(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211148280.1 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 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） 申请人 张逸凌 (72)发明人 张逸凌　刘星宇　 (51)Int.Cl. A61B 34/20(2016.01) A61B 34/10(2016.01) A61B 17/17(2006.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/00(2017.01)G06V 10/46(2022.01) (54)发明名称 复杂性骨性融合膝关节的智能定位装置设 计方法及系统 (57)摘要 本申请公开了一种复杂性骨性融合膝关节 的智能定位装置设计方法， 包括： 通过关键点识 别模型对骨性融合膝关节的医学图像进行识别 处理， 得到骨性融合膝关节的多个关键点， 以及 通过拟合区域识别模型对骨性融合膝关节的医 学图像进行识别处理， 得到骨性融合膝关节的两 个拟合部位， 并基于骨性融合膝关节的多个关键 点和骨性融合膝关节的两个拟合部位， 生成骨性 融合膝关节的定位装置， 以此方式设计定位装置 无需依靠 人工经验来手动标记 参数， 这样可以提 升制作该定位装置的效率， 并提高定位装置与骨 性融合膝关节的匹配度， 进而提高使用该定位装 置进行截骨时的准确性。 权利要求书3页 说明书10页 附图6页 CN 115381553 A 2022.11.25 CN 115381553 A 1.一种复杂性骨性融合膝关节的智能定位装置设计方法， 其特 征在于， 包括： 通过三维重建模型对骨性融合膝关节的医学图像进行分割处理， 并基于分割结果生成 骨性融合膝关节的三维图像； 通过关键点识别模型对所述骨性融合膝关节的医学图像进行识别处理， 得到所述骨性 融合膝关节的多个关键点； 通过拟合 区域识别模型对所述骨性融合膝关节的医学图像进行识别处理， 得到所述骨 性融合膝关节的两个拟合部位； 基于所述骨性融合膝关节的多个关键点和所述骨性融合膝关节的两个拟合部位， 生成 骨性融合膝关节的定位装置； 在所述骨性融合膝关节的三维图像上展示所述骨性融合膝关节的多个关键点、 所述骨 性融合膝关节的两个拟合部位、 以及所述骨性融合膝关节的定位装置 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述三维重建模型对所述骨性融 合膝关节的医学图像进行分割处理， 并基于分割结果生成所述骨性融合膝关节的三 维图像 包括： 将所述骨性融合膝关节的医学图像输入到UNet模型， 通过所述UNet模型对所述骨性融 合膝关节的医学图像进行粗分割， 得到粗分割图像； 将所述粗分割图像输入到PonitRend模型， 通过所述PonitRend模型对所述粗分割图像 进行像素级分割， 根据像素级分割的结果 生成所述骨性融合膝关节的三维图像。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述关键点识别模型对所述骨性 融合膝关节的医学图像进行识别处 理， 得到所述骨性融合膝关节的多个关键点包括： 将所述骨性融合膝关节的医学图像输入到Hourglass模型， 通过所述Hourglass模型检 测所述骨性融合膝关节的医学图像中的特征， 得到所述骨性融合膝关节的股骨头中心点、 髁间窝顶点、 踝关节中心点、 胫骨内外平台最低点、 以及股骨髁最远端点。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述通过拟合 区域识别模型对所述骨性融 合膝关节的医学图像进行识别处 理， 得到所述骨性融合膝关节的两个拟合部位包括： 将所述骨性融合膝关节的医学图像输入到deeplabv3+模型， 通过所述deeplabv3+模型 对所述骨性融合膝关节的医学图像进 行识别处理， 得到所述骨性融合膝关节的股骨前髁爬 坡处区域和胫骨结节偏上内侧区域。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述骨性融合膝关节的多个关键 点和所述骨性融合膝关节的两个拟合部位， 生成骨性融合膝关节的定位装置包括： 根据所述骨性融合膝关节的股骨头 中心点、 髁间窝顶点、 踝关节中心点、 胫骨内外平台 最低点、 以及股骨髁最远端点， 分别确定关节线飞镖槽、 股骨飞镖槽、 以及胫骨飞镖槽在所 述定位装置的位置信息； 根据所述骨性融合膝关节的股骨前髁爬坡处区域和胫骨结节偏上内侧区域， 拟合所述 定位装置的两个拟合区域， 所述两个拟合区域包括股骨拟合区域和胫骨拟合区域； 基于所述关节线飞镖槽、 所述股骨飞镖槽、 以及所述胫骨飞镖槽在所述定位装置的位 置信息和所述定位装置的股骨拟合区域和胫骨拟合区域， 生成所述骨性融合膝关节的定位 装置。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述骨性融合膝关节的股骨头中权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115381553 A 2心点、 髁间窝顶点、 踝关节中心 点、 胫骨内外平台最低点、 以及股骨髁 最远端点， 分别确定 关 节线飞镖槽、 股骨飞镖槽、 以及胫骨飞镖槽在所述定位装置的位置信息包括： 根据所述胫骨内外平台最低 点和所述股骨髁最远端点， 确定所述关节线飞镖槽在所述 定位装置的位置信息， 所述关节线飞镖槽的个数为1； 根据所述股骨头 中心点和所述髁间窝顶点， 确定所述股骨飞镖槽在所述定位装置的位 置信息， 所述股骨飞镖槽的个数为2； 根据所述髁间窝顶点和所述踝关节中心点， 确定所述胫骨飞镖槽在所述定位装置的位 置信息， 所述胫骨飞镖槽的个数为2。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述在所述骨性融合膝关节的三维图像上 展示所述骨性融合膝关节的多个关键点、 所述骨性融合膝关节的两个拟合部位、 以及所述 骨性融合膝关节的定位装置包括： 在所述骨性融合膝关节的三维图像中的股骨头展示所述股骨头中心点； 在所述骨性融合膝关节的三维图像中的胫骨展示所述踝关节中心点； 在所述骨性融合膝关节的三维图像中的股骨与胫骨交界处展示所述髁间窝顶点、 所述 胫骨内外平台最低点、 以及所述股骨髁最远端点； 以及 在所述骨性融合膝关节的三维图像中的股骨前髁爬坡处区域和胫骨结节偏上内侧区 域展示与其匹配的所述骨性融合膝关节的定位装置 。 8.一种复杂性骨性融合膝关节的智能定位装置设计系统， 其特 征在于， 包括： 三维重建模块， 用于通过三维重建模型对骨性融合膝关节的医学图像进行分割处理， 并基于分割结果 生成骨性融合膝关节的三维图像； 关键点识别模块， 用于通过关键点识别模型对所述骨性融合膝关节的医学图像进行识 别处理， 得到所述骨性融合膝关节的多个关键点； 拟合部位识别模块， 用于通过拟合 区域识别模型对所述骨性融合膝关节的医学图像进 行识别处 理， 得到所述骨性融合膝关节的两个拟合部位； 定位装置生成模块， 用于基于所述骨性融合膝关节的多个关键点和所述骨性融合膝关 节的两个拟合部位， 生成骨性融合膝关节的定位装置； 展示模块， 用于在所述骨性融合膝关节的三维图像上展示所述骨性融合膝关节的多个 关键点、 所述骨性融合膝关节的两个拟合部位、 以及所述骨性融合膝关节的定位装置 。 9.一种用于复杂性骨性融合膝关节的智能定位装置， 其特征在于， 所述定位装置包括 截骨本体， 所述截骨本体包括股骨侧连接组件、 截骨组件、 以及胫骨侧连接组件， 所述股骨 侧连接组件和所述胫骨侧连接组件分别位于所述截骨组件的两侧； 所述截骨组件设有两个股骨飞镖槽、 两个胫骨飞镖槽、 以及一个关节线飞镖槽； 所述股 骨飞镖槽、 所述胫骨飞镖槽、 以及所述关节线飞镖槽在所述截骨组件的位置分别是通过关 键点识别模型识别骨性融合膝关节的医学图像得到的多个关键点确定的； 所述股骨侧连接组件的拟合区域形状是通过拟合区域识别模型识别所述骨性融合膝 关节的医学图像得到的股骨前髁爬坡处区域确定的； 所述胫骨侧连接组件的拟合区域形状是通过所述拟合区域识别模型识别所述骨性融 合膝关节的医学图像得到的胫骨结节偏上内侧区域确定的； 所述股骨侧连接组件和所述胫骨侧连接组件分别设有钉孔， 所述钉孔是根据截骨本体权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115381553 A 3