CN116942312B - 一种关节置换手术辅助定位方法及*** - Google Patents
一种关节置换手术辅助定位方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种关节置换手术辅助定位方法及***，涉及关节置换手术技术领域，包括第一检测单元、监测单元、处理单元、执行单元和术后检测单元，第一检测单元用于获取患者数据，监测单元用于获取手术工具数据，处理单元用于处理数据，并输出手术策略，执行单元用于执行处理单元输出的手术策略，术后检测单元用于检测术后患者关节稳定性，并将测试数据输出给处理单元，用于辅助处理单元输出手术策略，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案。本发明能有效的帮助医生推荐最合适的手术方案，辅助医生执行手术，获得最好的术后效果，节省了经验丰富的外科医生和手术团队的培养成本。
Description
技术领域
本发明涉及关节置换手术技术领域，具体为一种关节置换手术辅助定位方法及***。
背景技术
关节置换手术，也称为关节替换手术，是一种外科手术，旨在治疗关节严重受损或疾病的情况。该手术通常涉及将受损的关节部分移除并替换为人工关节假体，以恢复关节功能、减轻疼痛和改善患者的生活质量。
关节置换手术是一种复杂的手术过程，需要经验丰富的外科医生和手术团队来进行。关节置换术中除了要对关节的病灶进行切除以外，需要深刻理解关节的运动学原理，将人工关节的假体安装在准确的位置上，既能使假体获得良好的稳定性，又能恢复关节的正常运动。
医生会根据患者的特定情况和需求来制定个性化的手术方案，经验丰富的外科医生和手术团队培养成本很高，培养时间也非常长，如果执行手术的医生缺乏经验，则在安装人工关节假体时，可能会由于定位不准确，引发安装错位或者其他问题，引发手术风险。
为此，本发明提供了一种关节置换手术辅助定位方法及***。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种关节置换手术辅助定位方法及***，可有效的帮助医生推荐最合适的手术方案，辅助医生执行手术，获得最好的术后效果。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种关节置换手术辅助定位***，包括第一检测单元、监测单元、处理单元、执行单元和术后检测单元；
第一检测单元用于获取患者数据，监测单元用于获取手术工具数据，处理单元用于处理数据，并输出手术策略，执行单元用于执行处理单元输出的手术策略，术后检测单元用于检测术后患者关节稳定性，并将测试数据输出给处理单元，用于辅助处理单元输出手术策略；处理单元包括三维模型模块、可视化展示模块、策略模块、仿真计算模块、方案库模块、第二检测单元、评估单元和阈值模块；
三维模型模块依据患者数据和手术工具数据建立三维模型，形成实时图像数据并向可视化模块输出，可视化展示模块用于展示实时图像数据，策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据制定手术方案，并将方案向仿真计算模块输出，仿真计算模块依据策略模块输出的方案经过仿真计算后，再与方案库模块内的方案进行匹配，最终输出最佳方案，第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案。
优选的，第一检测单元包括患者解剖结构检测模块、患者关节运动范围检测模块和患者解剖参考点检测模块，患者解剖结构检测模块用于获取患者解剖结构数据，患者关节运动范围检测模块用于获取患者关节运动范围数据，患者解剖参考点检测模块用于获取患者解剖参考点数据；
所述患者数据包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据。
优选的，监测单元包括手术工具位置监测模块和手术工具方向监测模块，手术工具位置监测模块用于获取手术工具位置数据，手术工具方向监测模块用于获取手术工具方向数据；
手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据。
优选的，第二检测模块包括韧带状态检测模块、关节间隙和对齐检测模块以及关节滑移和旋转检测模块；
韧带状态检测模块用于获取韧带状态数据集，关节间隙和对齐检测模块用于获取关节第一状态系数Jcad，关节滑移和旋转检测模块用于获取关节第二状态系数Jsrd；
韧带状态检测模块包括韧带完整性检测模块、韧带张力值检测模块和韧带应变值检测模块，韧带完整性检测模块用于获取韧带完整度Lid，韧带张力值检测模块用于获取韧带张力值Ltd，韧带应变值检测模块用于获取韧带应力值Lsd；
韧带状态数据集包括韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd；
关节间隙和对齐检测模块包括关节间隙检测模块和关节对齐度检测模块，关节间隙检测模块用于获取关节间隙比，关节间隙比依据检测的关节状态系数与最佳关节间隙比对得出，关节对齐度检测模块用于获取关节对齐度，关节第一状态系数Jcad依据关节间隙比与关节对齐度以1比1的比例综合所得；
关节滑移和旋转检测模块包括关节滑移度检测模块和关节旋转度检测模块，关节滑移度检测模块用于获取关节滑移度，关节旋转度检测模块用于获取关节旋转度，关节第二状态系数Jsrd依据关节滑移度与关节旋转度以1比1的比例综合所得。
优选的，评估单元包括韧带状态评估模块、关节间隙和对齐评估模块以及关节滑移和旋转评估模块；
韧带评估模块依据韧带状态数据集获取韧带状态评估值Ev1，关节间隙和对齐评估模块依据关节第一状态系数Jcad获取关节间隙和对齐评估值Ev2，关节滑移和旋转评估模块依据关节第二状态系数Jsrd获取关节滑移和旋转评估值Ev3；
关节稳定度Ev依据韧带状态评估值Ev1、关节间隙和对齐评估值Ev2以及关节滑移和旋转评估值Ev3，将各评估值相关联，关联方式如下：
；
其中，权重意义为：θ为韧带状态评估值权重，，μ为关节间隙和对齐评估值权重，/>，/>为关节滑移和旋转评估值权重，/>，D为常数修正系数。
优选的，韧带状态评估值Ev1依据韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd，进行无量纲化处理，将各数据相关联，关联公式如下所示：
；
其中，权重意义为：α为韧带完整性权重，，β为韧带张力值权重，，/>为韧带应变值权重，/>，C为常数修正系数；
关节间隙和对齐评估值Ev2依据关节第一状态系数Jcad与比例因子Q1相乘所得，其中，；
关节滑移和旋转评估值Ev3依据关节第二状态系数Jsrd与比例因子Q2相乘所得，其中，。
优选的，阈值模块预设有第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值，所述关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对产生两种对比结果，当关节稳定度Ev大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于稳定状态，当关节稳定度Ev小于第一阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态，当关节稳定度Ev大于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态；
当关节稳定度Ev处于稳定状态时，则最佳方案可行；当关节稳定度Ev处于异常状态时，则最佳方案不可行。
优选地，术后检测单元包括关节稳定性测试模块和动态运动分析模块；
关节稳定性测试模块用于获取关节稳定性测试数据，动态运动分析模块用于获取动态运动分析数据；关节稳定性测试数据和动态运动分析数据可与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，寻找偏差，用于优化方案，并将优化后的方案存储在方案库模块中。
一种关节置换手术辅助定位方法，包括以下步骤：
步骤1、获取患者数据，包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据；
步骤2、将传感器附加到手术工具或患者身体上，用于获取手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据；
步骤3、形成实时三维模型和图像，产生实时图像数据并向可视化模块输出；
步骤4、可视化展示，可以利用显示屏展示，也可利用投影展示，还可利用手持设备展示，方便医生使用；
步骤5、规划手术路径和手术目标，包括如下步骤：
步骤501、策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据规划手术路径和手术目标，制定出手术方案，并将方案向仿真计算模块输出，规划手术路径和手术目标依据以下原则：
1、确定正确的关节位置和方向，这包括确定关节置换的准确位置、大小和方向，以恢复关节的正常生物力学功能；
2、考虑患者的解剖特征，每个患者的解剖特征都可能有所不同，因此手术需要根据患者的个体差异进行调整，这可能包括考虑患者的骨质状况、骨刺或骨缺损的存在以及关节的解剖结构；
3、保留健康组织，手术目标之一是最大限度地保留健康的骨骼和软组织结构，优秀的手术路径可以帮助医生避免无谓的组织切割和损伤，以最小化手术创伤和术后恢复时间；
4、平衡关节稳定性，关节的稳定性对于手术成功和患者的功能恢复至关重要；
步骤502、仿真计算模块依据策略模块输出的方案经过仿真计算后，再与方案库模块内的方案进行匹配，最终输出最佳方案；
步骤503、第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行；
步骤504、如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案；
步骤505、重新制定的方案再经过步骤503进行验证，直至制定出可行的最佳方案；
步骤506、可行的最佳方案将方案数据整合，通过可视化展示模块提供对齐指引和参考线，帮助医生进行关节置换手术中的对齐调整；
步骤6、进行手术；
步骤7、术后检测，包括关节稳定性测试和动态运动分析，包括以下步骤：
步骤701、获取关节稳定性测试数据和动态运动分析数据；
步骤702、综合关节稳定性测试数据和动态运动分析数据，与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，确定偏差，寻找偏差原因，提出改进和优化方案；
步骤703、将优化方案存储在方案库模块。
（三）有益效果
本发明提供了一种关节置换手术辅助定位方法及***。具备以下有益效果：
1、本发明利用依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据制定手术方案，该方案是依据患者的特定情况来制定的个性化手术方案，而第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案，而重新制定的方案还可再次验证，直至制定出可行的最佳方案，这就相当于经验丰富的专家多次论证方案，使得每次手术的方案制定环节快速有效；
2、本发明将可行的最佳方案将方案数据整合，通过可视化展示模块提供对齐指引和参考线，帮助医生进行关节置换手术中的对齐调整，使得手术过程中相当于有经验丰富的医生指导手术；
3、本发明术后检测数据与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，确定偏差，寻找偏差原因，提出改进和优化方案，并将方案存储在方案库模块内，使得本发明可在不断地手术后，积累和优化手术方案，最终使用的越多，手术的效果越好；
4、本发明在术前手术方案的制定，术中手术的操作指导，术后的检测和优化手术方案均可替代经验丰富的外科医生和手术团队，且还可不断的学习和迭代，节省了经验丰富的外科医生和手术团队的培养成本和培养时间。
附图说明
图1为本发明中一种关节置换手术辅助定位***的工作流程图；
图2为本发明中一种关节置换手术辅助定位***的第二检测单元和评估单元的结构框图；
图3为本发明中一种关节置换手术辅助定位方法的流程图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明提供一种关节置换手术辅助定位***，包括：第一检测单元、监测单元、处理单元、执行单元和术后检测单元；
第一检测单元用于获取患者数据，监测单元用于获取手术工具数据，处理单元用于处理数据，并输出手术策略，执行单元用于执行处理单元输出的手术策略，术后检测单元用于检测术后患者关节稳定性，并将测试数据输出给处理单元，用于辅助处理单元输出手术策略；其中，
处理单元包括三维模型模块、可视化展示模块、策略模块、仿真计算模块、方案库模块、第二检测单元、评估单元和阈值模块；
三维模型模块依据患者数据和手术工具数据建立三维模型，形成实时图像数据并向可视化模块输出，可视化展示模块用于展示实时图像数据，策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据制定手术方案，并将方案向仿真计算模块输出，仿真计算模块依据策略模块输出的方案经过仿真计算后，再与方案库模块内的方案进行匹配，最终输出最佳方案，第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案。
第一检测单元包括患者解剖结构检测模块、患者关节运动范围检测模块和患者解剖参考点检测模块，患者解剖结构检测模块用于获取患者解剖结构数据，患者关节运动范围检测模块用于获取患者关节运动范围数据，患者解剖参考点检测模块用于获取患者解剖参考点数据；
所述患者数据包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据。
监测单元包括手术工具位置监测模块和手术工具方向监测模块，手术工具位置监测模块用于获取手术工具位置数据，手术工具方向监测模块用于获取手术工具方向数据；
手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据。
进一步的，第二检测模块包括韧带状态检测模块、关节间隙和对齐检测模块以及关节滑移和旋转检测模块；韧带状态检测模块用于获取韧带状态数据集，关节间隙和对齐检测模块用于获取关节第一状态系数Jcad，关节滑移和旋转检测模块用于获取关节第二状态系数Jsrd；韧带状态检测模块包括韧带完整性检测模块、韧带张力值检测模块和韧带应变值检测模块，韧带完整性检测模块用于获取韧带完整度Lid，韧带张力值检测模块用于获取韧带张力值Ltd，韧带应变值检测模块用于获取韧带应力值Lsd；韧带状态数据集包括韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd；
关节间隙和对齐检测模块包括关节间隙检测模块和关节对齐度检测模块，关节间隙检测模块用于获取关节间隙比，关节间隙比依据检测的关节状态系数与最佳关节间隙比对得出，关节对齐度检测模块用于获取关节对齐度，关节第一状态系数Jcad依据关节间隙比与关节对齐度以1比1的比例综合所得；
关节滑移和旋转检测模块包括关节滑移度检测模块和关节旋转度检测模块，关节滑移度检测模块用于获取关节滑移度，关节旋转度检测模块用于获取关节旋转度，关节第二状态系数Jsrd依据关节滑移度与关节旋转度以1比1的比例综合所得。
评估单元包括韧带状态评估模块、关节间隙和对齐评估模块以及关节滑移和旋转评估模块；
韧带评估模块依据韧带状态数据集获取韧带状态评估值Ev1，关节间隙和对齐评估模块依据关节第一状态系数Jcad获取关节间隙和对齐评估值Ev2，关节滑移和旋转评估模块依据关节第二状态系数Jsrd获取关节滑移和旋转评估值Ev3；
关节稳定度Ev依据韧带状态评估值Ev1、关节间隙和对齐评估值Ev2以及关节滑移和旋转评估值Ev3，将各评估值相关联，关联方式如下：
；
其中，权重意义为：θ为韧带状态评估值权重，，μ为关节间隙和对齐评估值权重，/>，/>为关节滑移和旋转评估值权重，/>，D为常数修正系数。
韧带状态评估值Ev1依据韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd，进行无量纲化处理，将各数据相关联，关联公式如下所示：
；
其中，权重意义为：α为韧带完整性权重，，β为韧带张力值权重，，/>为韧带应变值权重，/>，C为常数修正系数；
关节间隙和对齐评估值Ev2依据关节第一状态系数Jcad与比例因子Q1相乘所得，其中，；
关节滑移和旋转评估值Ev3依据关节第二状态系数Jsrd与比例因子Q2相乘所得，其中，。
进一步的，阈值模块预设有第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值，所述关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对产生两种对比结果，当关节稳定度Ev大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于稳定状态，当关节稳定度Ev小于第一阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态，当关节稳定度Ev大于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态；
当关节稳定度Ev处于稳定状态时，则最佳方案可行；当关节稳定度Ev处于异常状态时，则最佳方案不可行。
进一步的，术后检测单元包括关节稳定性测试模块和动态运动分析模块；
关节稳定性测试模块用于获取关节稳定性测试数据，动态运动分析模块用于获取动态运动分析数据；
关节稳定性测试数据和动态运动分析数据可与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，寻找偏差，用于优化方案，并将优化后的方案存储在方案库模块中。
请参阅图1至图3，本发明还提供一种关节置换手术辅助定位方法，包括以下步骤：
获取患者数据，包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据；将传感器附加到手术工具及患者身体上，用于获取手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据；结合采集到的数据，形成实时三维模型和图像，产生实时图像数据并可视化展示；
规划手术路径和手术目标，包括如下步骤：
策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据规划手术路径和手术目标，制定出手术方案，并对手术方案进行仿真分析，与预先配置的方案库内的现有的方案进行匹配，最终输出最佳方案；对最佳方案进行仿真分析，从仿真分析结果中输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行。
如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略并输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案；将重新制定的方案再经过逐步进行验证后，直至制定出可行的最佳方案；
将可行的最佳方案将方案数据整合，通过可视化展示提供对齐指引和参考线；
进行术后检测，包括关节稳定性测试和动态运动分析，具体包括以下步骤：
获取关节稳定性测试数据和动态运动分析数据，综合关节稳定性测试数据和动态运动分析数据，与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，确定偏差并寻找偏差原因，对手术执行方案进行修正。
其中，制定出手术方案，并将方案向仿真计算模块输出，规划手术路径和手术目标依据以下原则：
1、确定正确的关节位置和方向，这包括确定关节置换的准确位置、大小和方向，以恢复关节的正常生物力学功能；
2、考虑患者的解剖特征，每个患者的解剖特征都可能有所不同，因此手术需要根据患者的个体差异进行调整，这可能包括考虑患者的骨质状况、骨刺或骨缺损的存在以及关节的解剖结构；
3、保留健康组织，手术目标之一是最大限度地保留健康的骨骼和软组织结构，优秀的手术路径可以帮助医生避免无谓的组织切割和损伤，以最小化手术创伤和术后恢复时间；
4、平衡关节稳定性，关节的稳定性对于手术成功和患者的功能恢复至关重要；
本发明利用第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案，而重新制定的方案还可再次验证，直至制定出可行的最佳方案，这就相当于经验丰富的专家多次论证方案，使得每次手术的方案制定环节快速有效；
可行的最佳方案将方案数据整合，通过可视化展示模块提供对齐指引和参考线，帮助医生进行关节置换手术中的对齐调整，使得手术过程中相当于有经验丰富的医生指导手术；
将术后检测数据与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，确定偏差及寻找偏差原因，提出改进和优化方案，并将方案存储在方案库模块内，使得本发明可在不断的手术后，积累和优化手术方案，最终使用的越多，手术的效果越好。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种关节置换手术辅助定位***，其特征在于：包括第一检测单元、监测单元、处理单元、执行单元和术后检测单元；
第一检测单元用于获取患者数据，监测单元用于获取手术工具数据，处理单元用于处理数据，并输出手术策略，执行单元用于执行处理单元输出的手术策略，术后检测单元用于检测术后患者关节稳定性，并将测试数据输出给处理单元，用于辅助处理单元输出手术策略；
处理单元包括三维模型模块、可视化展示模块、策略模块、仿真计算模块、方案库模块、第二检测单元、评估单元和阈值模块；其中，
三维模型模块依据患者数据和手术工具数据建立三维模型，形成实时图像数据并向可视化模块输出，可视化展示模块用于展示实时图像数据，策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据制定手术方案，并将方案向仿真计算模块输出，仿真计算模块依据策略模块输出的方案经过仿真计算后，再与方案库模块内的方案进行匹配，最终输出最佳方案；
第二检测单元依据最佳方案进行模拟检测，评估单元依据第二检测单元检测数据输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行，如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略向执行单元输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案；
第二检测模块包括韧带状态检测模块、关节间隙和对齐检测模块以及关节滑移和旋转检测模块；韧带状态检测模块用于获取韧带状态数据集，关节间隙和对齐检测模块用于获取关节第一状态系数Jcad，关节滑移和旋转检测模块用于获取关节第二状态系数Jsrd；
韧带状态检测模块包括韧带完整性检测模块、韧带张力值检测模块和韧带应变值检测模块，韧带完整性检测模块用于获取韧带完整度Lid，韧带张力值检测模块用于获取韧带张力值Ltd，韧带应变值检测模块用于获取韧带应力值Lsd；
韧带状态数据集包括韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd；关节间隙和对齐检测模块包括关节间隙检测模块和关节对齐度检测模块，关节间隙检测模块用于获取关节间隙比，关节间隙比依据检测值与最佳关节间隙比对得出；关节对齐度检测模块用于获取关节对齐度，关节第一状态系数Jcad依据关节间隙比与关节对齐度在无量纲后，以1比1的平均所得；
关节滑移和旋转检测模块包括关节滑移度检测模块和关节旋转度检测模块，关节滑移度检测模块用于获取关节滑移度，关节旋转度检测模块用于获取关节旋转度，关节第二状态系数Jsrd依据关节滑移度与关节旋转度以1比1的比例平均所得；评估单元包括韧带状态评估模块、关节间隙和对齐评估模块以及关节滑移和旋转评估模块；
韧带评估模块依据韧带状态数据集获取韧带状态评估值Ev1，关节间隙和对齐评估模块依据关节第一状态系数Jcad获取关节间隙和对齐评估值Ev2，关节滑移和旋转评估模块依据关节第二状态系数Jsrd获取关节滑移和旋转评估值Ev3；关节稳定度Ev依据韧带状态评估值Ev1、关节间隙和对齐评估值Ev2以及关节滑移和旋转评估值Ev3，将各评估值相关联，关联方式如下：
；
其中，权重意义为：为韧带状态评估值权重，/>，/>为关节间隙和对齐评估值权重，/>，/>为关节滑移和旋转评估值权重，/>，D为常数修正系数；
韧带状态评估值Ev1依据韧带完整度Lid、韧带张力值Ltd和韧带应力值Lsd，进行无量纲化处理，将各数据相关联，关联公式如下所示：
；
其中，权重意义为：为韧带完整性权重，/>，/>为韧带张力值权重，，/>为韧带应变值权重，/>，C为常数修正系数；
关节间隙和对齐评估值Ev2依据关节第一状态系数Jcad与比例因子Q1相乘所得，其中，；关节滑移和旋转评估值Ev3依据关节第二状态系数Jsrd与比例因子Q2相乘所得，其中，/>。
2.根据权利要求1所述一种关节置换手术辅助定位***，其特征在于：第一检测单元包括患者解剖结构检测模块、患者关节运动范围检测模块和患者解剖参考点检测模块，患者解剖结构检测模块用于获取患者解剖结构数据，患者关节运动范围检测模块用于获取患者关节运动范围数据，患者解剖参考点检测模块用于获取患者解剖参考点数据；所述患者数据包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据。
3.根据权利要求1所述一种关节置换手术辅助定位***，其特征在于：监测单元包括手术工具位置监测模块和手术工具方向监测模块，手术工具位置监测模块用于获取手术工具位置数据，手术工具方向监测模块用于获取手术工具方向数据；手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据。
4.根据权利要求3所述一种关节置换手术辅助定位***，其特征在于：阈值模块预设有第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值，所述关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对产生两种对比结果，当关节稳定度Ev大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于稳定状态，当关节稳定度Ev小于第一阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态，当关节稳定度Ev大于第二阈值时，策略模块判断关节稳定度Ev处于异常状态；当关节稳定度Ev处于稳定状态时，则最佳方案可行；当关节稳定度Ev处于异常状态时，则最佳方案不可行。
5.根据权利要求4所述一种关节置换手术辅助定位***，其特征在于：术后检测单元包括关节稳定性测试模块和动态运动分析模块；关节稳定性测试模块用于获取关节稳定性测试数据，动态运动分析模块用于获取动态运动分析数据。
6.一种关节置换手术辅助定位方法，应用权利要求1-5中任意一项权利要求所述***，其特征在于：包括以下步骤：
获取患者数据，包括患者解剖结构数据、患者关节运动范围数据和患者解剖参考点数据；将传感器附加到手术工具及患者身体上，用于获取手术工具数据包括手术工具位置数据和手术工具方向数据；
结合采集到的数据，形成实时三维模型和图像，产生实时图像数据并并可视化展示；
规划手术路径和手术目标，包括如下步骤：
策略模块依据患者数据、手术工具数据和实时图像数据规划手术路径和手术目标，制定出手术方案，并对手术方案进行仿真分析，
与预先配置的方案库内的现有的方案进行匹配，最终输出最佳方案；
对最佳方案进行仿真分析，从仿真分析结果中输出关节稳定度Ev，阈值模块预设有阈值，策略模块依据关节稳定度Ev与阈值模块预设阈值比对结果判断最佳方案是否可行。
7.根据权利要求6所述一种关节置换手术辅助定位方法，其特征在于：
如最佳方案可行则将最佳方案制定成手术策略并输出，如最佳方案不可行，则重新制定方案；将重新制定的方案再经过步进行验证后，直至制定出可行的最佳方案；将可行的最佳方案将方案数据整合，通过可视化展示提供对齐指引和参考线；
进行术后检测，包括关节稳定性测试和动态运动分析，具体包括以下步骤：获取关节稳定性测试数据和动态运动分析数据，综合关节稳定性测试数据和动态运动分析数据，与手术执行方案的关节稳定度Ev相比对，确定偏差并寻找偏差原因，对手术执行方案进行修正。
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