[發明專利]可讀存儲介質、骨建模配準系統及骨科手術系統

有效

• 申請號: 202011052627.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112155733B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 邵輝;孫峰;李濤;何超
• 申請（專利權）人: 蘇州微創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: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種可讀存儲介質，其上存儲有程序，其特征在于，所述程序被執行時實現：

獲取預定對象的超聲圖像數據，所述超聲圖像數據經圍繞一預定對象布置的超聲探頭陣列獲得；

根據所述超聲圖像數據進行三維重建，得到第一虛擬模型；

將所述第一虛擬模型與預置的第二虛擬模型進行配準；

基于與所述超聲探頭陣列連接的靶標，獲得所述超聲探頭陣列坐標系、靶標坐標系、導航裝置坐標系以及導航影像坐標系之間的坐標轉換關系；

基于所述坐標轉換關系，利用所述靶標于導航裝置下的實時坐標反饋，得到所述預定對象于導航影像坐標系下的實時坐標；

根據所述超聲圖像數據進行三維重建，得到第一虛擬模型的步驟包括：

對所述超聲圖像數據進行分割處理，獲取骨輪廓點云數據；

基于所述骨輪廓點云數據進行三維重建，得到所述第一虛擬模型；

將所述第一虛擬模型與預置的第二虛擬模型進行配準的步驟包括：

根據所述第二虛擬模型，計算得到關節外邊界的最小包圍盒，并獲取所述最小包圍盒的中心；

將所述骨輪廓點云數據經粗配準矩陣轉換到所述第二虛擬模型的坐標系，并獲取轉換后的點云中心點；

將所述最小包圍盒的中心與所述預定對象的關節中心連接限定第一向量；

將所述點云中心點與所述關節中心連接限定第二向量，所述第二向量與所述第一向量之間的夾角為α，所述第一向量與所述第二向量組成的平面的法向量為ε，將所述骨輪廓點云數據圍繞ε軸旋轉α角，使所述第一向量與所述第二向量在軸線ε’上重合；以及

將圍繞ε向量旋轉α角后的骨輪廓點云數據圍繞軸線ε’轉動β角度。

2.根據權利要求1所述的可讀存儲介質，其特征在于，所述第一虛擬模型與所述第二虛擬模型均為骨模型。

3.根據權利要求1所述的可讀存儲介質，其特征在于，將所述第一虛擬模型與預置的第二虛擬模型進行配準的步驟還包括：

計算圍繞軸線ε’轉動β角度后的骨輪廓點云數據與圍繞ε向量旋轉α角前的骨輪廓點云數據之間的均方根，若所述均方根大于預設的第一閾值，則重復將所述骨輪廓點云數據圍繞ε軸旋轉α角以及圍繞軸線ε’轉動β角度的步驟，直至所述均方根不大于所述第一閾值。

4.根據權利要求1所述的可讀存儲介質，其特征在于，在將所述第一虛擬模型與預置的第二虛擬模型進行配準后，所述程序被執行時還實現：

比較當前時刻的點云配準矩陣與預定間隔時刻下的點云配準矩陣，若當前時刻的點云配準矩陣與預定間隔時刻下的點云配準矩陣之間的旋轉和平移大于預設的第二閾值，則觸發所述第一虛擬模型與所述第二虛擬模型進行重新配準。

5.根據權利要求1所述的可讀存儲介質，其特征在于，預置的第二虛擬模型根據CT掃描或MRI掃描所述預定對象所得的影像建立。

6.根據權利要求1所述的可讀存儲介質，其特征在于，所述程序被執行時還實現：

實時獲取所述靶標的位置信息和姿態信息，所述靶標的位置信息和姿態信息來自于與所述靶標連接的慣性組件；

基于所述靶標于所述導航裝置坐標系下的初始坐標，以及所述慣性組件實時獲取的靶標的位置信息和姿態信息，得到所述靶標的實時坐標反饋。

7.根據權利要求6所述的可讀存儲介質，其特征在于，利用所述慣性組件得到的所述靶標的實時坐標反饋，與導航裝置直接獲取的所述靶標的實時坐標反饋互為校驗，當其中一者發生異常，則產生報警信息。