本发明涉及一种脊柱手术设计与术后结果预测仪主机，它属于医学仪器领域。 由于先天及后天疾患等原因造成脊柱弯曲（包括前后凸、凹与侧弯）患者约占人口总数的3%左右，较明显的脊柱弯曲患者占人口总数的0.5%，我国就有数百万之众，轻者影响到身心健康和工作，重者则影响患者的正常生活，给患者本人及其家属带来很大困难和负担。国内外的治疗方法大都为矫形手术，而这种手术对同一患者只能施行一种手术方案，术后复康时间又需要数月之久，因此无法预知手术效果，也不能设计几种方案经验证以择其优，事后即使发现手术方案欠妥当，也已铸成大错无法弥补，给患者和术者均造成终生遗憾。究其上述问题，主要是由于人的个体差异很大，可以说找不到两个完全同样的（人的）脊柱;因此，对脊柱手术的设计就不能沿用机械或建筑设计的方式-可以用数学方程逼近其图形线或使用标准化模块组合等方法;只能根据每个患者各自不同的脊柱X光片（包括正位、侧位及特殊部位X光片）逐个进行设计，而X光片的图象识别技术难度大，受制的因素多，例如X光片上的不同角度等级是由于肌肉、血管等非骨组织造成的，还是由于骨质疏松造成的，或是由于X光片本身不均匀而形成的？甚至是由于爆光、冲洗等技术因素造成的？这些众多因素增大了手术方案设计的难度，而且很多因素与脊柱手术设计主题无关，或关系很少，而与手术设计直接有关的是脊柱图形，即脊柱轮廓线图。要得到准确的脊柱轮廓图，如采用手工描绘的方法很难保证足够的复现准确度，若采用光电管列陈方法，则该仪器造价高，且其原理是间断列陈，无法形成连续图形。
本发明的目地就是要提供一种与计算机配合使用的、结构简单、造价低廉、能显示并能绘制出连续脊柱图形的脊柱手术设计与术后结果预测仪主机。
本发明是这样实现的：它是由减影处理部分、描笔绘图部分和支架9组成的。减影处理部分是由光电传感头1、光学平板玻璃2、连动杆3、透镜组件4、光源5和可调配重6组成：光电传感头1为半球形触头，透明，球心有光敏电阻;光学平板玻璃2位于光电传感头1的下方，其上放置X光片;连动杆3带球形绞链，其上部连接光电传感头1，其下连接透镜组件4;光源5经壳体固联在透镜组件4的焦点;可调配重6安装在连动杆3下部末端。描笔绘图部分是由描笔7、绘图板8和可弯比例联杆10组成，可变比例联杆10一端与光电传感头1用球形铰链联接，另一端联接描笔7，描笔7悬在绘图板8上方。支架9为台式支架，其一侧呈三边框空心状，光学平板玻璃2安装其上，另一侧为平板台面，放置绘图板8。
减影处理部分对脊柱X光片进行减影处理，再通过描笔绘图部分工作，使具有不同灰度的脊柱图象变成为只留下外形轮廓线的脊柱图形，即把极为复杂的图象处理变成简易的图形，从而对脊柱手术设计与术后结果预测提供出准确依据。
本发明的优点：
1、本发明由于设置了减影处理结构，可进行减影处理工序，以轮廓图形为基准，从而消除了X光片图象分析在理论与实践上的困扰。
2、本发明能够与计算机联用，将轮廓图形扫描输入微机，经激光打印机配套连用，可提出数种图形参数供脊柱手术设计使用，且更改方便，从而避免了手术设计的错误，经数百例手术证明用此仪器的手术部位脊柱外形完全符合率（指术后X光片中的脊柱外形与所确定方案的预测结果符合程度）达95%，基本符合的为5%。
3、本发明具有脊柱手术结果提前预知的及时性。
4、本发明结构简单，成本低，性能好;西德蔡司公司生产的图象输入器卖价18万美元，且其功能达不到显示连续脊柱图形的要求，而本产品只需人民币三千元，脊柱图形连续、准确、可靠。
5、操作简单，使用方便：一般外科医生不需专门培训即可操作。
6、本发明除了可适用于脊柱手术设计和术后结果预测外，还可用于其它骨科矫形手术。
下面结合附图将对本发明的主要技术特征做详细阐述：
图1是本发明结构示意图。
图2是减影处理结构原理图。
图3是光控抬放笔电路图。
图4是光源亮度调整电路图。
图5是光敏传感头的测量与放大电路图。
图6是连续脊柱图形图。
图7是逻辑框图。
图8是人体参数采集模块流程图。
图9是脊柱外科校正手术方案辅助设计部分流程框图。
图10是病人病历档案管理模块流程图。
图11是LY-300A扫描仪接口卡逻辑图。
参照图1、2;光电传感头1是半球形触头用经抛光的有机玻璃制成，球经2.5mm，球心是一敏感区为0.5mm的光敏电阻，用来敏感透过X光片的不同强弱的光线，联成电桥后，接至光控抬放笔电路（图3）。光学平板玻璃2上平贴脊柱X光片，起支撑和透光作用。接收光信号。带球形铰链的上下连动杆3上部连接光电传感头1，下部连接透镜组件4，它的作用是保证光源5发出的光经透镜组件4后形成的细直光束，在光电传感头1移动时，保持与其同轴对准，此外它也经球形铰链接可变比例联杆10，使连接在可变比例联杆10上的描笔7移动与光电传感头1移动同步，并可按比例调整（其具体结构同已知技术，不多述）。光源5经壳体固联在透镜组件4（已知技术）的焦点处，以使光源5的光线经透镜后为平行光束照射到X光片上;透镜组件4的作用是将点电源5的光变成细直平行光束。光源5设在透镜下方。它与亮度调整电路联结（图4）。可调配重6安装在连动杆3下部末端，它保证光电传感头1、连动杆3等可移动结构悬挂后平衡，并使光电传感头1能轻松自如地沿X光片上表面移动。
支架9为台式支架，其空心框架上安置光学平板玻璃2，平板台面上放绘图板，其它各零部件按工作需要连接在一起，便于维修、装配与使用。
光控抬放笔电路（图3）：R1为光敏电阻，R2、R3、R4为普通金属膜电阻，选全暗时的R1阻值，R1暗＝R2＝R3＝R4（例如3K欧姆），在对角加上6V。DC电压，另一对角输出为零;当有光线照到R1时，桥路失衡，输出电压V，经直流放大组件放大加到可调整电阻R5上后，控制描笔7按要求的不同灰度抬起或放下。例如1024个度等级对应1024mV电压输出，调整R5可使描笔7对应不同度档次抬放。
光源亮度调整电路（图4）：光源可采用＜＝60W的灯泡;电源用交、直流均可。改变R6可调整光源亮度，以配合X光片角度调整（如用交流电源时R6可改用单相调压器）。
光敏传感头的测量与放大电路（图5）：
微机显示技术（图7-11）：
1.屏幕显示方式切换
由于在手术设计中需要查看病人病历档案，这需中文显示方式，而模拟手术操作则需在高分西文图形方式下进行，所以在整个程序运行中必须进行多次屏幕切换，其间要求保存被切换以前显示方式下各种现场环境及参数，以保证两种显示方式下工作的连续性。
具体要保护的内容有：
目的中断向量
图形点阵
程序变量值等
2.克服显示器横、纵向分辨率不均匀的特点，显示逼真的图形。
一般的计算机显示器横向和纵向分辨率是不一样的，例如：Sun 286E在800×600显示方式下，横向在192mm宽度范围内显示800点，纵向在192mm长度范围内显示600点，相当于在10mm范围内横向显示4.167点，纵向显示2.875点，而同样显示575点的话，则横向需138mm，纵向需200mm，这样原图将被纵向拉长，这将使医生无法模拟真实手术操作。由于从图像扫描仪得到的图像数据横纵分辨率是一样的，所以图像失真只是显示过程中出现的，为此我们采取了以下措施：
1）在内存中保留扫描数据，并以此为基础数据进行各种变换（如平移、旋转、角度测量等）。
2）在显示中将坐标数据先做如下变换后再输出：
横坐标：X＝X＊1
纵坐标：Y＝Y＊0.75
3.激光打印机驱动技术
我们平时使用的针式打印机驱动程序为打印认字大多是采用读取CCDOS调入内存的16×16点阵字模，既使有调用硬盘字库的，也大多是采取先将硬字库调入卡内，然后驱动程序调入内字模的办法，如联想汉卡所支持的Printx.exe即是如此。这也就是说如果想利用硬盘字库为你驱动程序汉字库，必须以汉卡做为缓存方能支持，这是因为C语言，DBASE-ⅢPlus等高级语言，是把打印机做为一个流式文件Prt1打开的，然后将Print语句中的内容写入打印机流式文件Prt1中，最后落实到DOS的int21或int17上，而汉字驱动程序是改变int17使其地址指向自身，每当应用程序打印时，即由int17进入驱动程序，以完成汉字输出，如果这时需调用硬盘字库，这需在驱动程序中又调用int21进行字库读写，这相当于DOS int21的套调用，这是DOS所不支持的。我们采用了一系列技术解决了这一问题，使我们的驱动程序可调用48×48点的硬盘字库，从激光机上输出美观的字型。
硬件接口：
1.MS-300图像扫描仪接口卡
接口卡置于主机总线槽内，并通过日型25脚并行打座与MS-300联接，其工作原理如下：
卡上设有拨段开关
12345678
A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0
其位置与地址总线对应如上图，如果拨段开关3，7两位置置1;其余为0，则用户地址口为：
220人：控制口
221人：状态口
222人：数据口
如果4.8为1，则用户口地址为：
110h：控制口
111h：状态口
112h：数据口
用户可利用扫描器控制指令和地址口，通过iN，out语句控制扫描器的各种参数和扫描器。
操作时，将脊柱X光片放在光学平板玻璃2上做减影处理，即在X光片全面积上同步平移，具体做法是手工移动光电传感头自左向右扫描，每左右扫一次向前方向上步进0.821mm，再扫描、再步进，直至将整个X光片扫描一遍，描笔7同时动作，在微机显示屏上出现脊柱外形轮廓图形，经核对：图形连续且与原X光片相吻合，即可打印出若干份外形图，供医生标出不同的手术设计方案，同时输入计算机存盘;医生设计的若干个手术方案再分别扫描输入计算机，经反复修改，确定一种方案后再打印，做为手术实施方案。术后及出院前再拍X光片，并分别扫描输入微机，按对应号码存盘并验证复合率。