CN110772320A - 一种配准方法、配准装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及医疗器械领域，公开了一种配准方法、配准装置及计算机可读存储介质。本发明中，方法包括：根据规划图像中显影片的像素点和显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位追踪标记在规划图像中的位置；根据定位追踪标记的位置和跟踪器识别的定位追踪标记的位置信息，确定规划图像中的位置与跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；根据第一对应关系，确定第三对应关系；获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向，根据第三对应关系确定入路点的空间位置；控制机械臂运动。该方法能够将机械臂移动至与规划的入路点对应的空间位置，以及与规划的插入方向相对应的方向。

Description

一种配准方法、配准装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及医疗器械领域，特别涉及一种配准方法、配准装置及计算机可读存储介质。

背景技术

临床治疗中，例如，牙科临床等，医生必须将机械臂移动至病人的手术部位或其他特定区域，如病人身体上的基准标记，以便实现机械臂的配准。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于机械臂普遍比较笨重，这使得医生很难完成机械臂的配准。在某些手术中，比如脊柱植入手术，这项任务更是无法完成。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种配准方法、配准装置及计算机可读存储介质，使得能够将机械臂移动至与规划的手术工具的入路点对应的空间位置，以及与规划的手术工具的插入方向对应的方向。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种配准方法，包括以下步骤：

根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置；其中，规划图像包括病人手术部位的图像；根据定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，以及跟踪器识别的定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定规划图像中的位置与跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；根据第一对应关系，以及跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系；获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向；根据第三对应关系以及入路点在规划图像中的位置，确定入路点的空间位置；控制机械臂运动，使机械臂上的插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应；其中，插入孔用于放置手术工具；控制机械臂旋转，使插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致。

本发明的实施方式还提供了一种配准装置，包括：第一确定模块、获取模块、第二确定模块、第一控制模块和第二控制模块；第一确定模块用于根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置；其中，规划图像包括病人手术部位的图像；根据定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，以及跟踪器识别的定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定规划图像中的位置与跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；根据第一对应关系，以及跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系；获取模块用于获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向，其中，规划图像包括手术部位的图像；第二确定模块用于根据第三对应关系以及入路点在规划图像中的位置，确定入路点的空间位置；第一控制模块用于控制机械臂运动，使机械臂上的插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应；其中，插入孔用于插入手术工具；第二控制模块用于控制机械臂旋转，使插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致。

本发明的实施方式还提供了一种配准装置，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施方式提及的配准方法。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式提及的配准方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，配准装置能够根据规划图像中像素点与空间位置的第三对应关系，确定与规划的手术工具的入路点对应的手术工具的入路点，以及与规划的手术工具的插入方向对应的手术工具的插入方向，使得配准装置能够实现机械臂的空间配准。并且，配准装置能够将机械臂移动至与规划的入路点对应的空间位置，并使机械臂上的插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致，不需要医生移动机械臂，减轻了医生的工作量。

另外，根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，具体包括：根据规划图像的灰度值，分割规划图像，确定显影片在规划图像中的像素点；确定分割得到的显影片的像素点与预设图像中的显影片的像素点的第四对应关系，其中，预设图像包括显影片的图像和定位部件的图像；根据预设图像，确定显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系；根据第四对应关系，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。该方式中，通过将规划图像中的显影片的图像与预设图像配准，确定了定位部件的定位追踪标记在规划图像中的像素点。

另外，在根据第一对应关系，以及跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系之前，配准方法还包括：控制机械臂沿预设轨迹运动，在机械臂的运动过程中，获取机械臂的空间位置和跟踪器识别的机械臂的位置信息；确定跟踪器识别的机械臂的位置信息和机械臂的空间位置的第五对应关系；根据第五对应关系，确定第二对应关系。

另外，控制机械臂运动，使机械臂上的插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应，具体包括：根据跟踪器识别的机械臂上的追踪标记的当前位置信息，确定机械臂的当前的空间位置；根据机械臂的当前的空间位置，以及机械臂的目标位置，生成机械臂的运动路径，其中，目标位置为插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应时，机械臂的空间位置，运动路径不为直线；控制机械臂沿机械臂的运动路径运动至目标位置。该方式中，由于机械臂的运动路径不为直线，机械臂在运动至目标位置的过程中不断纠偏，减小了机械臂在运动至目标位置时的误差。

另外，在控制机械臂旋转，使插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致之后，配准方法还包括：在插入孔中插入手术工具；根据手术工具的追踪标记当前的位置信息、手术工具的插入方向，以及手术工具的模型，在规划图像中生成手术工具的虚拟图像。该方式中，配准装置在规划图像中生成手术工具的虚拟图像，使得医生可以直观地看到手术工具与手术部位的相对位置关系，确定手术工具的入路点与插入方向是否正确。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式的配准方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施方式的配准方法的流程图；

图3是根据本发明第三实施方式的配准装置的结构示意图；

图4是根据本发明第四实施方式的配准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

需要说明的是，本发明的各实施方式以配准方法在牙科导航系统中的应用为例进行说明，实际应用中，其他导航系统的配准方法也可以参考本发明的各实施方式。

本发明的第一实施方式涉及一种配准方法，应用于牙科导航系统的配准装置。其中，牙科导航系统包括配准装置、跟踪器和机械臂。具体流程如图1所示。

步骤101：根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。

具体地说，规划图像包括病人手术部位的图像。在进行牙科手术时，医生在病人手术部位附近放置显影片，并拍摄病人的手术部位的图像。配准装置中存储有显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系。配准装置根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。

需要说明的是，病人的手术部位的图像可以是根据手术部位的颌面锥形束电子计算机断层扫描(Cone beam Computed Tomography，简称CBCT)图像生成的三维图像，也可以是根据X光检查得到的图像生成的三维图像。

具体实现中，显影片由高对比度材料制成，例如，铝、钛合金。进一步的，支撑显影片的材料具有各向异性，且其形状具有不对称性。

值得一提的是，由于显影片由高对比度材料制成，使得配准装置容易对显影片进行分割。由于显影片具有各向异性，且不对称，使得配准装置能够更准确地将规划图像中的显影片的像素点与预设图像中的像素点对应。

以下对配准装置确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置的过程进行说明。

配准装置根据规划图像的灰度值，分割规划图像，确定显影片在规划图像中的像素点。例如，配准装置通过阈值分割算法，如硬聚类算法(K-means算法)、最大类间方差法(otsu算法)，以及重构算法，如等值面提取算法(marching cubes算法，简称MC算法)，分割出规划图像中的显影片。配准装置中存储有预设图像，预设图像包括显影片的图像和定位部件的图像。配准装置根据预设图像，确定显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系。配准装置根据分割得到的显影片的像素点和预设图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定分割得到的显影片的像素点与预设图像中的显影片的像素点的第四对应关系，配准装置根据第四对应关系，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。例如，显影片和定位部件均通过U型夹具固定在病人身上，预设图像中包含以下信息：显影片与U型夹具的位置关系、定位部件与U型夹具的位置关系，以及定位部件的定位追踪标记的位置。配准装置根据预设图像中的显影片与U型夹具的位置关系，以及定位部件与U型夹具的位置关系，确定显影片和定位部件的位置关系。配准装置根据显影片和定位部件的位置关系，以及定位部件的定位追踪标记的位置，确定显影片与定位追踪标记的位置关系，进而确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。

步骤102：根据定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，以及跟踪器识别的定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定规划图像中的位置与跟踪器识别的位置信息的第一对应关系。

具体地说，医生在拍摄病人的手术部位的图像后，将显影片取下，为病人戴上带有定位追踪标记的定位部件。跟踪器识别定位部件的定位追踪标记的位置信息，并将定位部件的定位追踪标记的位置信息传输至配准装置。配准装置根据定位部件的定位追踪标记的位置信息，以及定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，确定规划图像中的定位追踪标记的像素点与定位追踪标记的位置信息的第六对应关系。配准装置根据第六对应关系，确定第一对应关系。

步骤103：根据第一对应关系，以及跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系。

具体地说，配准装置中预先存储有跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，或者，配准装置通过执行相关指令，获取了跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系。

步骤104：获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向。

具体地说，配准装置获取医生在手术部位的图像上规划本次手术操作中手术工具的入路点和手术工具的插入方向，据此确定机械臂的目标位置和目标方向。

需要说明的是，手术工具可以是牙科手术中的植入物，也可以是手术过程中用到的其他工具。

步骤105：根据第三对应关系以及入路点在规划图像中的位置，确定入路点的空间位置。

步骤106：控制机械臂运动，使机械臂上的插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应。

具体地说，插入孔用于放置手术工具。配准装置根据跟踪器识别的机械臂上的追踪标记的当前位置信息，确定机械臂的当前的空间位置。根据机械臂的当前的空间位置，以及机械臂的目标位置，生成机械臂的运动路径。其中，目标位置为插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应时，机械臂的空间位置。

具体实现中，配准装置中存储有机械臂的追踪标记的空间位置与机械臂的插入孔的空间位置的相对位置关系。根据该相对位置关系，以及入路点的空间位置，配准装置能够确定机械臂的目标位置。

具体实现中，配准装置为机械臂规划从当前的空间位置运动至目标位置的第一路径，第一路径为当前空间位置至目标位置的最短路径，并控制机械臂沿第一路径运动。在机械臂的运动过程中，配准装置获取机械臂的实时位置，或每间隔一段时间获取一次机械臂的实时位置。配准装置根据机械臂的实时位置，判断机械臂是否位于第一路径上，若机械臂不位于第一路径上，且与第一路径的距离大于预设值，则重新为机械臂规划到达目标位置的第二路径，或，为机械臂规划运动至第一路径的第三路径，控制机械臂沿第三路径运动至第一路径后，控制机械臂沿第一路径向目标位置运动。其中，第三路径为机械臂的实时位置至第一路径的最短路径。

值得一提的是，机械臂的实时位置与规划的路径的距离大于预设值时，重新为机械臂规划路径，或，控制机械臂运动回规划的路径，减小了机械臂的运动偏差。

具体实现中，为确保机械臂不会误伤病人，可以使机械臂与病人保持一定预设距离。配准装置根据入路点的空间位置和预设距离，确定插入孔的空间位置，并根据插入孔的空间位置和插入孔和机械臂的相对位置，确定机械臂的目标位置，控制机械臂运动至目标位置。

步骤107：控制机械臂旋转，使插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致。

具体地说，插入孔的开孔方向为插入孔的中心轴线的方向。配准装置根据规划图像，确定规划图像中规划的手术工具的插入方向。

以下对实现插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致的方法进行举例。

具体实现中，机械臂上配置有各种传感器，配准装置可以根据机械臂的传感器反馈的数据确定机械臂的方向。配准装置根据规划的手术工具的插入方向，以及机械臂的方向与插入孔的开孔方向的对应关系，确定机械臂的目标方向。配准装置控制机械臂旋转至目标方向，其中，目标方向为插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致时机械臂的方向。

另一具体实现中，配准系统还包括方向配准装置，方向配准装置包括定位销和基体，其中，定位销垂直于基体。将定位销插入机械臂的插入孔，使得插入孔的中心轴垂直于基体的平面，跟踪器识别机械臂的追踪标记和方向配准装置的追踪标记，根据机械臂的追踪标记和方向配准装置的追踪标记所确定的空间坐标系之间的位置关系，得到插入孔的开孔方向。配准装置实时监测插入孔的开孔方向，当插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致时，停止机械臂的旋转。

值得一提的是，由配准装置控制机械臂运动，且进行机械臂的配准，减少了医生的工作量，比人工配准更省时省力。

需要说明的是，本实施方式中，为阐述清楚，将步骤107作为步骤106的后续步骤，实际应用中，步骤107和步骤106可以同时执行，也可以先执行步骤107，再执行步骤106。本实施方式不限制步骤106和步骤107的执行顺序。

与现有技术相比，本实施方式中提供的配准方法中，配准装置能够根据规划图像中像素点与空间位置的第三对应关系，确定与规划的手术工具的入路点对应的手术工具的入路点，以及与规划的手术工具的插入方向对应的手术工具的插入方向，使得配准装置能够实现机械臂的空间配准。并且，配准装置能够将机械臂移动至与规划的入路点对应的空间位置，并使机械臂上的插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致，不需要医生移动机械臂，减轻了医生的工作量。除此之外，机械臂的实时位置与规划的路径的距离大于预设值时，重新为机械臂规划路径，或，控制机械臂运动回规划的路径，减小了机械臂的运动偏差。

本发明的第二实施方式涉及一种配准方法，本实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，具体改进之处为：在步骤103之前和步骤107之后，增加了其他相关步骤。

具体的说，如图2所示，在本实施方式中，包含步骤201至步骤209，其中，步骤201、步骤202、步骤204至步骤208分别与第一实施方式中的步骤101至步骤107大致相同，此处不再赘述。下面主要介绍不同之处：

执行步骤201和步骤202。

步骤203：确定跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系。

具体地说，配准装置控制机械臂沿预设轨迹运动，在机械臂的运动过程中，获取机械臂的空间位置和跟踪器识别的机械臂的位置信息；确定跟踪器识别的机械臂的位置信息和机械臂的空间位置的第五对应关系；根据第五对应关系，确定第二对应关系。

具体实现中，配准装置在规划图像中生成预设区域。其中，预设区域的大小可以根据需要设定，位置可以根据手术部位的参数确定。配准装置根据跟踪器识别的机械臂的位置信息，确定机械臂是否处于预设区域中，并在确定机械臂处于预设区域时，获取机械臂的空间位置。配准装置根据机械臂处于预设区域时的空间位置，以及手术部位的参数，生成预设轨迹，并控制机械臂沿预设轨迹运动。具体实施方式中，手术部位的参数可以包括病人的手术部位的形状和尺寸等相关参数。例如，手术部位为病人的头部时，配准装置根据病人的头部的形状与尺寸，确定预设轨迹为圆形。该圆形的直径等于病人的头部的尺寸，且该圆形的运动轨迹的起点为机械臂处于预设区域时的空间位置。配准装置在预设轨迹中随机选取M个点，其中，M为正整数。在机械臂运动的过程中，配准装置获取机械臂运动至每个点时的机械臂的空间位置和跟踪器识别的机械臂的位置信息，并根据每个点的跟踪器识别的机械臂的位置信息和机械臂的空间位置的对应关系，确定第五对应关系，并根据五对应关系确定第二对应关系。

执行步骤204至步骤208。

步骤209：在插入孔中插入手术工具，根据手术工具的追踪标记当前的位置信息、手术工具的插入方向，以及手术工具的模型，在规划图像中生成手术工具的虚拟图像。

具体地说，配准装置还包括显示装置。配准装置中存储有手术工具的模型，根据手术工具的模型的追踪标记的位置，以及跟踪器识别的手术工具的追踪标记的当前的位置信息，配准装置可以确定手术工具的插入深度。根据跟踪器识别的手术工具的追踪标记的当前的位置信息，配准装置可以确定手术工具的追踪标记在规划图像中的像素点。配准装置控制显示装置显示规划图像，并根据手术工具的追踪标记在规划图像中的像素点，手术工具的模型和手术工具的插入方向，在规划图像中生成手术工具的虚拟图像。

值得一提的是，配准装置在规划图像中生成手术工具的虚拟图像，使得医生可以直观地看到手术工具与手术部位的相对位置关系，确定手术工具的入路点与插入方向是否正确。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

与现有技术相比，本实施方式中提供的配准方法中，配准装置能够根据规划图像中像素点与空间位置的第三对应关系，确定与规划的手术工具的入路点对应的手术工具的入路点，以及与规划的手术工具的插入方向对应的手术工具的插入方向，使得配准装置能够实现机械臂的空间配准。并且，配准装置能够将机械臂移动至与规划的入路点对应的空间位置，并使机械臂上的插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致，不需要医生移动机械臂，减轻了医生的工作量。除此之外，配准装置在规划图像中生成手术工具的虚拟图像，使得医生可以直观地看到手术工具与手术部位的相对位置关系，确定手术工具的入路点与插入方向是否正确。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种配准装置，如图3所示，包括：第一确定模块301、获取模块302、第二确定模块303、第一控制模块304和第二控制模块305。第一确定模块301用于根据规划图像中显影片的像素点，以及显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置；其中，规划图像包括病人手术部位的图像；根据定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，以及跟踪器识别的定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定规划图像中的位置与跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；根据第一对应关系，以及跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系。获取模块302用于获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向，其中，规划图像包括手术部位的图像。第二确定模块303用于根据第三对应关系以及入路点在规划图像中的位置，确定入路点的空间位置；第一控制模块304用于控制机械臂运动，使机械臂上的插入孔的空间位置与入路点的空间位置对应；其中，插入孔用于插入手术工具。第二控制模块305用于控制机械臂旋转，使插入孔的开孔方向与规划的手术工具的插入方向一致。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种配准装置，如图4所示，包括：至少一个处理器401；以及，与至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，存储器402存储有可被至少一个处理器401执行的指令，指令被至少一个处理器401执行，以使至少一个处理器401能够执行上述实施方式提及的配准方法。

该配准装置包括：一个或多个处理器401以及存储器402，图4中以一个处理器401为例。处理器401、存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施方式中机械臂的方向和插入孔的开孔方向的对应关系就存储于存储器402中。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述配准方法。

存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储选项列表等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施方式中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至外接设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一个或者多个模块存储在存储器402中，当被一个或者多个处理器401执行时，执行上述任意方法实施方式中的配置方法。

上述产品可执行本申请实施方式所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施方式中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施方式所提供的方法。

本发明第五实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种配准方法，其特征在于，包括：

根据规划图像中显影片的像素点，以及所述显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定所述定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置；其中，所述规划图像包括病人手术部位的图像；

根据所述定位部件的定位追踪标记在所述规划图像中的位置，以及跟踪器识别的所述定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定所述规划图像中的位置与所述跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；

根据所述第一对应关系，以及所述跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定所述规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系；

获取规划的手术工具的入路点在所述规划图像中的位置以及规划的所述手术工具的插入方向；

根据所述第三对应关系以及所述入路点在所述规划图像中的位置，确定所述入路点的空间位置；

控制机械臂运动，使所述机械臂上的插入孔的空间位置与所述入路点的空间位置对应；其中，所述插入孔用于放置所述手术工具；

控制所述机械臂旋转，使所述插入孔的开孔方向与所述规划的所述手术工具的插入方向一致。

2.根据权利要求1所述的配准方法，其特征在于，所述根据规划图像中显影片的像素点，以及所述显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定所述定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置，具体包括：

根据所述规划图像的灰度值，分割所述规划图像，确定所述显影片在所述规划图像中的像素点；

确定分割得到的所述显影片的像素点与预设图像中的显影片的像素点的第四对应关系，其中，所述预设图像包括所述显影片的图像和所述定位部件的图像；

根据所述预设图像，确定所述显影片与所述定位部件的定位追踪标记的位置关系；

根据所述第四对应关系，以及所述显影片与所述定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定所述定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置。

3.根据权利要求1或2所述的配准方法，其特征在于，在所述根据所述第一对应关系，以及所述跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定所述规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系之前，所述配准方法还包括：

控制所述机械臂沿预设轨迹运动，在所述机械臂的运动过程中，获取所述机械臂的空间位置和所述跟踪器识别的所述机械臂的位置信息；

确定所述跟踪器识别的所述机械臂的位置信息和所述机械臂的空间位置的第五对应关系；

根据所述第五对应关系，确定所述第二对应关系。

4.根据权利要求1或2所述的配准方法，其特征在于，所述控制机械臂运动，使所述机械臂上的插入孔的空间位置与所述入路点的空间位置对应，具体包括：

根据跟踪器识别的机械臂上的追踪标记的当前位置信息，确定所述机械臂的当前的空间位置；

根据所述机械臂的当前的空间位置，以及所述机械臂的目标位置，生成所述机械臂的运动路径，其中，所述目标位置为所述插入孔的空间位置与所述入路点的空间位置对应时，所述机械臂的空间位置；

控制所述机械臂沿所述机械臂的运动路径运动至所述目标位置。

5.根据权利要求1或2所述的配准方法，其特征在于，在所述控制所述机械臂旋转，使所述插入孔的开孔方向与所述规划的手术工具的插入方向一致之后，所述配准方法还包括：

在所述插入孔中插入所述手术工具；

根据所述手术工具的追踪标记当前的位置信息、所述手术工具的插入方向，以及所述手术工具的模型，在所述规划图像中生成所述手术工具的虚拟图像。

6.一种配准装置，其特征在于，包括：第一确定模块、获取模块、第二确定模块、第一控制模块和第二控制模块；

所述第一确定模块用于根据规划图像中显影片的像素点，以及所述显影片与定位部件的定位追踪标记的位置关系，确定所述定位部件的定位追踪标记在规划图像中的位置；其中，所述规划图像包括病人手术部位的图像；根据所述定位部件的定位追踪标记在所述规划图像中的位置，以及跟踪器识别的所述定位部件的定位追踪标记的位置信息，确定所述规划图像中的位置与所述跟踪器识别的位置信息的第一对应关系；根据所述第一对应关系，以及所述跟踪器识别的位置信息与空间位置的第二对应关系，确定所述规划图像中的像素点与空间位置的第三对应关系；

所述获取模块用于获取规划的手术工具的入路点在规划图像中的位置以及规划的手术工具的插入方向，其中，所述规划图像包括手术部位的图像；

所述第二确定模块用于根据所述第三对应关系以及所述入路点在所述规划图像中的位置，确定所述入路点的空间位置；

所述第一控制模块用于控制机械臂运动，使所述机械臂上的插入孔的空间位置与所述入路点的空间位置对应；其中，所述插入孔用于插入所述手术工具；

所述第二控制模块用于控制所述机械臂旋转，使所述插入孔的开孔方向与所述规划的手术工具的插入方向一致。

7.一种配准装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-5任一所述的配准方法。

8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的配准方法。

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