本发明专利技术提供了一种基于二维影像的骨折手术规划方法、设备及可存储介质，涉及智能医疗领域。所述方法包括：基于红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系；基于影像拍摄装置构建二维的影像坐标系；基于配准装置在所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间建立空间位姿转换关系，将处于空间定位坐标系下的置入器械的空间坐标映射至影像坐标系内，得到患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置。本发明专利技术方法使用配准装置对三维坐标系进行空间坐标的矫正，准确捕获患者骨折部位、置入器械和配准装置的空间位置，为手术规划提供准确的基础数据，帮助医生更好地评估手术风险和手术难度，提高手术的准确性和安全性。提高手术的准确性和安全性。提高手术的准确性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于二维影像的骨折手术规划方法、设备及可存储介质
[0001]本专利技术属于智能医疗领域，更具体地，涉及一种基于二维影像的骨折手术规划方法、设备、计算机可读存储介质及其应用。
技术介绍
[0002]传统的骨折手术存在许多问题，主要包括以下两点：一是在术前手术规划和术中手术实施过程中，都依赖于医生对骨折部位的熟悉和丰富的临床经验；二是许多骨折部位对医生来讲都是不透明的，造成手术过程复杂，手术创伤大且手术后的恢复时间长。随着科技的进步，骨折手术逐步朝着精密化和微创化发展。近年来，计算机技术、精密仪器和数字图像处理技术等得到了快速的发展，计算机辅助手术（Computer Aided Surgery, CAS）走上了历史舞台。
[0003]CAS利用当今医学领域的先进成像设备，如MRI、CT得到患者的多模式图像数据，在计算机的帮助下，对图像数据进行处理如图像分割、图像融合和三维重建等，再根据医生的临床经验以及术前对骨折部位的结构分析，制定合理、定量和微创的手术方案，进行手术模拟，并在适当的图像监控和立体定位装置下，利用相关的引导系统来实施手术。CAS已广泛应用于神经外科、整形外科、骨科、耳鼻喉科等。
[0004]医学成像设备发展迅速，但是，我国在高端数字化医疗设备的研发领域极其薄弱，影像处理技术落后，多模态影像融合或应用特殊类型医学影像技术等均需要补充与完善，缺少独立知识产权和自主创新技术，民族品牌产品的市场占有量低，未来需求日益增强，迫切需求技术先进而价格合适的国产化医学成像设备。
技术实现思路
[0005]本申请基于影像获取装置构建二维的影像坐标系，基于红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系，所述空间定位坐标系基于配准装置进行矫正，并建立与影像坐标系的映射关系，进一步将患者骨折部位影像在二维的显示屏上输出，为医生的手术规划提供高分辨率、准确可靠的参考，提高了手术规划的安全性与准确性。
[0006]本专利技术公开一种基于二维影像的骨折手术规划方法，所述方法包括：基于红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系，获取患者骨折部位、置入器械、配准装置的空间位置；基于影像拍摄装置构建二维的影像坐标系，获取患者骨折部位正位、侧位影像，所述正位、侧位影像中含有配准装置的二维影像；基于配准装置在所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间建立空间位姿转换关系，将处于空间定位坐标系下的置入器械的空间坐标映射至影像坐标系内，得到患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置。
[0007]进一步，所述方法还包括基于患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置，规划置入器械的运动路径。
[0008]进一步，所述患者骨折部位、置入器械、配准装置的空间位置是采用红外光定位系统捕获的，具体为：所述患者骨折部位、置入器械、配准装置均连接有参考架，所述参考架上具有光学追踪小球，所述光学追踪小球被所述红外光定位系统捕获，进而获得患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置。
[0009]进一步，所述配准装置固定在用于拍摄患者骨折部位正位、侧位影像的影像拍摄装置上，所述配准装置上具有配准小球，拍摄患者骨折部位正位、侧位影像时，得到含有配准小球的二维影像。
[0010]进一步，所述配准小球为N小球，每两个或三个小球相连时构成M条连线，M条连线的延长线在不同平面上交汇于一点，其中N、M为大于4的自然数整数，且N大于M。
[0011]进一步，所述配准小球为N小球，分布在至少2个相对的平面上，一个平面上小球相连时构成的连线的延长线和另一个平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇于一点，和/或不同平面上小球相连时构成的连线的延长线交汇成不同方向上的数个点，其中N大于4的自然数整数。
[0012]进一步，所述配准装置上具有配准小球和光学追踪小球，所述光学追踪小球在所述空间定位坐标系中具有空间坐标，所述配准小球在所述影像坐标系中具有影像坐标，所述光学追踪小球和所述配准小球具有固定的空间位置关系，基于所述空间坐标、所述影像坐标和所述空间位置关系构建所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间的映射关系，通过所述映射关系将置入器械的实时空间坐标映射至影像坐标系内。
[0013]一种基于二维影像的骨折手术规划系统，所述系统包括：光学定位单元，用于基于红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系，获取患者骨折部位、置入器械、配准装置的空间位置；图像采集单元，用于基于影像拍摄装置构建二维的影像坐标系，获取患者骨折部位正位、侧位影像，所述正位、侧位影像中含有配准装置的二维影像；图像配准单元，用于基于配准装置在所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间建立空间位姿转换关系，将处于空间定位坐标系下的置入器械的空间坐标映射至影像坐标系内，得到患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置。
[0014]一种基于二维影像的骨折手术规划设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器用于存储程序指令；所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行上述的基于二维影像的骨折手术规划方法。
[0015]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的基于二维影像的骨折手术规划方法。
[0016]本专利技术的优点：1.本专利技术通过红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系，使用配准装置构建的三维坐标系进行空间坐标的矫正，能够准确捕获患者骨折部位、置入器械和配准装置的空间位置，为手术规划提供准确的基础数据，提高手术的准确性。
[0017]2.本专利技术基于配准装置建立空间定位坐标系和影像坐标系之间的空间位姿转换关系，可以将置入器械的空间坐标映射到影像坐标系内，从而在影像上准确显示患者骨折部位和置入器械的相对位置，简化手术过程，提高手术效率。
[0018]3.本专利技术提供的基于二维影像的骨折手术规划方法可以在术前与术中获取患者骨折部位和置入器械的相对位置，帮助医生更好地评估手术风险和手术难度，避免手术中意外情况的发生，提高手术的安全性。
[0019]4.本专利技术提供的基于二维影像的骨折手术规划方法可以将三维空间的信息转换到二维影像，进一步显示在显示屏上，为医生提供直观的骨折手术路径规划图，帮助医生更好地理解和分析患者骨折情况，提高手术的精确性和可控性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
[0021]图1是一种本专利技术实施例提供的基于二维影像的骨折手术规划方法流程示意图；图2是一种本专利技术实施例提供的基于二维影像的骨折手术规划设备示意图；图3是一种本专利技术实施例提供的基于二维影像的骨折手术规划系统示意图；图4是一种本专利技术实施例提供的配准装置结构立体示意图；图5是一种本专利技术实施例提供的配准装置结构俯视图；图6是一种本专利技术实施例提供的配准装置结构底视本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述方法包括：基于红外光定位系统构建三维的空间定位坐标系，获取患者骨折部位、置入器械、配准装置的空间位置；基于影像拍摄装置构建二维的影像坐标系，获取患者骨折部位正位、侧位影像，所述正位、侧位影像中含有配准装置的二维影像；基于配准装置在所述空间定位坐标系与所述影像坐标系之间建立空间位姿转换关系，将处于空间定位坐标系下的置入器械的空间坐标映射至影像坐标系内，得到患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置。2.根据权利要求1所述的基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述方法还包括基于患者骨折部位和置入器械在影像坐标系中的相对位置，规划置入器械的运动路径。3.根据权利要求1所述的基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述患者骨折部位、置入器械、配准装置的空间位置是采用红外光定位系统捕获的，具体为：所述患者骨折部位、置入器械、配准装置均连接有参考架，所述参考架上具有光学追踪小球，所述光学追踪小球被所述红外光定位系统捕获，进而获得患者骨折部位、置入器械、配准装置在三维的空间定位坐标系的空间位置。4.根据权利要求1所述的基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述配准装置固定在用于拍摄患者骨折部位正位、侧位影像的影像拍摄装置上，所述配准装置上具有配准小球，拍摄患者骨折部位正位、侧位影像时，得到含有配准小球的二维影像。5.根据权利要求4所述的基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述配准小球为N小球，每两个或三个小球相连时构成M条连线，M条连线的延长线在不同平面上交汇于一点，其中N、M为大于4的自然数整数，且N大于M。6.根据权利要求5所述的基于二维影像的骨折手术规划方法，其特征在于，所述配准小球为N小球，分布在至少2个相对的平面上，一个平面上小球相连时构成的连线的...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁通，
申请(专利权)人：北京维卓致远医疗科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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