[發(fā)明專利]可讀存儲介質(zhì)、骨建模配準(zhǔn)系統(tǒng)及骨科手術(shù)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011052618.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112155732B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾好;陸天威;邵輝;何超
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州微創(chuàng)暢行機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10
• 代理公司: 上海思捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲有程序，所述程序被執(zhí)行時實現(xiàn)：

獲取預(yù)定對象的骨表面圖像信息，所述骨表面圖像信息來自于一立體視覺掃描裝置；

根據(jù)所述骨表面圖像信息進行三維重建，得到第一虛擬骨模型；

將所述第一虛擬骨模型與所述預(yù)定對象的預(yù)置的第二虛擬骨模型進行配準(zhǔn)；其中，預(yù)置的第二虛擬骨模型根據(jù)CT掃描所述預(yù)定對象骨表面建立，將所述第一虛擬骨模型與所述預(yù)定對象的預(yù)置的第二虛擬骨模型進行配準(zhǔn)的步驟包括：根據(jù)軟骨補償算法獲取軟骨補償數(shù)據(jù)；基于所述軟骨補償數(shù)據(jù)對所述第一虛擬骨模型進行修正，并利用修正后的第一虛擬骨模型與所述第二虛擬骨模型進行配準(zhǔn)；

基于所述立體視覺掃描裝置的位姿信息，得到所述預(yù)定對象于導(dǎo)航影像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

基于配準(zhǔn)后的所述第一虛擬骨模型和所述第二虛擬骨模型，根據(jù)對應(yīng)的截骨方案，驅(qū)動截骨導(dǎo)向工具運動至期望位姿；

所述軟骨補償算法包括：使用Canny算子獲取所述預(yù)定對象的軟骨清除區(qū)域的邊緣，計算所述邊緣的梯度變化，根據(jù)所述梯度變化擬合鄰近所述軟骨清除區(qū)域的非清除區(qū)域的深度變化，迭代覆蓋整個軟骨區(qū)域，得到所述軟骨補償數(shù)據(jù)；或者，所述軟骨補償算法包括：使用Canny算子獲取所述預(yù)定對象的多個軟骨清除區(qū)域的邊緣，計算多個所述邊緣的梯度變化，根據(jù)所述梯度變化從各軟骨清除區(qū)域向周圍擴展擬合得到清除深度；逐漸擴展清除范圍直至覆蓋整個軟骨區(qū)域，得到所述軟骨補償數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述骨表面圖像信息包括至少兩幅不同視角的圖像數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，根據(jù)所述骨表面圖像信息進行三維重建，得到第一虛擬骨模型的步驟包括：

對所述骨表面圖像信息進行分割處理，獲取骨輪廓點云數(shù)據(jù)；

基于所述骨輪廓點云數(shù)據(jù)進行三維重建，得到所述第一虛擬骨模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，基于所述立體視覺掃描裝置的位姿信息，得到所述預(yù)定對象于導(dǎo)航影像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)的步驟包括：

基于所述立體視覺掃描裝置與一靶標(biāo)的預(yù)定連接關(guān)系，得到立體視覺掃描裝置坐標(biāo)系與靶標(biāo)坐標(biāo)系之間的第一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系；

基于導(dǎo)航裝置對所述靶標(biāo)的定位，得到所述靶標(biāo)坐標(biāo)系與導(dǎo)航裝置坐標(biāo)系之間的第二坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系；

基于所述第一虛擬骨模型與所述第二虛擬骨模型的配準(zhǔn)，獲得立體視覺掃描裝置坐標(biāo)系與導(dǎo)航影像坐標(biāo)系之間的第三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系；

基于所述第一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系、所述第二坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系和所述第三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，對所述第一虛擬骨模型進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到所述預(yù)定對象于所述導(dǎo)航影像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，當(dāng)兩個擴展區(qū)域相交時，交界處的清除深度根據(jù)距離所述交界處最近的軟骨清除區(qū)域的中心點的梯度變化擬合得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述軟骨補償算法包括：使用經(jīng)訓(xùn)練集完成訓(xùn)練的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)對所述第一虛擬骨模型進行計算，得到所述軟骨補償數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，將所述第一虛擬骨模型與預(yù)置的第二虛擬骨模型進行配準(zhǔn)的步驟包括：

將所述第一虛擬骨模型和所述第二虛擬骨模型進行粗配準(zhǔn)；

使用Ransac一致性算法去除可能的錯誤點；

使用icp算法迭代，直至滿足預(yù)設(shè)的收斂條件，擬合出配準(zhǔn)矩陣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述程序被執(zhí)行時還實現(xiàn)：

獲取預(yù)定對象的實時的骨表面圖像信息，所述實時的骨表面圖像信息來自于位姿固定的立體視覺掃描裝置；

根據(jù)實時的骨表面圖像信息進行三維重建，得到實時的第一虛擬骨模型；

將所述第一虛擬骨模型與所述預(yù)定對象的預(yù)置的第二虛擬骨模型進行實時配準(zhǔn)；得到所述預(yù)定對象于導(dǎo)航影像坐標(biāo)系下的實時坐標(biāo)。