本申请提供一种利用检测装置评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法，用于髋关节置换手术，所述方法包括：在所述导航系统的三维虚拟空间坐标系下根据所述检测装置的三维图像确定手术器械的第一目标位置；根据所述第一目标位置通过所述导航系统引导所述手术器械运动；响应于所述手术器械在所述三维虚拟空间坐标系下的位置与所述第一目标位置重合，获取所述手术器械在物理空间中的第一位置；将所述第一位置与所述物理空间中所述检测装置上定义的第二目标位置之差确定为所述精度指标。上述过程与手术临床实践的操作过程更加符合，因此获得的精度指标能够正确的反应导航系统使用时的精度。使用时的精度。使用时的精度。
【技术实现步骤摘要】
评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法及装置
[0001]本申请涉及医疗设备领域，具体涉及一种利用检测装置评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]手术导航系统越来越多地应用在髋关节手术中，例如髋关节置换术。手术导航系统可以将患者的影像数据与患者生理解剖结构准确关联，辅助术者执行手术规划，并引导术者操作手术器械。手术导航系统使得髋关节手术更加精准、迅速和安全。
[0003]在髋关节置换手术中，在股骨侧，需要切除股骨头并打开股骨髓腔，进而安装试模和假体；在髋臼侧，需要先使用手术器械(例如髋臼锉)在髋臼的特定位置磨削，然后利用髋臼试模验证磨削的结果，最终将髋臼杯以一定的角度植入髋臼窝。在手术导航过程中，手术器械达到指定位置的精度以及髋臼杯植入方向的精度对手术的结果具有重要影响。
[0004]对于使用手术机器人的导航系统，由于手术机器人与工业机器人的使用环境大不相同，导航系统对于手术机器人的导航精度不适于采用工业机器人的精度指标进行精度评价。另一方面，对于手术机器人的精度计量，目前也还没有统一的评价指标和全面有效的评价方法。部分手术机器人产品的精度评价过程与实际使用过程不相符，导致该评价方法在手术实践中并没有指导意义。
技术实现思路
[0005]为了解决手术导航系统的精度指标不统一、评价过程不全面以及实用性不强的问题，本申请提供了一种利用检测装置评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法，其中，所述方法包括：
[0006]在所述导航系统的三维虚拟空间坐标系下根据所述检测装置的三维图像确定手术器械的第一目标位置；
[0007]根据所述第一目标位置通过所述导航系统引导所述手术器械运动；
[0008]响应于所述手术器械在所述三维虚拟空间坐标系下的位置与所述第一目标位置重合，获取所述手术器械在物理空间中的第一位置；
[0009]将所述第一位置与所述物理空间中所述检测装置上定义的第二目标位置之差确定为所述精度指标。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述第一位置包括，所述物理空间中所述手术器械的球形工作部的第一球心坐标；所述第二目标位置包括，所述物理空间中所述检测装置的内球面的第二球心坐标；所述精度指标包括，所述第一球心坐标与所述第二球心坐标之间的距离。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述第一位置包括，所述物理空间中所述手术器械的球形工作部的球心沿轴线的第一矢量；所述第二目标位置包括，所述物理空间中所述检测装置的内球面的球心与预设的特征点之间的连线；所述精度指标包括，所述第一矢量与所
述连线之间的夹角。
[0012]根据本申请的一些实施例，所述预设的特征点包括：一个或多个预设的特征点。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述方法还包括：根据多个预设的特征点通过多次测量获得多个所述精度指标；基于多个所述精度指标的统计学估值进行综合评价；所述统计学估值包括平均值、最大值或置信区间中的一种或多种。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述手术器械的球形工作部包括：
[0015]手术器械实体；或
[0016]抽象的几何元素。
[0017]根据本申请的一些实施例，所述导航系统包括手动导航系统或机器人辅助导航系统。
[0018]根据本申请的一些实施例，所述确定手术器械的第一目标位置，包括：
[0019]通过交互输入确定所述第一目标位置；或
[0020]通过自动识别所述检测装置的三维图像确定所述第一目标位置。
[0021]根据本申请的一些实施例，所述方法还包括：
[0022]将采集的所述检测装置的三维图像与所述导航系统的三维虚拟空间坐标系进行配准。
[0023]根据本申请的一些实施例，所述三维图像包括：
[0024]三维CT影像；或
[0025]根据二维X光图像重建的三维图像。
[0026]根据本申请的另一方面，还提供一种利用检测装置评价髋关节置换手术导航系统精度指标的装置，所述装置包括：
[0027]规划模块，用于在所述导航系统的三维虚拟空间坐标系下根据所述检测装置的三维图像确定手术器械的第一目标位置；
[0028]导航模块，用于根据所述第一目标位置通过所述导航系统引导所述手术器械运动；
[0029]采集模块，用于响应于所述手术器械在所述三维虚拟空间坐标系下的位置与所述第一目标位置重合，获取所述手术器械在所述物理空间中的第一位置；
[0030]评价模块，用于将所述第一位置与物理空间中所述检测装置上定义的第二目标位置之差确定为所述精度指标。
[0031]根据本申请的一些实施例，所述装置还包括：
[0032]配准模块，用于将采集的所述检测装置的三维图像与所述导航系统的三维虚拟空间坐标系进行配准。
[0033]根据本申请的另一方面，还提供一种用于手术导航系统精度指标的电子设备，包括：
[0034]一个或多个处理器；
[0035]存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0036]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述方法。
[0037]根据本申请的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程
序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。
[0038]本申请还提供一种用于手术导航系统精度指标的检测装置，包括：
[0039]检测装置本体，具有球形内表面，用于确定手术器械的球形工作部的目标位置；
[0040]跟踪器，与所述检测装置本体刚性连接。
[0041]根据本申请的一些实施例，所述检测装置本体还包括：
[0042]开敞表面，所述球形内表面从所述开敞表面向所述检测装置本体内部凹陷。
[0043]根据本申请的一些实施例，所述球形内表面包括：一个或多个预设的特征点；所述特征点能够被所述导航系统的相机识别。
[0044]根据本申请的一些实施例，所述检测装置本体的材料包括：能够在CT或X光下成像的非金属材料。
[0045]本申请提供的评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法，其评价过程与手术临床实践的操作过程更加符合，因此获得的精度指标能够正确的反应导航系统使用时的精度；可以采用位置误差来表示，也可以用角度误差来表示，或者采用位置误差和角度误差来进行综合评价，能够更加全面地对导航系统进行评价；兼容传统的手持导航系统和机器人辅助导航系统，通用性强。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0047]图1示出根据本申请示例实施例的手术器械示意图；
[0048]图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用检测装置评价髋关节置换手术导航系统精度指标的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述导航系统的三维虚拟空间坐标系下根据所述检测装置的三维图像确定手术器械的第一目标位置；根据所述第一目标位置通过所述导航系统引导所述手术器械运动；响应于所述手术器械在所述三维虚拟空间坐标系下的位置与所述第一目标位置重合，获取所述手术器械在物理空间中的第一位置；将所述第一位置与所述物理空间中所述检测装置上定义的第二目标位置之差确定为所述精度指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括，所述物理空间中所述手术器械的球形工作部的第一球心坐标；所述第二目标位置包括，所述物理空间中所述检测装置的内球面的第二球心坐标；所述精度指标包括，所述第一球心坐标与所述第二球心坐标之间的距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括，所述物理空间中所述手术器械的球形工作部的球心沿轴线的第一矢量；所述第二目标位置包括，所述物理空间中所述检测装置的内球面的球心与预设的特征点之间的连线；所述精度指标包括，所述第一矢量与所述连线之间的夹角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的特征点包括：一个或多个预设的特征点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据多个预设的特征点通过多次测量获得多个所述精度指标；基于多个所述精度指标的统计学估值进行综合评价；所述统计学估值包括平均值、最大值或置信区间中的一种或多种。6.根据权利要求2或3中所述的方法，其特征在于，所述手术器械的球形工作部包括：手术器械实体；或抽象的几何元素。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航系统包括：手动导航系统或机器人辅助导航系统。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定手术器械的第一目标位置，包括：通过交互输入确定所述第一目标位置；或通过自动识别所述检测装置的三维图像确定所述第一目标位置。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将采集的所述检测装置的三维图像与所述导航系统的三维虚拟空间坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓明明，贾英杰，孙巍，孔维燕，
申请(专利权)人：北京天智航医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。