曲线弧度的圆弧圆心为(x，y-1)。6.一种基于磁导航定位的固定棒弯折装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；
第一确定模块，用于基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；第二确定模块，用于基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。7.如权利要求6所述的基于磁导航定位的固定棒弯折装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：确定矢状面的尾迹拟合曲线方程为：y
α
(x)＝α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5+α6x6(α为参数)利用最小二乘模型确定参数α：确定冠状面的尾迹拟合曲线方程为：y
β
(x)＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6(β为参数)利用最小二乘模型确定参数β：8.如权利要求7所述的基于磁导航定位的固定棒弯折装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：基于尾迹拟合曲线确定固定棒弯折长度，具体包括：其中，t
max
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在x轴上的最大值，t
min
为所获得的所述磁导航椎弓根钉在y轴上的最小值，∫
l
f(x,y,z)ds为所述固定棒弯折长度；基于所述尾迹拟合曲线确定所述固定棒的弯折关键点和弯折角度。9.一种电子设备，其中，该电子设备包括：处理器；以及，存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结

本发明提供了一种基于磁导航定位的固定棒弯折方法、装置及电子设备，涉及医学技术领域，包括获取若干根磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息；基于若干根所述磁导航椎弓根钉的位置信息和类型信息确定尾迹拟合曲线；基于所述尾迹拟合曲线确定固定棒弯折方案。本申请利用磁导航技术减小目测带来的不稳定性和个体间的差异，使得弯棒技术得以标准化、简便化，减少手术时间和手术并发症。少手术时间和手术并发症。少手术时间和手术并发症。