骨折或断骨定位系统及其定位方法与流程

本发明涉及针对骨折或断骨技术领域，尤其是涉及一种骨折或断骨定位系统及其定位方法。

背景技术

骨折或断骨是指骨结构的连续性完全或部分断裂。多见于儿童及老年人，中青年人也时有发生。病人常为—个部位骨折，少数为多发性骨折。经及时恰当处理，多数病人能恢复原来的功能，少数病人可遗留有不同程度的后遗症。骨科学又称矫形外科学，对桡斜型、尺斜型分别将腕关节置于轻度掌屈尺偏位、轻度掌屈桡偏位，前臂中立位长臂石膏管形固定包括拇指近节，六周后改为短臂骨科骨折定位装置固定四到六周时间。另外对于超过十六周时间尚未治疗或保守治疗无效患者要进行手术治疗。

但是不管什么样的方式对骨折或骨断进行治疗，经常都需要医疗工作人员要能够知道骨折或断骨部分的所处位置和具体形状，而骨折或断骨部分是被皮肤包裹住的，用目视的方法无法定位出骨折或断骨部位的具体形状。

若引入ct技术，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的x线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的骨折或骨断部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，但是ct设备不方便携带，无法达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种骨折或断骨定位系统及其定位方法，在非开创手术中，通过定位设备，实现了灵活定位出骨折或断骨部分的具体形状的功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种骨折或断骨定位系统，包括:

图像采集设备，用于采集定位设备的图像；

处理装置，用于把定位设备的图像转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；

显示装置，用于把反映骨折或断骨部位的形状的图像进行显示；

定位设备，用于对骨折或断骨部位的位置进行定位；

图像采集设备和显示装置均与处理装置连接。

通过采用上述技术方案，图像采集设备，用于采集定位设备的图像；处理装置，用于把定位设备的图像转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；显示装置，用于把反映骨折或断骨部位的形状的图像进行显示；定位设备，用于对骨折或断骨部位的位置进行定位。

本发明进一步设置为：所述头戴显示器把图像采集设备、显示装置与处理装置集成在一起，头戴显示器用于采集定位设备的图像并转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像来进行显示。

通过采用上述技术方案，利用集成化的头戴显示器采集定位设备的图像并转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像来进行显示。

本发明进一步设置为：所述处理装置还与通信模块、内存和存储器连接，存储器中包括图像采集模块、图像处理模块和显示模块，所述通信模块与上位机通信连接。

通过采用上述技术方案，上位机能通过通信模块把ct机或者mr仪扫描得到的骨折或断骨的部位的图像传送到处理装置中，并存储在存储器中以供图像处理。

本发明进一步设置为：所述定位设备设置在骨折或断骨的人的人体上的，所述定位设备上带有定位标记点，该定位标记点能够被图像采集设备所采集。

通过采用上述技术方案，定位标记点能够被图像采集设备所采集，这样就能作为坐标配准的基准点。

本发明进一步设置为：

所述定位设备还包括用于固定定位标记点的定位支架；

所述定位标记点可以是定位球或黑白相间的方格或其他辅助光学定位的标记。

通过采用上述技术方案，通过各种定位标记点能够进行坐标定位，以此来定位定位标记点的坐标。

本发明进一步设置为：所述图像采集模块用于启动所述图像采集设备来采集定位设备的图像。

通过采用上述技术方案，根据定位设备的图像来与ct机或mr仪预先对骨折或断骨部位扫描而成的图像进行比对处理转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像，进一步就能显示出来让使用者直观的看到定位出骨折或断骨部分的具体形状的图像。

本发明进一步设置为：所述图像处理模块用于对采集来的定位设备的图像进行处理，最后转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；

具体图像处理的过程包括：

图像处理模块把每个定位支架上的定位标记点的坐标与输入到上位机的图像的坐标进行配准，以此获得从输入到上位机中的图像的坐标系变换到采集到的定位设备的图像的坐标系，这样就把输入到上位机中的图像的坐标转换到采集到的定位设备的图像的坐标系中，以此得到新坐标系下的图像，并对该图像进行渲染后形成反映骨折或断骨部位的形状的图像。

通过采用上述技术方案，操纵转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；这样再送到显示屏中进行显示得到骨折或断骨部分的具体形状的图像，达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

本发明进一步设置为：所述显示模块用于把转化后的反映骨折或断骨部位的形状的图像显示在显示装置上。

通过采用上述技术方案，把转化后的反映骨折或断骨部位的形状的图像显示在显示装置上；由此就让使用者直观的看到定位出骨折或断骨部位的具体形状的图像。

本发明进一步设置为：渲染后用来显示的图像中的断骨位置与实际的断骨位置一致，每一个定位支架上设置有三个以上的定位球，每一个定位支架都固定设置在与其对应的那个骨段上。

通过采用上述技术方案，经由每一个定位支架上设置有三个以上的定位球，每一个定位支架都固定设置在与其对应的那个骨段上。这样就能把定位设备与骨折或断骨而成的骨段一一对应起来，让使用者更为精准的定位。

本发明进一步设置为：所述骨折或断骨定位系统的定位方法，步骤如下：

步骤1:首先，对骨折或断骨的部位上安装定位支架；

步骤2:用ct机或mr仪对骨折或断骨的部位进行扫描得到骨折或断骨的部位的图像；

步骤3：把扫描得到的骨折或断骨的部位的图像输入到上位机中，输入到上位机中的图像也可以是经过渲染扫描得到的骨折或断骨的部位的图像而得到的渲染图像，然后上位机把输入到上位机中的图像传递到处理装置中，处理装置就把该输入到上位机中的图像存储到存储器中；

步骤4：处理装置运行存储器中的图像采集模块启动图像采集设备来采集定位设备的图像；

步骤5：图像采集设备采集到定位设备的图像后，就发送到处理装置中，然后运行存储器中的图像处理模块来进行图像处理，具体图像处理的过程包括：

图像处理模块把每个定位支架上的定位标记点的坐标与输入到上位机的图像的坐标进行配准，以此获得从输入到上位机中的图像的坐标系变换到采集到的定位设备的图像的坐标系，这样就把输入到上位机中的图像的坐标转换到采集到的定位设备的图像的坐标系中，以此得到新坐标系下的图像，并对该图像进行渲染后形成反映骨折或断骨部位的形状的图像；

步骤6：运行显示模块来把反映骨折或断骨部位的形状的图像送到显示装置中显示。

通过采用上述技术方案，把图像处理模块把每个定位支架上的定位标记点的坐标与输入到上位机的图像的坐标进行配准，以此获得从输入到上位机中的图像的坐标系变换到采集到的定位设备的图像的坐标系，这样就把输入到上位机中的图像的坐标转换到采集到的定位设备的图像的坐标系中，以此得到新坐标系下的图像，并对该图像进行渲染后形成反映骨折或断骨部位的形状的图像。这样就能达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

图像采集设备采集定位设备的图像并转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像来进行显示，这样使用者就能把从显示装置上来直观的看到定位出骨折或断骨部分的具体形状的图像。达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

附图说明

图1是本发明的骨折或断骨定位系统的一种实施例中的头戴显示器的结构示意图。

图2是本发明的一种实施例中包含定位支架和定位球的定位设备的结构示意图。

附图标记：1、头戴显示器；2、定位支架；3、定位球。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-图2所示,骨折或断骨定位系统，包括:图像采集设备，图像采集设备用于采集定位设备的图像；图像采集设备包括摄像头或者激光扫描装置。处理装置，用于把定位设备的图像转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；处理装置包括处理器、控制器、plc、单片机、dsp芯片或者fpga芯片；显示装置，用于把反映骨折或断骨部位的形状的图像进行显示；显示装置包括液晶屏、显示屏或者显示器；定位设备，用于对骨折或断骨部位的位置进行定位；图像采集设备和显示装置均与处理装置连接。

图像采集设备、显示装置与处理装置可以集成在一起，就如头戴显示器1就能把图像采集设备、显示装置与处理装置集成在一起，头戴显示器1用于采集定位设备的图像并转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像来进行显示。头戴显示器1包括壳体，壳体内置有显示屏，在壳体戴在头上时，显示屏位于使用者的眼睛前方，壳体的前面板上固设有摄像头，摄像头与显示器连接到处理器上。

处理器还与无线通信模块、内存和flash存储器连接，无线通信模块、处理器、内存和flash存储器设置在壳体顶部，flash存储器中包括图像采集模块、图像处理模块和显示模块。

所述定位设备设置在骨折或断骨的人的人体上的，定位设备上带有定位标记点，该定位标记点能够被图像采集设备所采集。

所述定位设备还包括用于固定定位标记点的定位支架2；

所述定位标记点可以是定位球3或黑白相间的方格或其他辅助光学定位的标记。

在本实施方式中，优选的，定位支架2采用刚性支架，定位标记点采用定位球，定位球3固定在定位支架2上，定位球3的底部就处在球弧槽中，定位球的排布不对称、不共线和不共面，从而实现定位球位置的唯一性，以此区分达到定位出骨折或断骨部位的具体形状的图像的目的。

渲染后用来显示的图像中的断骨位置与实际的断骨位置一致，每一个定位支架2上设置有三个以上的定位球，每一个定位支架都固定设置在与其对应的那个骨段上。这样就能把定位设备与骨折或断骨而成的骨段一一对应起来。

无线通信模块与上位机通信连接，上位机能够为pc机、智能手机、笔记本电脑或者pda，上位机能通过无线通信模块把ct机或者mr仪扫描得到的骨折或断骨的部位的图像传送到处理装置中，并存储在flash存储器中以供图像处理。

上位机能通过无线通信模块把ct机或mr仪扫描得到的骨折或断骨的部位的图像传送到处理器中，并存储在flash存储器中以供图像处理。

图像采集模块用于启动图像采集设备来采集定位设备的图像，这样就能根据定位设备的图像来与ct机或mr仪预先对骨折或断骨部位扫描而成的图像进行比对处理转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像。

图像处理模块用于对采集来的定位设备的图像进行处理，最后转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；这样再送到显示屏中进行显示得到骨折或断骨部分的具体形状的图像；

图像处理模块把每个定位支架上的定位标记点的坐标与输入到上位机的图像的坐标进行配准，以此获得从输入到上位机中的图像的坐标系变换到采集到的定位设备的图像的坐标系，这样就把输入到上位机中的图像的坐标转换到采集到的定位设备的图像的坐标系中，以此得到新坐标系下的图像，并对该图像进行渲染后形成反映骨折或断骨部位的形状的图像。

操纵转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像；这样再送到显示屏中进行显示得到骨折或断骨部分的具体形状的图像，达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

显示模块用于把转化后的反映骨折或断骨部位的形状的图像显示在显示屏上；由此就让使用者直观的看到定位出骨折或断骨部分的具体形状的图像。

骨折或断骨定位系统的定位方法，步骤如下：

步骤1:首先，对骨折或断骨的部位上安装定位支架；

步骤2:用ct机或mr仪对骨折或断骨的部位进行扫描得到骨折或断骨的部位的图像；

步骤3：把扫描得到的骨折或断骨的部位的图像输入到上位机中，输入到上位机中的图像也可以是经过渲染扫描得到的骨折或断骨的部位的图像而得到的渲染图像，另外所述输入到上位机中的图像中的每段骨折或断骨的骨段上设置有标识点，这个标识点与该骨段对应的定位设备上的定位标记点之间具有相对固定的位置关系，然后上位机把输入到上位机中的图像传递到处理装置中，处理装置就把该输入到上位机中的图像存储到flash存储器中；

步骤4：处理装置运行flash存储器中的图像采集模块启动图像采集设备来采集定位设备的图像，这样就能根据定位设备的图像来进行坐标转化，以此来达到坐标配准而最终形成反映骨折或断骨部位的形状的图像；

步骤5：图像采集设备采集到定位设备的图像后，就发送到处理装置中，然后运行flash存储器中的图像处理模块来进行图像处理，具体图像处理的过程包括：

图像处理模块把每个定位支架上的定位标记点的坐标与输入到上位机的图像的坐标进行配准，以此获得从输入到上位机中的图像的坐标系变换到采集到的定位设备的图像的坐标系，这样就把输入到上位机中的图像的坐标转换到采集到的定位设备的图像的坐标系中，以此得到新坐标系下的图像，并对该图像进行渲染后形成反映骨折或断骨部位的形状的图像；

步骤6：运行显示模块来把反映骨折或断骨部位的形状的图像送到显示装置中显示。这样就能达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

通过采用上述技术方案，图像采集设备采集定位设备的图像并转化成反映骨折或断骨部位的形状的图像来进行显示，这样使用者就能把从显示装置上来直观的看到定位出骨折或断骨部分的具体形状的图像。达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。这样就能达到灵活应用定位出骨折或断骨部位的具体形状的性能。

为了保证信息安全性，就需要上位机将输入到该上位机中的图像传递到服务器进行备份，上位机将输入到上位机中的图像发送给服务器的方式是上位机将每个输入到上位机中的图像独立地封装成一个信息报文，接着把该信息报文发送给服务器，而信息报文发送给服务器是要确保快速高效和正确无误，一般信息报文发送给服务器确保正确无误的模式是若有信息报文遗失就再次发送；然而，运用若有信息报文遗失就再次发送的模式一个在信息链路上出现不长的时段的偶发性的信息报文遗失与阻塞之际，不能很快的转变信息报文传递的信息链路，这样无法更好的确保信息报文传递的快速高效和正确无误。

上位机将输入到上位机中的图像发送给服务器进行存储；

上位机将输入到上位机中的图像发送给服务器的方式是上位机将每个输入到上位机中的图像独立地封装成一个信息报文，接着把该信息报文发送给服务器；

把该信息报文发送给服务器的方式包括：

s1：上位机朝服务器传递信息报文；

s2：如果在设定时长里没获得服务器对信息报文的响应消息，在信息报文里增设传递引导记号，传递引导记号用来表明信息报文的传递模式；

这里，设定时长能够凭借上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的容忍阈值来定；容忍阈值为上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长加上5秒后所能到达的时刻。设定时长的最终时刻是低于该时刻；

就像，设定容忍阈值为上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长加上5秒后所能到达的时刻是k，而上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的最终时刻是l，这里k大于l，那么在等待响应消息的时刻大于l之际，就对信息报文执行再次传递，这样再次传递的时长要限制于0和k减去l所得的值之间，来确保再次传递后，服务器得到的信息报文依然是快速高效的。

s3：凭借传递引导记号，对信息报文执行再次传递。

凭借一种激活上位机的模式执行信息报文再次传递，如果上位机在设定时长里没获得服务器对信息报文的响应消息，经由在朝服务器传递的信息报文里增设用来表明信息报文的传递模式的传递引导记号，对信息报文执行再次传递。这样，在一个信息链路上出现不长的时段的偶发性的信息报文遗失与阻塞之际之际，能后经由传递引导记号迅速转变信息报文传递的信息链路，以此可以足够确保报文传递的快速高效和正确无误。

传递引导记号能够是再次传递记号或者传递了多少次的数量标志。

传递引导记号能够是再次传递记号，s3里凭借传递引导记号，对信息报文执行再次传递能包括：

凭借再次传递记号，再选取一个信息链路或者在若干个信息链路上再次传递信息报文。

倘若为首次在设定时长里没得到服务器对信息报文的响应消息，能在其他信息链路里选取一个信息链路再次传递信息报文；倘若在其他信息链路里选取的一个信息链路上再次传递信息报文之后，在设定时长里依然没得到服务器对信息报文的响应消息，那么以后能够在若干信息链路上再次传递信息报文；以后在若干个信息链路上再次传递信息报文之际能够并发的在若干信息链路上再次传递信息报文，亦能够按逐一在若干个信息链路上再次传递信息报文。

传递引导记号能够是传递了多少次的数量标志，s3里凭借传递引导记号，对信息报文进行再次传递能包括：

凭借传递了多少次的数量标志中的传递了多少次的数量，对信息报文执行对再次传递。

凭借传递了多少次的数量标志里的多少次的数量，对信息报文执行对应的再次传递能够包括：

如果传递了多少次的数量是一，把信息报文以前传递的信息链路再次传递；

如果传递了多少次的数量小于三而大于一，再选一个信息链路或者在若干个信息链路上再次传递信息报文；

如果传递了多少次的数量是大于等于三，在若干个信息链路上再次传递信息报文。

还能够运用另外的模式来凭借传递了多少次的数量标志里的多少次的数量，对信息报文执行再次传递；

凭借传递了多少次的数量标志里的多少次的数量，对信息报文执行再次传递还能够包括：

如果传递了多少次的数量是一，再选一个信息链路再次传递信息报文；

如果传递了多少次的数量是大于一，在若干个信息链路上再次传递信息报文。

信息报文传输的方法还能包括：

凭借上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的容忍阈值，确定该不该对信息报文执行再次传递：

如果再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻低于最长时长的容忍阈值，就在信息报文里增设传递引导记号；

凭借最长时长的容忍阈值，选取相应的能够再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻低于最长时长的容忍阈值的信息链路实行再次传递；

如果再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻不低于最长时长的容忍阈值，就不再执行信息报文再次传递的任务。

把信息报文发送给服务器的上位机的结构划成三级：封装级、传递级与链路级，这里，

封装级：将每个输入到上位机中的图像独立地封装成一个信息报文；

传递级：服务器对经上位机得到的信息报文执行认定，即朝上位机传递响应消息；上位机对传递的信息报文执行用序列号标记的方式来执行排序，且在传递之际就启动计时，也在需要再次传递时对信息报文执行再次传递；

链路级：选取一个或者若干个信息链路把传递级送达的信息报文朝服务器传递。

在信息报文传递期间，就像，如果上位机首次经由一个信息链路朝服务器传递信息报文，首次在设定时长里没得到服务器对信息报文的响应消息，那么上位机的传递级在信息报文里增设用来表明信息报文的传递模式的传递引导记号，还传递到链路级；链路级在得到传递引导记号后，能够凭借传递引导记号，对信息报文执行再次传递。

亦能够把封装级与传递级集成在一起，仅仅确保链路级能得到信息报文是不是需要再次传递的信息报文。

这里，设定容忍阈值为上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长加上5秒后所能到达的时刻是k，而上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的最终时刻是l，这里k大于l，那么在等待响应消息的时刻大于l之际，就对信息报文执行再次传递，这样再次传递的时长要限制于0和k减去l所得的值之间，来确保再次传递后，服务器得到的信息报文依然是快速高效的。

这样能得到，在一个信息链路上出现不长的时段的偶发性的信息报文遗失与阻塞之际，信息报文传递的快速高效和正确无误的性能。

并发的，和单纯经由一个与结合若干个信息链路来传递信息报文来改善传递的正确无误的性能比较，上位机在利用信息链路的效率方面很不小的好处。

还有就是，与在封装成一个信息报文之际经由上位机与服务器间传递测试信息链路的测试消息的方式对比，这样的方式下上位机带有更佳的适应性(无须在上位机与服务器间用测试消息测试)。

上位机将输入到上位机中的图像发送给服务器的方式是上位机将每个输入到上位机中的图像独立地封装成一个信息报文，接着把该信息报文发送给服务器；

上位机包括传递程序与操控程序；

这里：

传递程序，用来朝服务器传递信息报文；

操控程序，用来如果传递程序在设定时长里没获得服务器对信息报文的响应消息，在信息报文里增设传递引导记号，传递引导记号用来表明信息报文的传递模式；

传递程序，也用来凭借操控程序增设的传递引导记号，对信息报文执行再次传递。

这里，设定时长能够凭借上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的容忍阈值来定。容忍阈值为上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长加上5秒后所能到达的时刻。设定时长的最终时刻是低于该时刻。

操控程序能够用来：

凭借上位机朝服务器首次传递信息报文开始直到上位机得到服务器朝上位机传递得到该信息报文的响应消息为止的最长时长的容忍阈值，确定该不该对信息报文执行再次传递：

如果再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻低于最长时长的容忍阈值，就在信息报文里增设传递引导记号；

凭借最长时长的容忍阈值，选取相应的能够再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻低于最长时长的容忍阈值的信息链路实行再次传递；

如果再次传递信息报文到服务器的事先估计所需的时长的最终时刻不低于最长时长的容忍阈值，就不再执行信息报文再次传递的任务。

上位机，凭借一种激活上位机的模式执行信息报文再次传递，如果传递程序在设定时长里没获得服务器对信息报文的响应消息，经由在朝服务器传递的信息报文里增设用来表明信息报文的传递模式的传递引导记号，对信息报文执行再次传递。这样，在一个信息链路上出现不长的时段的偶发性的信息报文遗失与阻塞之际之际，能后经由传递引导记号迅速转变信息报文传递的信息链路，以此可以足够确保报文传递的快速高效和正确无误。

传递引导记号是再次传递记号，传递程序能用来：

凭借再次传递记号，再选取一个信息链路或者在若干个信息链路上再次传递信息报文。

传递引导记号是传递了多少次的数量标志，传递程序能用来：

凭借传递了多少次的数量标志中的传递了多少次的数量，对信息报文执行对再次传递。

传递程序能用来：

如果传递了多少次的数量是一，把信息报文以前传递的信息链路再次传递；

如果传递了多少次的数量小于三而大于一，再选一个信息链路或者在若干个信息链路上再次传递信息报文；

如果传递了多少次的数量是大于等于三，在若干个信息链路上再次传递信息报文。

这样能得到，在一个信息链路上出现不长的时段的偶发性的信息报文遗失与阻塞之际，信息报文传递的快速高效和正确无误的性能。

并发的，和单纯经由一个与结合若干个信息链路来传递信息报文来改善传递的正确无误的性能比较，上位机在利用信息链路的效率方面很不小的好处。

还有就是，与在封装成一个信息报文之际经由上位机与服务器间传递测试信息链路的测试消息的方式对比，这样的方式下上位机带有更佳的适应性(无须在上位机与服务器间用测试消息测试)。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。