【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械，具体涉及一种配准装置、方法及手术系统。
技术介绍
1、骨骼的周围存在大量的血管和神经纤维。现有骨科关节手术置换术的执行过程中，仅对骨骼进行刚性配准，而不考虑血管及神经纤维一类的软组织。这导致，在骨科关节手术的执行过程中，容易出现血管损伤和/或神经纤维损伤问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种配准装置、方法及手术系统，旨在减少骨科关节置换术中出现的血管损伤和/或神经纤维损伤问题，提高手术安全性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种配准装置，包括：
3、模态转换模块，用于对当前对象的第一目标区域的术前的第一cta影像进行模态转换，得到所述第一目标区域的计算mri影像；
4、点云提取模块，用于基于所述第一cta影像、所述计算mri影像得到所述第一目标区域内的骨的术前点云和软组织的术前点云；所述软组织包括神经纤维和血管；以及，基于所述第一目标区域在术中的多张实际影像得到所述第一目标区域内的骨的术中点云；
5、配准模块，用于对所述骨的术中点云与所述骨的术前点云进行配准，得到目标转换矩阵；
6、点云生成模块，用于至少基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到所述第一目标区域内的软组织的术中点云。
7、可选地，所述点云生成模块用于：基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到粗略的软组织的术中点云；
8、基于所述粗略的软组织的术中点云和校正模型得到准确的软组织的术
9、可选地，所述校正模型基于既往对象的所述第一目标区域在第一体位下的第二cta影像和在第二体位下的第三cta影像得到，所述第一体位与所述第二体位不同。
10、可选地，所述模态转换模块利用模态转换模型对所述术前cta影像进行模态转换；所述模态转换模型基于既往对象的第二目标区域在相同体位下的第四cta影像和真实mri影像得到。
11、可选地，所述点云提取模块用于：
12、对所述计算mri影像进行图像分割，得到所述第一目标区域内的第一骨分割影像和神经纤维分割影像；
13、对所述术前cta影像进行图像分割，得到所述第一目标区域内的血管分割影像；
14、基于所述第一骨分割影像得到所述骨的术前点云、基于所述神经纤维分割影像得到所述神经纤维的术前点云、基于所述血管分割影像得到所述血管的术前点云。
15、可选地，所述点云提取模块用于：
16、对所述第一骨分割影像进行表面提取，得到骨表面影像；
17、基于所述骨表面影像得到所述骨的术前点云。
18、可选地，所述点云提取模块用于：
19、在所述软组织分割影像上获取软组织中心线；
20、获取所述软组织中心线上的每个点的垂直向量集；
21、基于所述软组织中心上的每个点的所述垂直向量集获取所述软组织中心线上的每个点的所有垂直向量；
22、获取所述软组织中心线上的每个点的每个所述垂直向量与所述软组织分割影像的边缘的交点，并以所述软组织中心线上的所有点的所述垂直向量与所述软组织分割影像的边缘的交点的集合作为相应的所述软组织的术前点云；
23、所述软组织分割影像为所述神经纤维分割影像或所述血管分割影像。
24、可选地，所述点云提取模块用于：
25、对所有的所述实际影像进行图像分割，得到每一张所述实际影像的第二骨分割影像；
26、对所有的所述第二骨分割影像进行特征匹配；
27、基于所有的所述第二骨分割影像的匹配结果依次进行稀疏重建和稠密重建。
28、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种配准方法，包括：
29、对当前对象的第一目标区域的术前的第一cta影像进行模态转换，得到所述第一目标区域的计算mri影像；
30、基于所述第一cta影像、所述计算mri影像得到所述第一目标区域内的骨的术前点云和软组织的术前点云；所述软组织包括神经纤维和血管；
31、基于所述第一目标区域在术中的多张实际影像得到所述第一目标区域内的骨的术中点云；
32、对所述骨的术中点云与所述骨的术前点云进行配准，得到目标转换矩阵；以及，
33、至少基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到所述第一目标区域内的软组织的术中点云。
34、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种手术系统，包括：
35、机械臂；
36、光学定位组件，包括光学靶标和光学相机，所述光学靶标用于设置在当前对象的目标区域的骨骼上，所述光学相机用于设置在所述机械臂的末端，并用于拍摄当前对象的第一目标区域的实际影像，所述实际影像上显示出所述光学靶标的影像；以及，
37、控制单元，与所述机械臂机及所述光学相机通信连接；
38、所述控制单元被配置用于在术中执行：控制所述机械臂运动，以带动所述光学相机运动，并使得所述光学相机到所述第一目标区域内的骨关节的中心点的距离恒定，同时，控制所述光学相机拍摄不同视角下的所述第一目标区域的所述实际影像；
39、所述控制单元还包括如前所述的配准装置。
40、与现有技术相比，本专利技术的配准装置、方法及手术系统具有如下优点：
41、前述的配准方法包括对当前对象的第一目标区域的术前cta影像进行模态转换，得到所述第一目标区域的计算mri影像；基于所述术前cta影像和所述计算mri影像得到所述第一目标区域内的骨的术前点云和软组织的术前点云；所述软组织包括神经纤维和血管；基于所述第一目标区域在术中的多张实际影像得到所述第一目标区域内的骨的术中点云；所述实际影像由光学相机在不同视角下拍摄得到，且所述光学相机与所述第一目标区域内的骨关节的中心点的距离恒定，每张所述实际影像中还显示出用于对所述目标区域进行定位的光学靶标；对所述骨的术中点云和所述骨的术前点云进行配准，得到目标转换矩阵；以及，至少基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到所述第一目标区域内的软组织的术中点云。得到所述第一目标区域内的软组织的术中点云实际就得到了血管、神经纤维在术中的实际坐标，也就是说，在骨关节置换术的过程中，通过执行该配准方法，可以得到第一目标区域内的神经纤维、血管在现实坐标系下的实际位置，那么在手术过程中，就可以基于骨、神经纤维、血管的实际位置进行术中导航，减少对神经纤维、血管的损伤，提高手术安全性。
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1.一种配准装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的配准装置，其特征在于，所述点云生成模块用于：基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到粗略的软组织的术中点云；
3.根据权利要求2所述的配准装置，其特征在于，所述校正模型基于既往对象的所述第一目标区域在第一体位下的第二CTA影像和在第二体位下的第三CTA影像得到，所述第一体位与所述第二体位不同。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的配准装置，其特征在于，所述模态转换模块利用模态转换模型对所述术前CTA影像进行模态转换；所述模态转换模型基于既往对象的第二目标区域在相同体位下的第四CTA影像和真实MRI影像得到。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的配准装置，其特征在于，所述点云提取模块用于：
6.根据权利要求5所述的配准装置，其特征在于，所述点云提取模块用于：
7.根据权利要求5所述的配准装置，其特征在于，所述点云提取模块用于：
8.根据权利要求1-3中任一项所述的配准装置，其特征在于，所述点云提取模块用于：
9.一种配准
10.一种手术系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种配准装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的配准装置，其特征在于，所述点云生成模块用于：基于所述软组织的术前点云和所述目标转换矩阵得到粗略的软组织的术中点云；
3.根据权利要求2所述的配准装置，其特征在于，所述校正模型基于既往对象的所述第一目标区域在第一体位下的第二cta影像和在第二体位下的第三cta影像得到，所述第一体位与所述第二体位不同。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的配准装置，其特征在于，所述模态转换模块利用模态转换模型对所述术前cta影像进行模态转换；所述模态转换...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：苏州微创畅行机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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