假体翻修的配准方法及装置、存储介质和处理器制造方法及图纸

本申请提供了一种假体翻修的配准方法及装置、存储介质和处理器。配准方法包括：将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果；将患者骨骼与三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果；根据第一次配准结果和第二次配准结果确定已植入假体的松动情况；根据已植入假体的松动情况进行第三次配准，第三次配准为通过已植入假体进行配准或者通过患者骨骼进行配准；其中，三维模型包括假体翻修前根据患者的影像数据得到的骨骼模型和假体模型。本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的进行高精度配准时计算量大的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
假体翻修的配准方法及装置、存储介质和处理器


[0001]本申请涉及医疗
，具体而言，涉及一种假体翻修的配准方法、配准装置、计算机可读存储介质和处理器。

技术介绍

[0002]虽然现在人工关节置换术已经非常成熟，但由于假体松动（有菌性/无菌性）、假体周围骨折、假体脱位等诸多原因，在实施初次关节置换术后，仍有较大一部分患者需要进行翻修手术。
[0003]由于翻修手术的原因繁多，且病情复杂，执行关节翻修手术需要极高的手术技术以及丰富的手术经验。即使这样，翻修手术的满意率仍比较低。缺损部位的合理填充是关节翻修手术中的重要步骤。随着3D打印技术的发展，各种形状的补块开始发挥重要作用，病人个性化假体也开始出现，翻修手术也取得了一定进展。但是，如何将补块或假体精准地安放仍是翻修手术中始终没有解决的问题。即使是个性化定制的假体，仍然会有很大概率出现放不进去、放错位置的情况。
[0004]目前，使用手术导航系统对骨科翻修手术的工具、假体等进行导航，能够指导医生进行手术操作。在使用手术导航进行上述手术操作的过程中，一个重要步骤是将骨骼的数字三维模型与实际骨骼匹配到一起，即通过定位设备获得实际骨骼的位姿，并建立一系列变换，使其数字三维模型的位姿可以通过这些变换用实际骨骼的位姿表达，这个过程称为配准，实际效果相当于将数字三维模型与实际骨骼对齐。配准对手术的精度有较大影响。
[0005]常规的配准流程包括：低精度配准、高精度配准和配准确认。低精度配准也称为点配准，一般通过选取数字三维模型和实际骨骼上相匹配的骨性标记点来实现。高精度配准也称为面配准，实际是由定位系统连续采集多个实际骨骼表面点的位置，并自动地计算与其匹配的数字三维模型上点的位置，通过微调数字三维模型与实际骨骼实现对齐。进行高精度配准时，一般需要在实际骨骼表面采集大量的点，这使得计算量大。

技术实现思路

[0006]本申请的主要目的在于提供一种假体翻修的配准方法、配准装置、计算机可读存储介质和处理器，以解决相关技术中的进行高精度配准时计算量大的问题。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种假体翻修的配准方法，包括：将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果；将患者骨骼与三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果；根据第一次配准结果和第二次配准结果确定已植入假体的松动情况；根据已植入假体的松动情况进行第三次配准，第三次配准为通过已植入假体进行配准或者通过患者骨骼进行配准；其中，三维模型包括假体翻修前根据患者的影像数据得到的骨骼模型和假体模型。
[0008]进一步地，根据第一次配准结果和第二次配准结果确定已植入假体的松动情况的步骤包括：根据第一次配准结果得到位于三维模型上的第一点组以及位于已植入假体和患
者骨骼上的第二点组之间的第一位置误差；根据第二次配准结果得到位于三维模型上的第三点组之间与位于患者骨骼上的第四点组之间的第二位置误差；将第一位置误差、第二位置误差和误差阈值进行比较。
[0009]进一步地，在根据已植入假体的松动情况进行第三次配准的步骤中：当第一位置误差和第二位置误差均大于误差阈值且第一位置误差小于等于第二位置误差时，通过已植入假体进行配准；当第一位置误差和第二位置误差均大于误差阈值且第一位置误差大于第二位置误差时，通过患者骨骼进行配准；当第一位置误差大于误差阈值且第二位置误差小于等于误差阈值时，通过患者骨骼进行配准；当第二位置误差大于误差阈值且第一位置误差小于等于误差阈值时，通过已植入假体进行配准；当第一位置误差和第二位置误差均小于等于误差阈值时，通过已植入假体进行配准。
[0010]进一步地，将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果的步骤包括：在假体模型上选取多个第一提示点，并在已植入假体上选取与多个第一提示点一一对应的多个第一选取点，通过多个第一提示点和多个第一选取点进行第一次配准；将患者骨骼与三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果的步骤包括：在骨骼模型上选取多个第二提示点，并在患者骨骼上选取与多个第二提示点一一对应的多个第二选取点，通过多个第二提示点和多个第二选取点进行第二次配准。
[0011]进一步地，在根据第一次配准结果得到位于三维模型上的第一点组以及位于已植入假体和患者骨骼上的第二点组之间的第一位置误差的步骤中：第一点组包括多个第一提示点和位于骨骼模型上的多个第一对应点，第二点组包括多个第一选取点和位于患者骨骼上的多个第三选取点，多个第一对应点与多个第三选取点一一对应，第一位置误差为第一点组与第二点组之间的均方根误差。
[0012]进一步地，在根据第二次配准结果得到位于三维模型上的第三点组之间与位于患者骨骼上的第四点组之间的第二位置误差的步骤中：第三点组包括多个第二提示点和位于骨骼模型的多个第二对应点，第四点组包括多个第二选取点和位于患者骨骼上的多个第四选取点，多个第二对应点与多个第四选取点一一对应，第二位置误差为第三点组和第四点组之间的均方根误差。
[0013]进一步地，在根据第一次配准结果得到位于三维模型上的第一点组以及位于已植入假体和患者骨骼上的第二点组之间的第一位置误差的步骤中：多个第三选取点位于患者骨骼上未受植入影响的区域内；在根据第二次配准结果得到位于三维模型上的第三点组之间与位于患者骨骼上的第四点组之间的第二位置误差的步骤中：多个第二提示点和多个第二对应点位均位于骨骼模型上未受植入影响的区域内。
[0014]进一步地，在通过已植入假体进行配准的步骤中：选择已植入假体上的特征点和/或非特征点进行配准。
[0015]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种假体翻修的配准装置，包括：第一配准单元，用于将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果；第二配准单元，用于将患者骨骼与三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果；判断单元，用于根据第一次配准结果和第二次配准结果确定已植入假体的松动情况；第三配准单元，用于根据已植入假体的松动情况进行第三次配准，第三次配准为通过已植入假体进行配准或者通过患者骨骼进行配准；其中，三维模型包括假体翻修前根据患者的影像数据得到的骨
骼模型和假体模型。
[0016]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述的配准方法。
[0017]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的配准方法。
[0018]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种配准系统，包括假体翻修的配准装置，假体翻修的配准装置用于执行上述的配准方法。
[0019]应用本专利技术的技术方案，首先将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果并将患者骨骼与三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果；然后，根据第一次配准结果和第二次配准结果确定已植入假体的松动情况；最后，根据已植入假体的松动情况进行第三次配准，第三次配准为通过已植入假体进行配准或者通过患者骨骼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种假体翻修的配准方法，其特征在于，包括：将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果；将患者骨骼与所述三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果；根据所述第一次配准结果和所述第二次配准结果确定所述已植入假体的松动情况；根据所述已植入假体的松动情况进行第三次配准，所述第三次配准为通过所述已植入假体进行配准或者通过所述患者骨骼进行配准；其中，所述三维模型包括假体翻修前根据患者的影像数据得到的骨骼模型和假体模型。2.根据权利要求1所述的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一次配准结果和所述第二次配准结果确定所述已植入假体的松动情况的步骤包括：根据所述第一次配准结果得到位于所述三维模型上的第一点组以及位于所述已植入假体和所述患者骨骼上的第二点组之间的第一位置误差；根据所述第二次配准结果得到位于所述三维模型上的第三点组之间与位于所述患者骨骼上的第四点组之间的第二位置误差；将所述第一位置误差、所述第二位置误差和误差阈值进行比较。3.根据权利要求2所述的配准方法，其特征在于，在所述根据所述已植入假体的松动情况进行第三次配准的步骤中：当所述第一位置误差和所述第二位置误差均大于所述误差阈值且所述第一位置误差小于等于所述第二位置误差时，通过所述已植入假体进行配准；当所述第一位置误差和所述第二位置误差均大于所述误差阈值且所述第一位置误差大于所述第二位置误差时，通过所述患者骨骼进行配准；当所述第一位置误差大于所述误差阈值且所述第二位置误差小于等于所述误差阈值时，通过所述患者骨骼进行配准；当所述第二位置误差大于所述误差阈值且所述第一位置误差小于等于所述误差阈值时，通过所述已植入假体进行配准；当所述第一位置误差和所述第二位置误差均小于等于所述误差阈值时，通过所述已植入假体进行配准。4.根据权利要求2所述的配准方法，其特征在于，所述将已植入假体与三维模型进行第一次配准，以得到第一次配准结果的步骤包括：在所述假体模型上选取多个第一提示点，并在所述已植入假体上选取与多个所述第一提示点一一对应的多个第一选取点，通过多个所述第一提示点和多个所述第一选取点进行所述第一次配准；所述将患者骨骼与所述三维模型进行第二次配准，以得到第二次配准结果的步骤包括：在所述骨骼模型上选取多个第二提示点，并在所述患者骨骼上选取与多个所述第二提示点一一对应的多个第二选取点，通过多个所述第二提示点和多个所述第二选取点进行所述第二次配准。5.根据权利要求4所述的配准方法，其特征在于，在所述根据所述第一次配准结果得到位于所述三维模型上的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞博，
申请(专利权)人：北京壹点灵动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：