CN113729943A - 虚拟骨面的处理方法、装置及翻修手术机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟骨面的处理方法、装置及翻修手术机器人。其中，该方法包括：获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。本发明解决了翻修手术的术前及术中的相关数据容易出现误差，导致无法精准植入补块或假体的技术问题。

Description

虚拟骨面的处理方法、装置及翻修手术机器人

技术领域

本发明涉及关节置换技术领域，具体而言，涉及一种虚拟骨面的处理方法、装置及翻修手术机器人。

背景技术

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、假体脱位等等诸多原因，在实施初次关节置换术后的患者中仍有较大一部分需要进行翻修手术。

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，有一个翻修手术中始终没有解决的问题是如何将补块或假体精准地安放。针对这种情况，现有的一些导航或机器人系统尝试将假体在计算机辅助下精准植入，但是，由于翻修手术病人的复杂性，如何在术中重建并注册病人的虚拟骨面，目前仍没有太好的方法。

例如，传统的机器人技术中，骨骼注册（又称为配准）用来将术中获取的模型数据与术前的模型数据进行算法拟合，以获取其空间位姿的转换关系。这一技术路径的核心在于术前及术中的模型数据应尽可能一致，如果出现大范围内不一致的情况，这种技术途径无法走通。而在翻修手术中，恰恰这一问题非常严重。术前数据的伪影较重，而且术中病人取出假体后的骨质往往难以预测，这直接导致传统的3D扫描用以注册的方式无法走通。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种虚拟骨面的处理方法、装置及翻修手术机器人，以至少解决翻修手术的术前及术中的相关数据容易出现误差，导致无法精准植入补块或假体的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种虚拟骨面的处理方法，包括：获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

可选地，对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵，包括：对所述初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个所述初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；对所述处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；将多个所述处理中虚拟骨面分区分别与多个所述初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；根据所述配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对所述处理中的虚拟骨面以及所述初始的虚拟骨面进行配对；在配对完成后，对所述置信度分值在预设置信度分值范围内的所述初始的虚拟骨面进行二次配准，得到所述配准转换矩阵。

可选地，获取处理中的虚拟骨面，包括：对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；根据所述处理中的骨骼影像，得到所述处理中的虚拟骨面。

可选地，在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，所述方法还包括：向所述目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

可选地，在根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，所述方法还包括：控制骨面处理工具对所述处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

可选地，所述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

可选地，在控制骨面处理工具对所述处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，还包括：获取所述目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；根据所述解剖关键点对所述骨面处理进行评估。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种虚拟骨面的处理装置，包括：第一获取模块，用于获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；第一处理模块，用于对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；第二处理模块，用于根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种翻修手术机器人，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述中所述的虚拟骨面的处理方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述中所述的虚拟骨面的处理方法。

在本发明实施例中，采用获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面，通过对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，进而利用多次配准处理得到的配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，从而得到处理中重建的虚拟骨面，达到了减少虚拟骨面的误差的目的，从而实现了提高术中重建的虚拟骨面的可靠性，使得后续能够精准植入补块或假体的技术效果，进而解决了翻修手术的术前及术中的相关数据容易出现误差，导致无法精准植入补块或假体的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的虚拟骨面的处理方法的流程图；

图2是根据本发明可选实施例的翻修手术的导航系统的示意图；

图3是根据本发明可选实施例的翻修导航流程的示意图；

图4是根据本发明可选实施例的术中虚拟骨骼的示意图；

图5是根据本发明实施例的虚拟骨面的处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种虚拟骨面的处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的虚拟骨面的处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；

上述初始的虚拟骨面可以为术前的虚拟骨面，上述处理中的虚拟骨面可以为术中的虚拟骨面。上述虚拟骨面又称为虚拟骨骼（模型）。

在一种可选的实施方式中，获取处理中的虚拟骨面包括：对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；根据处理中的骨骼影像，得到处理中的虚拟骨面。

在一种可选的实施方式中，在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，上述方法还包括：向目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

步骤S104，对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；

在一种可选的实施方式中，对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵，包括：对初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；对处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；将多个处理中虚拟骨面分区分别与多个初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；根据配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对处理中的虚拟骨面以及初始的虚拟骨面进行配对；在配对完成后，对置信度分值在预设置信度分值范围内的初始的虚拟骨面进行二次配准，得到配准转换矩阵。

上述置信度分值是根据每一个初始虚拟骨面分区对应的初始骨骼影像的伪影程度来确定的；上述预设配准误差范围可以根据具体应用场景而设置，例如，预设配准误差范围可以为20%-40%；上述预设置信度分值范围也可以根据具体应用场景而设置，例如，预设置信度分值范围可以为20%-50%。

步骤S106，根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

在一种可选的实施方式中，在根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，上述方法还包括：控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

在一种可选的实施方式中，上述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

在一种可选的实施方式中，在控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，还包括：获取目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；根据解剖关键点对骨面处理进行评估。

通过上述步骤，可以通过对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，进而利用多次配准处理得到的配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，从而得到处理中重建的虚拟骨面，达到了减少虚拟骨面的误差的目的，从而实现了提高术中重建的虚拟骨面的可靠性，使得后续能够精准植入补块或假体的技术效果，进而解决了翻修手术的术前及术中的相关数据容易出现误差，导致无法精准植入补块或假体的技术问题。

下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。

针对目前翻修手术难以精准实施的问题，本发明可选实施方式提出一种适用于针对骨科翻修手术的导航系统，可用于术中复现手术策划，不仅可用于通用补块的引导植入，也可用于个性化定制补块的引导植入。在螺钉固定方面，不仅可以对打孔方向进行引导，也可以提示孔深。对翻修手术的整个流程进行了导航，实现了精准植入。

图2是根据本发明可选实施例的翻修手术的导航系统的示意图，如图2所示，由医生及患者Marker，定位模块、通信模块、数据处理模块、显示模块、存储模块组成。

医生/患者Marker，为红外光球阵列（主动/被动），或者二维码，或者条纹序列，以及其它具有相同技术原理的特征标记点。

定位模块，用于探测及识别阵列模式的探测装置，可将识别到的模式转换为空间三维坐标，用于患者骨骼以及手术工具的定位跟踪。

通信模块，用于对定位模块的数据进行处理，输出连接数据处理模块。

数据处理模块读取存储模块中的底层数据，包括工具模型、策划文件等所有导航需要的数据，并接受通信模块的输出，将所有数据进行处理后，生成渲染画面数据，传输到显示模块。

显示模块，将工具、骨骼、假体动态可视化，并对植入的位置、角度进行定量化显示。

图3是根据本发明可选实施例的翻修导航流程的示意图，如图3所示，手术过程分为两个阶段：术前和术后，其中，术前至少包括3D重建、翻修策划以及判断是定制假体还是通用补块等流程；术中至少包括骨骼注册、骨骼准备、预打螺丝孔、补块植入、螺钉固定、假体植入以及术后检查等流程。

可选地，通过表面拾取获得骨骼的实际外轮廓，与术前的影像/模型进行配准。例如，通过对术中病人实际骨面进行扫描，或翻模重建，结合点云配准算法，重建用于机器人手术的病人虚拟骨面。

术前策划使用的是病人的骨骼模型，用于骨骼逆向的图像包括CT，核磁等一种或多种模态。

翻修策划可由医生来自主进行，也可由工程师进行远程协助进行。

策划包括骨骼缺损的填充，采用通用化的补块或者针对患者本人进行个性化设计，并通过机加工或3D打印获得。

策划包括患者本身解剖结构以及力学结构的恢复，特别的，当用于髋关节翻修时，主要包括旋转中心、下肢长度以及偏置距离的恢复。

策划形成的文件包括病人骨骼模型，假体模型，工具模型，补块模型，个性化定制假体模型，假体六自由度信息，杯覆盖率，解剖关键点等所有需要用于术中导航实施的数据。

术中可使用的工具手术工具包括但不限于旋转体杆状结构。

术中虚拟骨骼（对应于上述虚拟骨面）注册重建阶段，使用扫描设备不仅获得病人病损部分的表面轮廓，还需要获取部分正常骨骼的外轮廓。图4是根据本发明可选实施例的术中虚拟骨骼的示意图，如图4所示，其中，虚拟骨骼至少包括：定位参考Marker41、连接架42、患者骨盆43、骨骼缺损部分44、正常骨骼部分45。

需要说明的是，面扫描的方法包括接触式/非接触式；面扫描的方法包括但不限于结构光、TOF（时差测距）等；扫描获取的格式包括但不限于点云。

扫描设备需要加装导航系统自身的Marker，可选地，红外光球阵列（主动/被动），或者二维码，或者条纹序列，以及其它具有相同技术原理的特征标记点。

扫描设备在工作前，需要进行标定，将扫描设备的坐标系与导航系统的坐标系进行统一，获取二者之间的转换关系。

术中在扫描病人的骨骼时，导航/机器人系统对扫描设备全程进行跟踪。

扫描完成后，通过扫描仪坐标系与导航/机器人的坐标系转换关系，将扫描得到的点云映射到导航坐标系。

扫描的骨骼部分根据术前重建的数据模态进行调整。具体的，当术前影像为CT时，需要扫描较多部分的非软骨部分。当术前影像为核磁时，可以扫描较多部分的软骨部分。

部分情况下，患者骨质由于缺损较大，或出血严重，难以通过常规扫描获取其虚拟骨面，那么扫描重建的部分可以不是病人骨骼本身，而是根据病人骨骼得到的翻模体。

需要说明的是，上述翻模体的材质包括但不限于骨水泥等可成型的无生物毒性的材料；翻模体需要至少包含1处以上的正常骨骼界面。另外，为提高扫描效果，可向病人骨骼表面或翻模体表面喷涂部分生物相容型粉末/显影剂。

获取点云后，通过包括但不限于ICP算法对所拾取的点云数据与术前模型数据进行匹配。上述算法可根据术前影像的置信度自动调整配准点云的权重，防止错误点云数据之间的配准。具体步骤如下：

1、对术前重建的骨面进行分区A(1)-A(n)（一般为4-16个分区），并根据术前医学影像的伪影程度对各分区给与置信度评分SA(1)-SA(n)。

2、对术中扫描获取的虚拟骨面进行分区，根据扫描的数据可分为4-16个分区B(1)-B(n)。

3、将所有分区分别（也可分组）与术前根据医学影像重建的骨面进行配准，并获取配准误差。

4、按照配准误差前20%-40%的骨面所获取的配准转换矩阵，对术中骨面与术前骨面进行配对，例如A1-B5，A3-B10等。

5、配对完成后，可根据术前置信度筛选前20%-50%的骨面，进行二次配准。其余骨面作为参考骨面参与术中虚拟骨面的重建。

6、根据二次配准得到的转换矩阵对术中扫描骨面与术前重建骨面进行拼接，获取病人的实际骨面。

医生可根据重建骨面对患者的策划进行调整，机器人的执行可按照该术中策划进行调整。

骨骼准备主要进行骨面处理，将骨面按照策划，或术中的实际情况将不规则骨赘去除，将不规则空腔或缺损处理成规则弧面，以便进行后续假体或补块的植入。

骨面处理工具包括但不限于：平面锯、弯曲锯、激光、水刀、超声振动和磨钻。

骨面处理工具在术中可被实时定位跟踪，并可通过工具提前设置的加工特征进行工具精度验证。

骨面处理过程可被动态显示，当处理工具的执行端与骨面接触时，骨骼模型可实时显示切削后的状态，在过切削时，软件可进行提示或报警。

可选地，翻修最终会通过螺钉对假体或补块进行固定。

可选地，螺钉植入前通常会预打螺钉孔。

打螺钉孔可以使用直钻或万向钻等打孔工具。当使用万向钻时，打孔的方向由软钻导向器进行确定。当使用万向钻时，万向钻可以提供多个不同的长度规格，使用机械限位对打孔深度进行限制。

可选地，在使用软钻进行打孔前，可将软钻导向器放于骨面，软件将在虚拟骨骼上显示虚拟孔道，以对打孔部位及打孔深度进行衡量。

补块持器通过螺纹或其它快接方式与补块进行锁定，其连接关系唯一固定。

补块的型号可以进行选择，选择的补块型号将实时在软件显示中进行更换。

可选地，如果使用到个性化定制的补块或假体，在假体设计时，应该设计与补块持器适配的唯一接口。

螺钉持器可以被实时定位跟踪，螺钉的位置通过螺钉持器来反映。

需要说明的是，在植入补块或假体时，如果空腔或缺损的形状和假体不符，无法植入，医生可返回骨骼准备页面。

可选地，根据手术要求或或膝关，医生可以在骨骼准备，预打螺钉孔，补块植入，螺钉固定等多步之间进行切换。

假体植入并对患者进行关节复位后，可以通过拾取病人骨骼或假体上的解剖关键点，对假体植入情况进行评估。需要说明的是，当进行髋关节翻修时，主要评估腿长、偏置距离、旋转中心、假体或补块的位置等。

软件可根据手术实施情况对手术结果生成报告，用于术后评估。

实施例2

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种虚拟骨面的处理装置，图5是根据本发明实施例的虚拟骨面的处理装置的示意图，如图5所示，该虚拟骨面的处理装置包括：第一获取模块52、第一处理模块54和第二处理模块56。下面对该虚拟骨面的处理装置进行详细说明。

第一获取模块52，用于获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；第一处理模块54，连接至上述第一获取模块52，用于对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；第二处理模块56，连接至上述第一处理模块54，用于根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

在上述实施例中，该虚拟骨面的处理装置可以通过对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，进而利用多次配准处理得到的配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，从而得到处理中重建的虚拟骨面，达到了减少虚拟骨面的误差的目的，从而实现了提高术中重建的虚拟骨面的可靠性，使得后续能够精准植入补块或假体的技术效果，进而解决了翻修手术的术前及术中的相关数据容易出现误差，导致无法精准植入补块或假体的技术问题。

此处需要说明的是，上述第一获取模块52、第一处理模块54和第二处理模块56对应于实施例1中的步骤S102至S106，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

可选地，上述第一处理模块54包括：第一划分单元，用于对初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；第二划分单元，用于对处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；第一配准单元，用于将多个处理中虚拟骨面分区分别与多个初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；配对单元，用于根据配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对处理中的虚拟骨面以及初始的虚拟骨面进行配对；第二配准单元，用于在配对完成后，对置信度分值在预设置信度分值范围内的初始的虚拟骨面进行二次配准，得到配准转换矩阵。

可选地，上述第一获取模块52包括：扫描单元，用于对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；得到单元，用于根据处理中的骨骼影像，得到处理中的虚拟骨面。

可选地，上述装置还包括：喷涂模块，用于在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，向目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

可选地，上述装置还包括：控制模块，用于在根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

可选地，上述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

可选地，上述装置还包括：第二获取模块，用于在控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，获取目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；评估模块，用于根据解剖关键点对骨面处理进行评估。

实施例3

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种翻修手术机器人，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为通过计算机程序执行上述中的虚拟骨面的处理方法。

本发明实施例提供了一种设备，该设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

可选地，对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵，包括：对初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；对处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；将多个处理中虚拟骨面分区分别与多个初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；根据配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对处理中的虚拟骨面以及初始的虚拟骨面进行配对；在配对完成后，对置信度分值在预设置信度分值范围内的初始的虚拟骨面进行二次配准，得到配准转换矩阵。

可选地，获取处理中的虚拟骨面，包括：对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；根据处理中的骨骼影像，得到处理中的虚拟骨面。

可选地，在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，方法还包括：向目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

可选地，在根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，方法还包括：控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

可选地，上述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

可选地，在控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，还包括：获取目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；根据解剖关键点对骨面处理进行评估。

实施例4

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时执行上述中的虚拟骨面的处理方法。

可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，和/或位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上述计算机可读存储介质包括存储的程序。

可选地，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行以下功能：获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

可选地，对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵，包括：对初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；对处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；将多个处理中虚拟骨面分区分别与多个初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；根据配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对处理中的虚拟骨面以及初始的虚拟骨面进行配对；在配对完成后，对置信度分值在预设置信度分值范围内的初始的虚拟骨面进行二次配准，得到配准转换矩阵。

可选地，获取处理中的虚拟骨面，包括：对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；根据处理中的骨骼影像，得到处理中的虚拟骨面。

可选地，在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，方法还包括：向目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

可选地，在根据配准转换矩阵对初始的虚拟骨面与处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，方法还包括：控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

可选地，上述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

可选地，在控制骨面处理工具对处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，还包括：获取目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；根据解剖关键点对骨面处理进行评估。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明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、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种虚拟骨面的处理方法，其特征在于，包括：

获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；

对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；

根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵，包括：

对所述初始的虚拟骨面进行划分，得到多个初始虚拟骨面分区，其中，每一个所述初始虚拟骨面分区对应一个置信度分值；

对所述处理中的虚拟骨面进行分区划分，得到多个处理中虚拟骨面分区；

将多个所述处理中虚拟骨面分区分别与多个所述初始虚拟骨面分区进行配准，得到配准误差；

根据所述配准误差在预设配准误差范围内的虚拟骨面对应的转换矩阵，对所述处理中的虚拟骨面以及所述初始的虚拟骨面进行配对；

在配对完成后，对所述置信度分值在预设置信度分值范围内的所述初始的虚拟骨面进行二次配准，得到所述配准转换矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取处理中的虚拟骨面，包括：

对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像；

根据所述处理中的骨骼影像，得到所述处理中的虚拟骨面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行扫描，得到处理中的骨骼影像之前，所述方法还包括：

向所述目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体喷涂生物相容型粉末或者显影剂。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面之后，所述方法还包括：

控制骨面处理工具对所述处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述骨面处理至少包括：预打螺钉孔、补块植入、螺钉固定以及假体植入。

7.根据权利要求5至6中任意一项所述的方法，其特征在于，在控制骨面处理工具对所述处理中重建的虚拟骨面对应的目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体进行骨面处理之后，还包括：

获取所述目标对象的骨骼和/或骨骼翻模体的解剖关键点；

根据所述解剖关键点对所述骨面处理进行评估。

8.一种虚拟骨面的处理装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取初始的虚拟骨面以及处理中的虚拟骨面；

第一处理模块，用于对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行多次配准处理，得到配准转换矩阵；

第二处理模块，用于根据所述配准转换矩阵对所述初始的虚拟骨面与所述处理中的虚拟骨面进行拼接处理，得到处理中重建的虚拟骨面。

9.一种翻修手术机器人，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至7任一项中所述的虚拟骨面的处理方法。

10.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至7任一项中所述的虚拟骨面的处理方法。

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