手术中的定位导航方法、装置及安装机器人与流程

技术特征：
1.一种手术中的定位导航方法，其特征在于，包括：获取目标对象的医学影像数据，其中，所述医学影像数据中至少包括所述目标对象的目标骨骼，以及所述目标骨骼的原始骨面；根据所述医学影像数据制作所述目标骨骼适配的三维关节假体模型；根据所述医学影像数据选取与所述原始骨面相贴合适配的虚拟骨面；采用与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面进行定位，将修补处理后的三维关节假体模型与所述目标骨骼进行贴合安装。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述虚拟骨面为联合骨面，则根据所述医学影像数据选取与所述原始骨面相贴合适配的虚拟骨面，包括：根据所述医学影像数据将所述联合骨面切分为多个不同的子骨面；获取与所述联合骨面对应的多个备选骨面，并将多个所述备选骨面切分为与多个所述子骨面对应的多个备选子骨面；获取每个所述备选骨面的可触及评分，其中，所述可触及评分用于反映在假体置换手术过程中接触骨面的可能性，与患者的病情、软骨、可使用骨骼面、医生手术入路相关；根据所述医学影像数据对多个备选子骨面分别进行特异性计算，得到每个所述备选子骨面对应的特异性值，其中，所述特异性计算包括：特异结构评分，平面度计算，对称性参数计算；根据所述医学影像数据对多个所述备选子骨面进行影像置信度评估，得到多个所述备选子骨面相关的置信度值；根据所述可触及评分、所述置信度值与所述特异性值，从多个所述备选骨面中选取与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述可触及评分、所述置信度值与所述特异性值，从多个所述备选骨面中选取与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面，包括：基于每个所述备选骨面对应的多个所述特异性值，计算得到每个所述备选骨面的联合特异性值；基于每个所述备选骨面对应的多个所述置信度值，计算得到每个所述备选骨面的联合置信度值；根据所述可触及评分、所述联合置信度值与所述联合特异性值，计算得到每个所述备选骨面的联合评分；根据所述联合评分，从多个所述备选骨面中选取与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述医学影像数据对多个备选子骨面分别进行特异性计算，得到每个所述备选子骨面对应的特异性值，包括：根据所述医学影像数据逆向得到点云数据；针对所述点云数据对每个所述备选子骨面的特异结构进行评分，得到第一评分，其中，所述特异结构为包含凹陷特征、突起特征性的结构；针对所述点云数据对每个所述备选子骨面的平面度进行评分，得到第二评分，其中，所述平面度用于反映所述备选子骨面的整体与平面之间的趋近程度；
针对所述点云数据对每个所述备选子骨面的对称性进行评分，得到第三评分，其中，所述对称性用于反映所述备选子骨面的整体的对称性；对所述第一评分、所述第二评分和所述第三评分对应分别赋予一个权重，得到第一权重值、第二权重值和第三权重值；根据所述第一评分、所述第二评分、所述第三评分、所述第一权重值、所述第二权重值和所述第三权重值，计算得到每个所述备选子骨面对应的特异性值。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述医学影像数据对多个所述备选子骨面进行影像置信度评估，得到多个所述备选子骨面相关的置信度值，包括：计算所述医学影像数据中不同层的三维影像中每个像素的平均信噪比；根据所述平均信噪比对多个备选子骨面进行影像置信度评估，得到多个所述备选子骨面相关的所述置信度值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述医学影像数据中不同层的三维影像中每个像素的平均信噪比，包括：采用切分框对所述医学影像数据中不同层的三维影像进行切分处理，得到切分后的多个局部图像；对多个所述局部图像分别进行去噪处理，得到多个处理后局部图像，其中，所述去噪处理包括但不限于均值滤波处理、自适应维纳滤波处理、中值滤波处理、贝叶斯滤波处理；计算多个所述处理后局部图像的对应的多个第一信噪比；将所述切分框移动预定个数的像素步长之后，采用下一切分框重复进行所述切分处理和所述去噪处理，得到第二信噪比，直至所述切分框与所述下一切分框重合；根据所述第一信噪比和所述第二信噪比计算所述处理后局部图像中每个所述像素的所述平均信噪比。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述可触及评分、所述联合置信度值与所述联合特异性值，计算得到每个所述备选骨面的联合评分，包括：对所述可触及评分、所述联合置信度值与所述联合特异性值对应分别赋予一个权重，得到第四权重值、第五权重值和第六权重值；根据所述可触及评分、所述联合置信度值、所述联合特异性值、所述第四权重值、所述第五权重值和所述第六权重值，计算得到每个所述备选骨面的所述联合评分。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面进行定位，将修补处理后的三维关节假体模型与所述目标骨骼进行贴合安装，包括：采用与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面进行定位，以确定特征标记点和预留连接口；根据所述特征标记点和所述预留连接口，将所述修补处理后的三维关节假体模型与所述目标骨骼进行贴合安装，其中，所述修补处理后的三维关节假体模型与所述目标骨骼的连接位置和/或方向唯一确定。9.一种手术中的定位导航装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取目标对象的医学影像数据，其中，所述医学影像数据中至少包括所述目标对象的目标骨骼，以及所述目标骨骼的原始骨面；制作模块，用于根据所述医学影像数据制作所述目标骨骼适配的三维关节假体模型；
选取模块，用于根据所述医学影像数据选取与所述原始骨面相贴合适配的虚拟骨面；安装模块，用于采用与所述原始骨面相贴合适配的所述虚拟骨面进行定位，将修补处理后的三维关节假体模型与所述目标骨骼进行贴合安装。10.一种关节假体安装机器人，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至8任一项所述的手术中的定位导航方法。

技术总结
本发明公开了一种手术中的定位导航方法、装置及安装机器人。其中，该方法包括：获取目标对象的医学影像数据，其中，上述医学影像数据中至少包括上述目标对象的目标骨骼，以及上述目标骨骼的原始骨面；根据上述医学影像数据制作上述目标骨骼适配的三维关节假体模型；根据上述医学影像数据选取与上述原始骨面相贴合适配的虚拟骨面；采用与上述原始骨面相贴合适配的上述虚拟骨面进行定位，将修补处理后的三维关节假体模型与上述目标骨骼进行贴合安装。本发明解决了相关技术中手术中的定位导航方法存在的安装效率低且定位不准确的技术问题。法存在的安装效率低且定位不准确的技术问题。法存在的安装效率低且定位不准确的技术问题。


技术研发人员：蒋协远 查晔军 黄强 公茂琪
受保护的技术使用者：北京积水潭医院
技术研发日：2022.04.24
技术公布日：2022/7/29