本发明涉及截骨定位，尤其涉及一种用于膝关节单髁置换的胫骨截骨定位系统及方法。
背景技术：
1、膝关节单髁置换术(unicondylar knee arthroplasty,uka)是指对膝关节进行单间室表面置换，主要用于治疗单一间室的骨关节炎或骨坏死。与全膝关节置换术相比，uka能最大限度保留膝关节的正常运动形态，手术时间短、创伤小、失血量少、术后住院及康复时间短、恢复快、术后膝关节活动度更大，从而得到广泛推广。
2、膝关节单髁置换之前需要对手术对象进行截骨，在进行截骨手术时先定位截骨平面，并沿截骨平面向骨骼中打入两根克氏针，用摆锯沿着两根克氏针标记的截骨平面进行截骨。
3、现有技术中，在进行截骨手术的过程中，医生需要手动定位截骨平面并进行截骨，此方法基于医生自身的经验，定位的截骨平面准确度较低，从而会影响截骨手术的效果，另外打入克氏针的打入角度、打入深度都对医生的经验要求较高，克氏针打入后需要透视，一旦发生偏斜还需要纠正，可能会造成对患者的二次伤害，且降低手术效率。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于膝关节单髁置换的胫骨截骨定位系统，包括：
2、术前规划模块，用于根据扫描得到的患者的膝关节影像构建膝关节三维模型，并基于所述膝关节三维模型规划得到胫骨的纵切面和横切面之间的连接线的两个端点的端点坐标和位于两个所述端点之间的至少一个边缘点的边缘点坐标；
3、截骨定位装置，通过定位机械臂架设于所述患者的待截骨区域旁侧，包括设置于所述纵切面的切开面一侧的垂直光线发射器组和设置于所述横切面的切开面一侧的水平光线发射器组；
4、定位控制模块，分别连接所述术前规划模块和所述定位机械臂，用于在进行截骨前，控制所述定位机械臂带动所述截骨定位装置移动至目标位置；
5、所述目标位置下，所述垂直光线发射器组和所述水平光线发射器组发射的光线均经过两个所述端点坐标以及分别经过对应的所述边缘点坐标，以定位所述纵切面和所述横切面的截骨角度以及截骨深度。
6、优选的，所述术前规划模块包括：
7、三维重建单元，用于根据扫描得到的患者的所述膝关节影像构建得到所述膝关节三维模型，并将所述膝关节三维模型中的胫骨和股骨分开，以暴露膝关节的关节面；
8、假体放置单元，连接所述三维重建单元，用于供医护人员导入拟安放假体的假体三维模型，并调整所述假体三维模型于所述膝关节的胫骨平台上的放置位置，以得到所述假体三维模型的规划安装位置；
9、截骨面获取单元，连接所述假体放置单元，用于将所述规划安装位置下所述假体三维模型的平行于所述胫骨平台的下缘面作为所述横切面，以及将所述假体三维模型的内嵌于所述胫骨平台的内缘面作为所述纵切面；
10、位置获取单元，连接所述截骨面获取单元，用于获取所述横切面与所述纵切面之间的连接线的两个端点的所述端点坐标、位于两个所述端点之间且位于所述横切面的外缘的至少一个边缘点的所述边缘点坐标，以及位于两个所述端点之间且位于所述纵切面的外缘的一个边缘点的所述边缘点坐标。
11、优选的，所述患者的所述待截骨区域上方设置有x线机，所述定位机械臂的端部还安装有校准板；则所述定位控制模块包括：
12、拍摄控制单元，用于控制所述定位机械臂带动所述校准板分别移动至所述患者的膝关节上方和膝关节侧面，并控制所述x线机对应拍摄得到包含所述校准板和所述患者的膝关节的正位x射线图和侧位x射线图；
13、图像融合单元，连接所述拍摄控制单元，用于分别将所述正位x射线图与所述膝关节三维模型进行图像融合，以及将所述侧位x射线图与所述膝关节三维模型进行图像融合，以建立所述定位机械臂的坐标系与所述膝关节三维模型的坐标系之间的坐标转换关系；
14、移动控制单元，连接所述图像融合单元，用于在进行截骨前，根据所述坐标转换关系控制所述定位机械臂带动所述截骨定位装置移动至所述目标位置。
15、优选的，所述截骨定位装置包括：
16、竖向滑轨，所述竖向滑轨的一侧固定于所述定位机械臂上，所述竖向滑轨上还滑动连接有横向滑轨，所述横向滑轨与所述竖向滑轨垂直设置；
17、两个滑动机构，分别与所述竖向滑轨和所述横向滑轨滑动连接，所述垂直光线发射器组和所述水平光线发射组分别固定于对应的所述滑动机构上。
18、优选的，所述垂直光线发射器组和所述水平光线发射器组分别包含对应两个所述端点的端点光线发射器和对应各所述边缘点的边缘点光线发射器；则所述滑动机构包括：
19、支撑块，所述支撑块的两侧分别设有转动轴，所述转动轴的远离所述支撑块的一侧与对应的所述竖向滑轨或横向滑轨滑动连接；
20、v字形支撑架，固定于所述支撑块上，所述v字形支撑架的末端开口处分别固定有一个所述端点光线发射器，所述支撑块上固定有一个所述边缘点光线发射器。
21、优选的，所述滑动机构还包括限位板，设置于所述v字形支撑架的v字形区域并连接所述v字形支撑架，所述限位板沿两个所述v字形支撑架形成的平面方向开设有限位腔，以供截骨刀穿过进行截骨操作，并对截骨刀进行限位。
22、优选的，其中一个所述边缘点为两个所述端点之间的连接线的中点在对应的所述纵切面或所述横切面的外缘上的投影点；则所述移动控制单元包括：
23、第一控制子单元，用于根据所述边缘点坐标和两所述端点坐标之间的相对位置关系调整所述竖向滑轨上的所述支撑块与对应的所述v字形支撑架，以及所述横向滑轨上的所述支撑块与对应的所述v字形支撑架之间的角度；
24、第二控制子单元，用于在调整所述角度后，控制所述定位机械臂带动所述竖向滑轨移动，使得所述水平光线发射器组的所述边缘点光线发射器位于所述中点和所述横切面上的所述边缘点的连接延长线上，进而控制所述定位机械臂带动所述竖向滑轨沿所述连接延长线移动，直至达到所述目标位置；
25、第三控制子单元，用于在所述水平光线发射器组达到所述目标位置后，控制所述横向滑轨上的所述支撑块沿所述横向滑轨移动，使得所述垂直光线发射器组的所述边缘点光线发射器位于所述中点和所述纵切面上的所述边缘点的连接延长线上，进而控制所述横向滑轨沿所述竖向滑轨移动，直至达到所述目标位置。
26、优选的，所述移动控制单元还包括：
27、转换子单元，分别连接所述第二控制子单元和所述第三控制子单元，用于根据所述坐标转换关系将所述端点坐标和所述边缘点坐标分别转换为所述定位机械臂的坐标系下的端点转换坐标和边缘点转换坐标；
28、则第二控制子单元基于所述端点转换坐标和所述边缘点转换坐标控制所述水平光线发射器组移动至所述目标位置；
29、所述第三控制子单元基于所述端点转换坐标和所述边缘点转换坐标控制所述垂直光线发射器组移动至所述目标位置。
30、优选的，所述端点光线发射器为点激光发射器，所述边缘点光线发射器为线激光发射器。
31、本发明还提供一种用于膝关节单髁置换的胫骨截骨定位方法，应用于上述的胫骨截骨定位系统，所述胫骨截骨定位系统包括截骨定位装置，通过定位机械臂架设于所述患者的待截骨区域旁侧，包括设置于所述纵切面的切开面一侧的垂直光线发射器组和设置于所述横切面的切开面一侧的水平光线发射器组；则所述胫骨截骨定位方法包括：
32、步骤s1，所述胫骨截骨定位系统根据扫描得到的患者的膝关节影像构建膝关节三维模型，并基于所述膝关节三维模型规划得到胫骨的纵切面和横切面之间的连接线的两个端点的端点坐标和位于两个所述端点之间的至少一个边缘点的边缘点坐标；
33、步骤s2，所述胫骨截骨定位系统在进行截骨前，控制所述定位机械臂带动所述截骨定位装置移动至目标位置；
34、所述目标位置下，所述垂直光线发射器组和所述水平光线发射器组发射的光线均经过两个所述端点坐标以及分别经过对应的所述边缘点坐标，以定位所述纵切面和所述横切面的截骨角度以及截骨深度。
35、上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过截骨定位装置采用光线发射的方式自动定位截骨纵切面和横切面的截骨角度以及截骨深度，一方面无需医生进行手动定位，有效提升定位准确性的同时减少对医生经验的依赖性，另一方面无需打入克氏针进行定位，减少对患者的术中透视次数，也能够有效避免由于克氏针打入偏斜等原因进行纠正对患者造成二次伤害，进而有效提升手术效率。