[發明專利]骨科手術配準裝置、終端設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110380859.X
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113116523B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 孟李艾俐;周越
• 申請（專利權）人: 骨圣元化機器人（深圳）有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 任敏

本申請實施例適用于醫療器械技術領域，提供了一種骨科手術配準裝置、終端設備和存儲介質，該裝置包括：粗配準模塊，用于根據多個骨面標記點以及多個模型標記點確定第一變換關系，采用第一變換關系對多個骨面標記點進行轉換，得到多個粗配準標記點；中心點擬合模塊，用于確定平移向量，將多個粗配準標記點沿平移向量進行平移，得到多個擬合標記點，將第一變換關系更新為第二變換關系；精配準模塊，用于獲取多個骨面區域標記點，采用第二變換關系對多個骨面區域標記點和骨面中心點進行轉換，得到第一骨面精配準點集，確定多個模型區域標記點，根據第三變換關系對多個骨面標記點和多個模型標記點進行配準。采用該裝置可提高骨科手術配準的精度。

技術領域

本申請實施例屬于醫療器械技術領域，特別是涉及一種骨科手術配準裝置、終端設備和存儲介質。

背景技術

隨著人均壽命的增長，人口老齡化進程的加快，骨科病的發病率也在不斷增長，骨科手術的需求量逐年上升。作為最常見的骨科手術術式之一，關節置換手術的復雜度高，在手術過程中，既要保證三維空間的準確截骨以及與假體的準確匹配，又要注意軟組織平衡，對醫生的技巧及經驗都提出了極高的要求。

骨科手術機器人是一種能夠協助骨外科醫生進行精準手術操作的機器人系統，其優勢在于手術精準度高、患者創傷小、術后恢復快，并能降低醫生操作強度。通常，骨科手術機器人由機械臂系統、術前規劃系統、術中定位跟蹤導航系統以及可視化系統等組成。其中，術前規劃系統可用于在患者手術前進行的電子計算機斷層掃描(ComputedTomography，CT)得出的骨頭三維模型上進行手術方案設計。在手術過程中，通過術中定位跟蹤導航系統可確保術前規劃方案得到精準的執行。為了確保上述過程順利完成，如何將電腦中保存的骨頭三維模型與手術室中的患者真實骨頭進行對應，保證二者之間的配準精度就至關重要。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種骨科手術配準裝置、終端設備和存儲介質，用以提高在骨科手術過程中骨頭三維模型與患者真實骨頭之間的配準精度。

本申請實施例的第一方面提供了一種骨科手術配準裝置，包括：

粗配準模塊，用于獲取患者骨面上的多個骨面標記點的骨面坐標，以及獲取三維模型上與所述多個骨面標記點一一對應的多個模型標記點的模型坐標，根據所述骨面坐標和所述模型坐標確定第一變換關系，采用所述第一變換關系對所述多個骨面標記點進行轉換，得到多個粗配準標記點；其中，所述多個粗配準標記點的粗配準坐標與對應的所述多個模型標記點之間的平均歐氏距離最短；

中心點擬合模塊，用于確定經所述第一變換關系轉換后所述三維模型上的模型中心點到所述骨面上的骨面中心點的平移向量，將所述多個粗配準標記點沿所述平移向量進行平移，得到多個擬合標記點，根據所述多個擬合標記點將所述第一變換關系更新為第二變換關系；

精配準模塊，用于獲取所述患者骨面上多個預設區域的多個骨面區域標記點，采用所述第二變換關系對所述多個骨面區域標記點和所述骨面中心點進行轉換，得到第一骨面精配準點集，確定所述三維模型上與所述第一骨面精配準點集中的多個骨面區域標記點一一對應的多個模型區域標記點，根據所述多個模型區域標記點和所述模型中心點確定第三變換關系，根據所述第三變換關系對所述多個骨面標記點和所述多個模型標記點進行配準。

本申請實施例的第二方面提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如下步驟：

獲取患者骨面上的多個骨面標記點的骨面坐標，以及獲取三維模型上與所述多個骨面標記點一一對應的多個模型標記點的模型坐標，根據所述骨面坐標和所述模型坐標確定第一變換關系，采用所述第一變換關系對所述多個骨面標記點進行轉換，得到多個粗配準標記點；其中，所述多個粗配準標記點的粗配準坐標與對應的所述多個模型標記點之間的平均歐氏距離最短；