CN114246635B - 一种截骨平面定位方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种截骨平面定位方法、系统及装置，涉及数据处理技术领域，应用于截骨手术系统中的控制设备，获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取CT图像中骨骼的第一点云数据；在手术对象上安装固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于位姿采集设备的第二点云数据；基于第一点云数据与第二点云数据，计算CT图像表示的区域相对于位姿采集设备的第三位姿；基于第一位姿、第二位姿、第三位姿与第一位置，确定预设截骨平面相对于机械臂的位置。应用本发明实施例提供的方案可以提高截骨平面定位的准确度。

Description

一种截骨平面定位方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种截骨平面定位方法、系统及装置。
背景技术
手术对象的关节或骨骼可能会发生病变，例如，手术对象的腿部产生膝骨关节炎，可能伴有膝内翻畸形并造成关节内的持重应力分布改变，导致力线的不平衡，继而加速膝骨关节炎的病变。为了治疗病症可以对手术对象进行截骨，在进行截骨手术时需要定位截骨平面，并沿截骨平面向骨骼中打入两根克氏针，用摆锯沿着两根克氏针标记的截骨平面进行截骨，截骨平面定位的准确与否决定了截骨手术的效果。
现有技术中，在进行截骨手术的过程中，医生需要手动定位截骨平面并进行截骨，此方法基于医生自身的经验，定位的截骨平面准确度较低，从而会影响截骨手术的效果。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种截骨平面定位方法、系统及装置，以提高截骨平面定位的准确度。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种截骨平面定位方法，应用于截骨手术系统中的控制设备，所述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，所述方法包括：
获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；
在手术对象上安装所述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；
基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
第二方面，本发明实施例提供了一种截骨平面定位系统，所述系统包括：控制设备、位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，所述方法包括：
所述位姿采集设备，用于在手术对象上安装所述固定架之后，实时采集位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据；向所述控制设备发送所述第一位姿、第二位姿以及第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
所述控制设备，用于获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
第三方面，本发明实施例提供了一种截骨平面定位装置，应用于截骨手术系统中的控制设备，所述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，所述装置包括：
位置获取模块，用于获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；
第一位姿获取模块，用于在手术对象上安装所述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
位姿计算模块，用于基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；
第一位置确定模块，用于基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一所述的方法步骤。
第六方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法步骤。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供了一种截骨平面定位方法，获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取CT图像中骨骼的第一点云数据；获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及手术对象骨骼上的目标点相对于位姿采集设备的第二点云数据，其中，第二标记物设置于手术对象表面、预设截骨平面的截骨区域中，第一位姿与第二位姿为：相对于位姿采集设备的位姿；基于第一点云数据与第二点云数据，计算CT图像表示的区域相对于位姿采集设备的第三位姿；基于第一位姿、第二位姿、第三位姿与第一位置，确定预设截骨平面相对于机械臂的位置。
由以上可见，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例提供的第一种截骨平面定位方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种截骨平面定位方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的第三种截骨平面定位方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种截骨平面定位系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的第四种截骨平面定位方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的第五种截骨平面定位方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的第六种截骨平面定位方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种截骨平面定位装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，在进行截骨手术时，往往依靠医生手动定位截骨平面进行截骨，存在截骨平面定位的准确度较低的问题，为解决这一问题，本发明实施例提供了一种截骨平面定位方法、系统及装置。
本发明实施例提供了一种截骨平面定位方法，应用于截骨手术系统中的控制设备，上述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，上述方法包括：
获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取上述CT图像中骨骼的第一点云数据；
在手术对象上安装上述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于上述位姿采集设备的第二点云数据，其中，上述第二标记物固定于上述固定架上，设置于上述手术对象上、上述预设截骨平面所在的截骨区域中，上述第一位姿与第二位姿为：相对于上述位姿采集设备的位姿；
基于上述第一点云数据与第二点云数据，计算上述CT图像表示的区域相对于上述位姿采集设备的第三位姿；
基于上述第一位姿、第二位姿、第三位姿与上述第一位置，确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂的位置。
由以上可见，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
本发明实施例应用于截骨手术的过程中，手术对象可以是人、动物等，被截骨的骨骼可以为手术对象体内的任意骨骼，例如，可以为手术对象腿部的胫骨等，则上述截骨手术为胫骨截骨手术。
另外，本发明实施例应用于截骨手术系统中的控制设备，上述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装在手术对象上的固定架，上述固定架上固定有第二标识物。
上述控制设备可以为控制电脑，控制设备可以安装于控制台车上，控制台车上除了安装有控制设备，还可以安装显示器、键盘、鼠标、交换机、台车和吊臂。
其中，显示器可以显示控制设备在截骨手术过程中接收到的各类信息以及计算得到的各类信息。用户可以通过键盘、鼠标操作控制设备。交换机用于协助控制设备与位姿采集设备、机械臂之间进行通信。台车用于承载控制设备并调整控制设备的位置。
另外，上述位姿采集设备可以是双目视觉系统，双目视觉系统采集的位姿是三维信息，上述位姿采集设备可以安装于上述控制台车的吊臂上，位姿采集设备与交换机连接，能够与控制设备进行通信。其中，上述双目视觉系统采集位姿的方式属于现有技术，本发明实施例对此不再赘述。
再者，上述机械臂可以安装于手术机器人台车上，除了机械臂之外，上述手术机器人台车还可以包含用于控制机械臂运动的机械臂控制模块、用于与控制设备进行通信的通信模块，用于调整手术机器人台车的位置的台车升降模块。
另外，机械臂的末端始终安装有第一标记物，导向器、摆锯和撑开器可以更换安装于机械臂末端。
其中，导向器用于指示截骨平面的位置、摆锯用于进行截骨、撑开器用于在截骨后撑开创口。
由于第一标记物始终安装于机械臂的固定位置处，因此第一标记物与机械臂之间的相对位置是固定且可以预先获知的。
再者，上述第二标识物固定于固定架上，则在固定架安装于手术对象上预设截骨平面所在的截骨区域上之后，相当于第二标识物被设置在截骨区域中。手术对象发生移动或形变之后，固定架会随着手术对象发生移动，第二标识物也会随着固定架发生相同的移动，因此第二标识物的移动会反映手术对象的移动情况。
参见图1，为本发明实施例提供的第一种截骨平面定位方法的流程示意图，应用于上述控制设备，上述方法包括以下步骤S101-S104。
S101：获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取上述CT图像中骨骼的第一点云数据。
其中，上述CT图像是截骨手术前拍摄的手术对象的CT图像，将上述CT图像导入上述控制设备中，控制设备便可以获取上述第一位置。上述CT图像为三维图像，上述第一位置为三维数据，上述第一位置可以以截骨平面中不在同一直线上的三个点在CT图像中的位置表示。上述第一位置可以以CT图像坐标系中的三维坐标表示。
上述第一位置可以是医生在术前在CT图像中手动规划的，也可以是通过现有技术中的截骨平面规划软件在上述CT图像中自动规划的。
另外，可以采用现有技术提取CT图像中位于骨骼上的点的第一点云数据，在此不进行限定，上述第一点云数据为三维数据，第一点云数据可以以CT图像坐标系中的三维坐标表示。
S102：在手术对象上安装上述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于上述位姿采集设备的第二点云数据。
其中，上述第二标记物固定于上述固定架上，设置于上述手术对象上、上述预设截骨平面所在的截骨区域中，上述第一位姿与第二位姿为：相对于上述位姿采集设备的位姿。
上述第一位姿、第二位姿与第二点云数据为三维数据。上述第一位姿、第二位姿与第二点云数据可以以位姿采集设备坐标系中的三维坐标表示，上述位姿采集设备坐标系的坐标原点可以为位姿采集设备自身所在的位置。
具体的，位姿采集设备安装于上述控制台车的吊臂上，在固定架上完成消毒铺巾，并将固定架安装于手术对象上，相当于将固定架上固定的第二标识物固定到了手术对象上，可以将吊臂移动到手术对象的截骨区域附近，位姿采集设备便可以开始采集第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿。
另外，医生可以使用注册探针驻点碰触手术对象截骨区域，位姿采集设备可以获取到注册探针驻点的点云数据，医生每在手术对象的截骨区域碰触一次，位姿采集设备便可以采集依次注册探针驻点的点云数据，作为第二点云数据，医生可以使用注册探针驻点在截骨区域上多次触碰，得到多个第二点云数据。具体的，医生可以在截骨区域中的关键区域多次触碰，例如上述关键区域可以为手术对象的关节区域，如，在截骨区域位于胫骨的情况下，上述关节区域可以为膝关节区域、踝关节区域等。
位姿采集设备采集到第一位姿、第二位姿与第二点云数据后，可以将第一位姿、第二位姿与第二点云数据通过交换机发送至控制设备，使得控制设备获取到上述第一位姿、第二位姿与第二点云数据。
S103：基于上述第一点云数据与第二点云数据，计算上述CT图像表示的区域相对于上述位姿采集设备的第三位姿。
具体的，可以对第一点云数据与第二点云数据进行相似度匹配，确定对应截骨区域中同一点的点云数据。对比匹配得到的点在CT图像中的第一点云数据，以及该点相对于位姿采集设备的第二点云数据，便可以确定第一点云数据与第二点云数据之间的转换关系，从而得到CT图像表示的区域相对于位姿采集设备的第三位姿。
具体的，获取第三位姿的过程属于现有技术，在此不再赘述。
S104：基于上述第一位姿、第二位姿、第三位姿与上述第一位置，确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂的位置。
本发明的一个实施例中，可以通过以下步骤A-步骤C确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂的位置。
步骤A：基于上述第三位姿与上述第一位置，确定上述预设截骨平面相对于上述位姿采集设备的第二位置。
具体的，上述第三位姿是CT图像表示的区域相对于位姿采集设备的位姿，CT图像中包含预设截骨平面，第一位置是预设截骨平面在CT图像中的位置，因此基于第三位姿可以将第一位置转换为相对于位姿采集设备的第二位置。
步骤B：基于上述第一位姿与第二位姿，确定上述第一标记物与上述截骨区域之间的相对位置。
具体的，第一位姿是第一标记物相对于位姿采集设备的位姿，第二位姿是第二标记物相对于位姿采集设备的位姿，第二标识物设置于截骨区域中，可以用于表示截骨区域的位置，因此第二位姿可以代表截骨区域相对于位姿采集设备的位姿。第一位姿与第二位姿均是以位姿采集设备为参照的位姿，因此对比第一位姿与第二位姿便可以确定第一标记物与第二标记物之间的相对位置，可以用于表示第一标记物与截骨区域之间的相对位置。
步骤C：基于上述相对位置与上述第二位置，确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂的位置。
具体的，预设截骨平面位于截骨区域中，上述截骨区域与第一标识物之间的相对位置可以表示预设截骨平面与第一标识物之间的相对位置，基于上述相对位置，可以将预设截骨平面的第二位置转换为预设截骨平面相对于第一标识物的位置。又由于第一标识物与机械臂之间的相对位置是固定且已知的，因此基于第一标识物与机械臂之间固定的相对位置，可以将预设截骨平面相对于第一标识物的位置，转换为预设截骨平面相对于机械臂的位置。
由以上可见，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
本发明的另一个实施例中，在确定上述截骨平面相对于上述机械臂的位置之后，可以将机械臂末端安装的器件更换为摆锯，并执行以下步骤D。
步骤D：控制上述机械臂通过安装于自身末端的摆锯按照所确定的预设截骨平面的位置进行截骨。
具体的，控制设备可以向机械臂发送计算得到的、截骨平面相对于机械臂的位置，并向机械臂发送截骨控制信号，使得机械臂在接收到截骨控制信号之后使用上述摆锯向所确定的位置进行切割，完成截骨。
由以上可见，在准确的确定截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的摆锯完成截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
本发明的又一个实施例中，在确定截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以将机械臂末端安装的器件更换为导向器，并执行以下步骤E。
步骤E：控制上述机械臂通过安装于自身末端的导向器指示所确定的预设截骨平面的位置。
具体的，控制设备可以向机械臂发送计算得到的、截骨平面相对于机械臂的位置，并向机械臂发送导向控制信号，使得机械臂在接收到导向控制信号之后移动导向器，将导向器指向所确定的截骨平面的位置。则医生可以沿导向器指示的位置向手术对象的骨骼中打入两根平行的克氏针，再沿克氏针切割手术对象的骨骼，完成截骨。
由以上可见，在准确的确定预设截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的导向器指示截骨平面的位置，使得医生可以向所指示的位置进行截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
参见图2，为本发明实施例提供的第二种截骨平面定位方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，在上述步骤S104之后，还包括以下步骤S105-S106。
具体的，在完成截骨之后可以将机械臂末端的器件更换为撑开器，控制器可以向机械臂发送撑开控制信号，则机械臂可以将撑开器移动至步骤S104确定的位置处，并将撑开器插入创口，撑开截骨处。
另外，在完成截骨之后也可以由医生完成在创口插入撑开器并撑开截骨处的过程。
S105：获取上述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿。
其中，上述第三标识物固定于上述固定架上，在上述截骨区域中、上述第三标记物与上述第二标记物分别设置于截骨处的两侧，上述第三标识物能够被插入固定于手术对象截骨区域的骨骼中。
具体的，在截骨之前，手术对象上位于截骨处两侧的区域连接在一起，因此安装于截骨区域的第二标识物便可以表示整个截骨区域的位置，但截骨之后，截骨处两侧的区域不再连接在一起，需要再在截骨区域中安装第三标识物，第三标识物与第二标识物分别设置于截骨处的两侧不同的截骨子区域内，第二标识物的第二位姿与第三标识物的第四位姿可以分别表示截骨处两侧的两个截骨子区域的位姿。
S106：基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算上述撑开器撑开截骨处的角度。
具体的，第二标识物与第三标识物分别安装于截骨处的两侧，第二标识物的第二位姿与第三标识物的第四位姿分别可以表示截骨处两侧的截骨子区域当前的位姿，基于第二位姿与第四位姿便可以计算得到截骨处两侧的截骨子区域之间的夹角度数，也就是撑开器撑开截骨处的角度。
在获取到上述角度之后可以将上述角度显示在显示器上，使得医生可以实时确定上述角度，便可以确定是否需要继续增大撑开截骨处的角度。
另外，除了执行步骤S105-S106之外，还可以执行以下步骤F-步骤G。
步骤F：基于上述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系。
其中，上述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：上述CT图像中位于上述预设截骨平面两侧的子图像。
以第二标识物设置于第一CT子图像表示的区域，第三标识物设置于第二CT子图像表示的区域为例。
具体的，基于第二标识物的第二位姿与上述第三位姿，可以计算得到第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系。
可以按照以下公式计算得到第一转换关系：
M＝YP2 -1
其中，M为第一转换关系，Y为上述第三位姿，P2为上述第二标识物的第二位姿。
另外，基于第三标识物的第四位姿与上述第三位姿，可以计算得到第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系。
可以按照以下公式计算得到第一转换关系：
N＝YP3 -1
其中，N为第二转换关系，Y为上述第三位姿，P3为上述第三标识物的第四位姿。
此外，若第二标识物设置于第二CT子图像表示的区域，第三标识物设置于第一CT子图像表示的区域。
则可以基于第二标识物的第二位姿与上述第三位姿，可以计算得到第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系。
并基于第三标识物的第四位姿与上述第三位姿，可以计算得到第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系。
具体的，计算上述第一转换关系与第二转换关系的方式与前述过程相似，在此不再赘述。
步骤G：基于上述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
具体的，若第二标识物设置于第一CT子图像表示的区域，第三标识物设置于第二CT子图像表示的区域，则基于第一转换关系可以将第二位姿转换为第一CT子图像中的位置，再基于第二转换关系将第四位姿转换为第二CT子图像中的位置，对比转换得到的位置，确定第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
另外，若第二标识物设置于第二CT子图像表示的区域，第三标识物设置于第一CT子图像表示的区域，则基于第一转换关系可以将第四位姿转换为第一CT子图像中的位置，再基于第二转换关系将第二位姿转换为第二CT子图像中的位置，对比转换得到的位置，确定第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
在获得上述相对位置关系之后，控制设备也可以将相对位置关系实时显示在显示屏上，以供医生查看。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在截骨处插入撑开器之后，可以实时获得撑开器撑开截骨处的角度，使得医生可以实时获得当前撑开器撑开截骨处的情况，在撑开器撑开截骨处的角度达到预设角度后，便可以锁定撑开器。与医生凭借经验使用撑开器撑开截骨处相比，本发明实施例可以准确的获得撑开器撑开截骨处的角度，达到较好的手术效果。
参见图3，为本发明实施例提供的第三种截骨平面定位方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，在完成截骨后，上述方法还包括以下步骤S107-S108。
S107：在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，获取上述位姿采集设备实时采集的上述螺丝的第五位姿。
具体的，医生可以手动在截骨处放置钢板并拧入螺丝。
S108：基于上述第五位姿与上述第三位姿，实时确定上述螺丝在上述CT图像中的位置。
具体的，上述第五位姿是螺丝相对于位姿采集设备的位姿，第三位姿是CT图像标识的区域相对于位姿采集设备的位姿，第五位姿与第三位姿的参照物相同，基于第三位姿可以将第五位姿转换为CT图像中的位置。
另外，在获取上述螺丝在上述CT图像中的位置之后，可以在显示器中显示的CT图像中标识出上述位置，使得医生可以实时确定螺丝在截骨处的位置，从而可以确定螺丝是否已经固定到了手术效果较好的预设位置。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，可以实时获得螺丝在CT图像中的位置，使得医生可以实时获得螺丝当前拧入的情况，在螺丝拧入预设位置后，便可以停止拧入螺丝。与医生凭借经验拧入螺丝相比，本发明实施例可以准确的获得螺丝的位置，达到较好的手术效果。
与前述应用于控制设备的截骨平面定位方法相对应，本发明实施例还提供了一种截骨平面定位系统。
参见图4，为本发明实施例提供的一种截骨平面定位系统的结构示意图，上述系统包括：控制设备401、位姿采集设备402、机械臂403、用于安装于手术对象的固定架404。
其中，控制设备401能够分别与位姿采集设备402、机械臂403通信连接。
参见图5，为本发明实施例提供的第四种截骨平面定位方法的流程示意图。
S501：上述位姿采集设备402在手术对象上安装上述固定架404之后，实时采集位于机械臂403末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于上述位姿采集设备402的第二点云数据。
其中，上述第二标记物固定于上述固定架上，设置于上述手术对象上、上述预设截骨平面所在的截骨区域中，上述第一位姿与第二位姿为：相对于上述位姿采集设备402的位姿。
S502：上述位姿采集设备402向上述控制设备401发送上述第一位姿、第二位姿以及第二点云数据。
S503：上述控制设备401获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取上述CT图像中骨骼的第一点云数据。
S504：上述控制设备401基于上述第一点云数据与第二点云数据，计算上述CT图像表示的区域相对于上述位姿采集设备402的第三位姿。
S505：上述控制设备401基于上述第一位姿、第二位姿、第三位姿与上述第一位置，确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂403的位置。
由以上可见，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
本发明的一个实施例中，上述控制设备401，具体用于：
基于上述第三位姿与上述第一位置，确定上述预设截骨平面相对于上述位姿采集设备402的第二位置；
基于上述第一位姿与第二位姿，确定上述第一标记物与上述截骨区域之间的相对位置；
基于上述相对位置与上述第二位置，确定上述预设截骨平面相对于上述机械臂403的位置。
参见图6，为本发明实施例提供的第五种截骨平面定位方法的流程示意图，与前述图5所示的实施例相比，还包括以下步骤S506。
S506：上述控制设备401控制上述机械臂403通过安装于自身末端的摆锯按照所确定的预设截骨平面的位置进行截骨。
由以上可见，在准确的确定截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的摆锯完成截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
参见图7，为本发明实施例提供的第六种截骨平面定位方法的流程示意图，与前述图5所示的实施例相比，还包括以下步骤S507。
S507：上述控制设备401控制上述机械臂403通过安装于自身末端的导向器指示所确定的预设截骨平面的位置。
由以上可见，在准确的确定预设截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的导向器指示截骨平面的位置，使得医生可以向所指示的位置进行截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
本发明的一个实施例中，在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，上述控制设备401，还包括：
获取上述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿，其中，上述第三标识物固定于上述固定架上，在上述截骨区域中、上述第三标记物与上述第二标记物分别设置于截骨处的两侧；
基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算上述撑开器撑开截骨处的角度。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在截骨处插入撑开器之后，可以实时获得撑开器撑开截骨处的角度，使得医生可以实时获得当前撑开器撑开截骨处的情况，在撑开器撑开截骨处的角度达到预设角度后，便可以锁定撑开器。与医生凭借经验使用撑开器撑开截骨处相比，本发明实施例可以准确的获得撑开器撑开截骨处的角度，达到较好的手术效果。
本发明的一个实施例中，上述控制设备401还包括：
基于上述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系，其中，上述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：上述CT图像中位于上述预设截骨平面两侧的子图像；
基于上述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
本发明的一个实施例中，在完成截骨后，上述控制设备还包括：
在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，获取上述位姿采集设备实时采集的上述螺丝的第五位姿；
基于上述第五位姿与上述第三位姿，实时确定上述螺丝在上述CT图像中的位置。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，可以实时获得螺丝在CT图像中的位置，使得医生可以实时获得螺丝当前拧入的情况，在螺丝拧入预设位置后，便可以停止拧入螺丝。与医生凭借经验拧入螺丝相比，本发明实施例可以准确的获得螺丝的位置，达到较好的手术效果。
与前述应用于控制设备的截骨平面定位方法相对应，本发明实施例还提供了一种截骨平面定位系统。
参见图8，为本发明实施例提供的一种截骨平面定位装置的结构示意图，应用于截骨手术系统中的控制设备，上述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，上述装置包括：
位置获取模块801，用于获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；
第一位姿获取模块802，用于在手术对象安装于所述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架上，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
位姿计算模块803，用于基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；
第一位置确定模块804，用于基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
由以上可见，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
本发明的一个实施例中，上述第一位置确定模块804，具体用于：
基于所述第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述位姿采集设备的第二位置；
基于所述第一位姿与第二位姿，确定所述第一标记物与所述截骨区域之间的相对位置；
基于所述相对位置与所述第二位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
截骨控制模块，用于控制所述机械臂通过安装于自身末端的摆锯按照所确定的预设截骨平面的位置进行截骨。
由以上可见，在准确的确定截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的摆锯完成截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
截骨指示模块，用于控制所述机械臂通过安装于自身末端的导向器指示所确定的预设截骨平面的位置。
由以上可见，在准确的确定预设截骨平面相对于机械臂的位置之后，可以直接控制机械臂基于截骨平面相对于自身的位置，使用自身安装的导向器指示截骨平面的位置，使得医生可以向所指示的位置进行截骨，由于定位得到的截骨平面的位置较为准确，因此截骨手术的效果较好。
本发明的一个实施例中，在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，所述装置还包括：
第二位姿获取模块，用于获取所述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿，其中，所述第三标识物固定于所述固定架上，在所述截骨区域中、所述第三标记物与所述第二标记物分别设置于截骨处的两侧；
角度计算模块，用于基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算所述撑开器撑开截骨处的角度。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在截骨处插入撑开器之后，可以实时获得撑开器撑开截骨处的角度，使得医生可以实时获得当前撑开器撑开截骨处的情况，在撑开器撑开截骨处的角度达到预设角度后，便可以锁定撑开器。与医生凭借经验使用撑开器撑开截骨处相比，本发明实施例可以准确的获得撑开器撑开截骨处的角度，达到较好的手术效果。
本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
转换关系计算模块，用于基于所述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系，其中，所述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：所述CT图像中位于所述预设截骨平面两侧的子图像；
相对关系确定模块，用于基于所述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
本发明的一个实施例中，在完成截骨后，所述装置还包括：
第三位姿获取模块，用于在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，获取所述位姿采集设备实时采集的所述螺丝的第五位姿；
第二位置确定模块，用于基于所述第五位姿与所述第三位姿，实时确定所述螺丝在所述CT图像中的位置。
由以上可见，本申请实施例在完成截骨并在为截骨处放置钢板并拧入螺丝的过程中，可以实时获得螺丝在CT图像中的位置，使得医生可以实时获得螺丝当前拧入的情况，在螺丝拧入预设位置后，便可以停止拧入螺丝。与医生凭借经验拧入螺丝相比，本发明实施例可以准确的获得螺丝的位置，达到较好的手术效果。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，
存储器903，用于存放计算机程序；
处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现前述方法实施例中截骨平面定位方法的步骤。
应用本发明实施例提供的电子设备进行截骨平面定位时，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述方法实施例中截骨平面定位方法的步骤。
执行本发明实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序进行截骨平面定位时，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述方法实施例中截骨平面定位方法的步骤。
执行本发明实施例提供的计算机程序进行截骨平面定位时，第一位置是预设截骨平面在预先拍摄的CT图像中的位置，手术过程中手术对象可能会发生移动，或者截骨区域发生形变，基于第一位置难以准确地确定预设截骨平面在手术对象中的位置。本实施例在进行截骨手术的过程中，实时获取第一标记物的第一位姿以及第二标记物的第二位姿，并且获取截骨手术的过程中截骨区域中目标点的第二点云数据，上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据能够反映手术过程中截骨区域的信息。以上述第一位姿、第二位姿、第二点云数据为基础进行多轮计算可以获得手术过程中预设截骨平面相对于机械臂的位置。由于最终定位得到的位置是基于能够反映手术过程中截骨区域信息的、准确的第二点云数据、第一位姿以及第二位姿确定的，因此基于本实施例定位得到的预设截骨平面相对于机械臂的位置较为准确。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、装置、电子设备、存储介质、计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种截骨平面定位方法，其特征在于，应用于截骨手术系统中的控制设备，所述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，所述方法包括：
获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；
在手术对象上安装所述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架上，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；
基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置；
在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，所述方法还包括：
获取所述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿，其中，所述第三标记物固定于所述固定架上，在所述截骨区域中、所述第三标记物与所述第二标记物分别设置于截骨处的两侧；
基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算所述撑开器撑开截骨处的角度；
基于所述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系，其中，所述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：所述CT图像中位于所述预设截骨平面两侧的子图像；
基于所述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置，包括：
基于所述第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述位姿采集设备的第二位置；
基于所述第一位姿与第二位姿，确定所述第一标记物与所述截骨区域之间的相对位置；
基于所述相对位置与所述第二位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置之后，还包括：
控制所述机械臂通过安装于自身末端的导向器指示所确定的预设截骨平面的位置。
4.一种截骨平面定位系统，其特征在于，所述系统包括：控制设备、位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架：
所述位姿采集设备，用于在手术对象上安装所述固定架之后，实时采集位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据；向所述控制设备发送所述第一位姿、第二位姿以及第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架上，设置于所述手术对象上、预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
所述控制设备，用于获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置；
在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，所述控制设备，还包括：
获取所述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿，其中，所述第三标记物固定于所述固定架上，在所述截骨区域中、所述第三标记物与所述第二标记物分别设置于截骨处的两侧；
基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算所述撑开器撑开截骨处的角度；
所述控制设备还包括：
基于所述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系，其中，所述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：所述CT图像中位于所述预设截骨平面两侧的子图像；
基于所述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于：
基于所述第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述位姿采集设备的第二位置；
基于所述第一位姿与第二位姿，确定所述第一标记物与所述截骨区域之间的相对位置；
基于所述相对位置与所述第二位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还包括：
控制所述机械臂通过安装于自身末端的导向器指示所确定的预设截骨平面的位置。
7.一种截骨平面定位装置，其特征在于，应用于截骨手术系统中的控制设备，所述系统还包括：位姿采集设备、机械臂、用于安装于手术对象的固定架，所述装置包括：
位置获取模块，用于获取在预先拍摄的CT图像中预设截骨平面的第一位置，并提取所述CT图像中骨骼的第一点云数据；
第一位姿获取模块，用于在手术对象上安装所述固定架之后，获取位姿采集设备实时采集的、位于机械臂末端的第一标记物的第一位姿、第二标记物的
第二位姿，以及截骨区域中骨骼上的目标点相对于所述位姿采集设备的第二点云数据，其中，所述第二标记物固定于所述固定架上，设置于所述手术对象上、所述预设截骨平面所在的截骨区域中，所述第一位姿与第二位姿为：相对于所述位姿采集设备的位姿；
位姿计算模块，用于基于所述第一点云数据与第二点云数据，计算所述CT图像表示的区域相对于所述位姿采集设备的第三位姿；
第一位置确定模块，用于基于所述第一位姿、第二位姿、第三位姿与所述第一位置，确定所述预设截骨平面相对于所述机械臂的位置；
在确定截骨完成并且截骨处已插入撑开器之后，所述装置还包括：
第二位姿获取模块，用于获取所述位姿采集设备实时采集的第三标记物的第四位姿，其中，所述第三标记物固定于所述固定架上，在所述截骨区域中、所述第三标记物与所述第二标记物分别设置于截骨处的两侧；
角度计算模块，用于基于实时采集的第二位姿与第四位姿计算所述撑开器撑开截骨处的角度；
所述装置还包括：
转换关系计算模块，用于基于所述第二标记物的第二位姿、第三标记物的第四位姿、CT图像表示的区域的第三位姿，计算计算第一CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第一转换关系，并计算第二CT子图像包含的位置信息与设备位置信息之间的第二转换关系，其中，所述第一CT子图像与第二CT子图像分别为：所述CT图像中位于所述预设截骨平面两侧的子图像；
相对关系确定模块，用于基于所述第一转换关系、第二转换关系、第二位姿、第四位姿，计算第一CT子图像表示的区域与第二CT子图像表示的区域之间的相对位置关系。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。
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