CN115607286A - 基于双目标定的膝关节置换手术导航方法、系统及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于双目标定的膝关节置换手术导航方法、系统及设备。包括：通过双摄像头获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架空间位姿信息；基于参考架图像完成股骨手术区域注册和胫骨手术区域注册，其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架。本发明方法旨在基于双目空间射线焦点进行定位，通过实时注册并定量计算股骨与胫骨关键点位，快速引导手术切割角度和深度，发掘其在协助外科医生实现最佳手术结果中的潜在应用价值。

Description

基于双目标定的膝关节置换手术导航方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及临床医学中的膝关节置换手术导航领域，更具体地，涉及基于双目标定的膝关节置换手术导航、系统、设备、计算机可读存储介质及其应用。
背景技术
全膝关节置换术(TKA)是治疗终末期膝关节疾病的有效方法，是骨科目前最常用且疗效确切的技术之一。全膝关节置换术的主要目标是改善关节稳定性、活动范围、功能和缓解疼痛，适当的假体对线和软组织平衡是实现这些目标的重要因素。许多外科医生使用测量截骨和间隙平衡的混合技术来完成TKA手术，获得目标结果。在这种情况下，手术的成功率极大依赖于医生以往的经验来行膝关节置换术，而以往经验的形成需要长时间的医疗培训和临床经验。
膝关节置换是一个对精准度要求异常严苛的手术，假体位置和下肢力线稍有偏差都会影响到假体使用寿命和术后患者恢复情况。尽管在假体设计、手术技术、技术创新和对膝关节运动学的理解方面取得了进步，但由于多因素的影响，近20%的患者在TKA术后仍不满意。不同医生甚至同一个医生在不同的生理和心理状态所做出的医疗规划和决策也不尽相同，从而导致手术成功率的不稳定性，容易出现术后脱位、感染等并发症。因此，做好术中导航更为重要。
基于股骨远端和胫骨近端截骨决定了假体对线和整体下肢力线，本申请旨在提出一种膝关节置换手术导航方法、系统及设备，以减少术中手动测量评估，缩短手术时间，提高手术精度和成功率。
发明内容
本申请的目的在于，本申请实施例提供一种基于双目标定的膝关节置换手术导航方法、系统、设备、计算机可读存储介质及其应用，其旨在通过双摄像头获取的参考架图像完成股骨手术区域和胫骨手术区域的注册，基于双目标定原理定量计算股骨与胫骨关键点位的新技术，以减少术中手动测量评估，缩短手术时间，提高手术精度，发掘其在协助外科医生实现最佳手术结果的临床应用价值，给患者的术中决策提供更充分的技术支持。
根据本申请的第一方面，本申请一实施例提供了基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其包括：
获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息，其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架；
基于所述参考架图像完成股骨手术区域注册和胫骨手术区域注册，具体步骤如下：
所述股骨手术区域注册，包括：
将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据第一参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点；
将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点；
基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴；
基于第二参考架的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系；
将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得股骨切割角度；
将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端；
基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度；
输出所述股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割；
所述胫骨手术区域注册，包括：
将第一参考架固定于胫骨；
将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点；
将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系；
将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得胫骨切割角度；
将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点；
基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹点计算得到胫骨切割深度；
输出所述胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
进一步，所述获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息的具体方法为：通过左右两个相机分别获取参考架图像，基于所述参考架图像生成特征点，计算出特征点的三维空间坐标和空间位姿，基于特征点的三维空间坐标和空间位姿计算出参考架的空间位姿信息。
再进一步，所述特征点基于所述参考架图像的关键特征检测生成，具体的过程是通过左右两个相机的双目空间射线焦点进行空间位置的定位计算，逐点遍历参考架图像中的像素点，通过查找是否存在指定的特殊形状，来匹配生成。
在一实施例中，所述参考架是手术过程用到的关键手术工具，具体的所述第一参考架是指患者追踪器，所述第二参考架是指探针。更为具体的，完成股骨手术区域注册和/或胫骨手术区域注册的第一参考架、第二参考架可以是一个也可以是多个。
在一实施例中，所述股骨手术区域和胫骨手术区域通过对获取的参考架图像进行轮廓检测实现股骨手术区域和胫骨手术区域特征点的识别与匹配，定位得到。
在一些实施例中，所述股骨头中心点的确定过程为：在一定范围内通过周转手术腿，根据周转手术腿随之旋转产生的第一参考架的空间位姿信息拟合得到圆球球心，所述球心即股骨头中心点。
在一些实施例中，所述股骨切割角度通过将第二参考架放在切割块所在切割面的卡槽里，基于所述股骨的坐标系进行自动计算所述切割面与所述矢状位的夹角得到；可选的，所述胫骨切割角度通过将第二参考架放在对应的切割块所在切割面的卡槽里，基于所述基于胫骨建立的标准坐标系自动计算所述切割面与对应的矢状位的夹角得到。
在一实施例中，所述股骨切割深度，通过探针点云方式测量并确定股骨内外髁最远端，即股骨内外髁最凸处点所在所述股骨的坐标系的相对坐标位置，再计算所述股骨内外髁最远端与所述假体信息中的假体厚度的差，得到股骨切割深度。
进一步，所述胫骨切割深度，通过测量并确定胫骨内外上关节面最凹处点所在所述基于胫骨建立的标准坐标系中的相对位置，再计算所述胫骨内外上关节面最凹处点与所述假体信息中的假体厚度的差，得到胫骨切割深度。
在一实施例中，所述股骨手术区域注册和/或胫骨手术区域注册还可以通过特征点配准的方法实现切割深度和角度的实时导航；可选的，所述特征点配准的方法通过下列网络模型中的任意一种或几种组合实现：多视图三维重建网络pixelNeRF、MVSNet、PatchMatchNet、JDACS-MS。
根据本申请的第二方面，本申请一实施例提供了基于双目标定的膝关节置换手术导航系统，其包括：
获取模块，获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息；其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架，所述第一参考架是指患者追踪器，所述第二参考架是指探针；
区域注册模块，包括股骨手术区域注册子模块和胫骨手术区域注册子模块；
其中，所述股骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据第一参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点；
将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点；
基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴；
基于第二参考架的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系；
将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得股骨切割角度；
将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端；
基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度；
输出所述股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割；
所述胫骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于胫骨；
将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点；
将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系；
将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得胫骨切割角度；
将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点；
基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹点计算得到胫骨切割深度；
输出所述胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
根据本申请的第三方面，本申请一实施例提供了基于双目标定的膝关节置换手术导航设备，主要包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序指令，其上存储有进行胫骨区域注册、股骨区域注册的图像分析的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述基于双目标定的膝关节置换手术导航方法；
所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行实现上述基于双目标定的膝关节置换手术导航方法；
所述基于双目标定的膝关节置换手术导航设备还包括切割辅助装置，所述切割辅助装置上装有参考架，将切割辅助装置放置于股骨髁或胫骨位置时，根据参考架的实时空间位姿，通过调整角度，匹配出所述股骨或胫骨的切割角度及切割深度。
根据本申请的第四方面，本申请一实施例还提供了具体的应用：
上述的设备或系统在协助外科医生实现最佳膝关节置换手术结果中的应用；
上述的设备或系统在患者膝关节置换手术导航可视化的应用；可选的，所述患者膝关节置换手术导航可视化，包括患者在进行膝关节置换手术过程中的手术工具、患者膝关节、假体的可视化过程；
上述的设备或系统在实现患者术中手术区域实时注册的应用；可选的，所述手术区域注册包括：通过双摄像头实时获取的参考架图像自动计算股骨和/或胫骨的关键点位，快速建立相应力线和方向，定量引导股骨和/或胫骨的手术区域的切割角度和深度。
本发明基于双目相机标定原理进行空间位置的定量计算，基于参考架图像的关键点位和假体信息，完成股骨和胫骨的手术区域注册，是一种床旁、无创、无辐射、更具实用性的发明，实现了基于双目标定的膝关节置换手术导航，具有很强的创新性，对协助外科医生实现最佳手术结果产生有益的推动作用。
本申请的优点：
1.本申请创新性的公开一种基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，通过左右两个摄像头的双目空间射线焦点注册并定量计算股骨和/或胫骨的关键点位的新技术方法，快速建立相应力线和方向，精准引导相应手术区域的切割深度、角度，客观地提高了术中数据分析的精度和深度；
2.本申请创新性的基于双目相机标定原理逐点遍历参考架图像中的像素点，通过查找是否存在指定参考架的形状特征确定关键特征点，基于关键特征点的三维空间坐标和空间位姿，定量计算实时的参考架的空间位姿信息；同时对参考架图像进行股骨手术区域和胫骨手术区域特征点的识别与匹配，定位得到相应区域，无需影像介入引导，减少X射线的拍摄，无创、无辐射、时效明显；
3.本申请创造性的公开了基于双目标定的膝关节置换手术导航系统及设备，通过双目定位技术快速注册并定量计算股骨与胫骨关键点位实现实时手术导航，鉴于实时导航技术能够精准引导相应手术区域的切割深度、角度，对协助外科医生实现最佳膝关节置换手术结果及防控具有重要的研究意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航关键流程示意图；
图2是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航具体过程示意图；
图3是本发明实施例提供的基于双目标定的股骨手术区域注册流程示意图；
图4是本发明实施例提供的基于双目标定的胫骨手术区域注册流程示意图；
图5是本发明实施例提供的基于双目标定的股骨手术区域注册过程示意图；
图6是本发明实施例提供的基于双目标定的胫骨手术区域注册过程示意图；
图7是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术切割引导示意图；
图8是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航设备示意图。
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。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如S101、S102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。
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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了基于双目标定的膝关节置换手术导航方法、基于双目标定的膝关节置换手术导航系统、基于双目标定的膝关节置换手术导航设备、计算机可读存储介质及其应用。其中，基于双目标定的膝关节置换手术导航设备包括终端或者服务器等设备，还包括切割辅助装置。其终端可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人计算机等终端设备。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容发布网络(Content Delivery Network，简称CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请在此不做限制。另一点，上述切割辅助装置上装有参考架，将切割辅助装置放置于患者股骨髁或胫骨位置时，根据参考架的实时空间位姿，通过调整角度，匹配出相应的股骨或胫骨的切割角度及切割深度。
图1是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航关键流程示意图，具体地，包括如下步骤：
S101：获取参考架图像，根据参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息，其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架。
在一实施例中，参考架是膝关节置换手术过程中用到的关键手术工具，具体的第一参考架是指患者追踪器，第二参考架是指探针。
在一个实施例中，获取参考架图像，根据参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息的具体方法为：通过左右两个相机分别获取参考架图像，基于参考架图像生成特征点，计算出特征点的三维空间坐标和空间位姿，基于特征点的三维空间坐标和空间位姿计算出参考架的空间位姿信息。
再进一步，特征点基于参考架图像的关键特征检测生成，具体的过程是通过左右两个相机的双目空间射线焦点进行空间位置的定位计算，逐点遍历参考架图像中的像素点，通过查找是否存在指定的特殊形状，来匹配生成。
在一个具体的实施例中，对于具有黑白交替出现的特征点的参考架，利用左右两个相机的双目摄像头视差进行自适应搜索框半径，沿着搜索框边缘检测满足有且仅有黑白交替点的候选区域，对候选区域做对称性检测，过滤不满足条件的区域，对满足条件的候选区域做卷积作为积分生成积分图，对积分图做非极大值抑制和亚像素点位置计算来确定特征点位置，左右两幅图做特征点匹配，过滤掉未配对的特征点，再通过对应关系，利用最小二乘法，计算得到实时的空间位姿信息来匹配定位参考架。
S102：基于所述参考架图像实时注册并定量计算股骨与胫骨关键点位，分别得到股骨和胫骨的切割角度及深度，完成股骨手术区域注册和胫骨手术区域注册。
在一个实施例中，参考架图像中包含一至多个第一参考架和第二参考架，其中，第一参考架是指患者追踪器，第二参考架是指探针。更为具体的，完成股骨手术区域注册和/或胫骨手术区域注册的第一参考架、第二参考架可以是一个也可以是多个。另一点，完成股骨手术区域注册和/或胫骨手术区域注册的导航工具还包括固定浆、切骨块、定制探针、切骨工具等。
在一个具体的实施例中，步骤S102可以通过图2所示的关键步骤流程完成。具体的，如图2所示的是图1所示的导航方法的具体操作步骤，先进行手术区域的选择，选择患者膝关节左侧膝或右侧膝，再选择股骨或胫骨，确定后续步骤获取左右双摄像头中的图像内容，然后基于图像内容判断手术区域是股骨或胫骨，再进行具体的股骨区域注册和/或胫骨区域注册，从而确定后续流程先进入哪一步（股骨头中心的确定或胫骨内外踝的确定），得到相应的切割的角度提示及深度提示，完成股骨髁切割引导和/或胫骨切割引导，同时可以实现相应切割效果预览。
在一个实施例中，股骨手术区域注册的具体操作步骤如图3所示：
S301：将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点。
其中，第一参考架是指患者追踪器，股骨头中心点的确定过程包括：在一定范围内通过周转手术腿，根据周转手术腿随之旋转产生的第一参考架的空间位姿信息拟合得到圆球球心，得到的球心即股骨头中心点。
S302：将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点。
其中，第二参考架是指探针，股骨髁中心点即股骨解剖轴与髁间窝的交点。
S303：基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴。
其中，机械轴是连接近端和远端关节中心点的直线。股骨的机械轴通过连接股骨头中心点、股骨髁中心点得到，同时是下肢的机械轴线，即下肢力线，常说Mikulicz线，在临床工作中最常用、最基础、最重要。
S304：基于第二参考架的轴线、股骨头中心、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系。
其中，第二参考架是指探针，股骨的坐标系通过构建对应探针的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点得到。
S305：将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得股骨切割角度。
其中，股骨的怀特线是一条穿越股骨髓腔的一条直线。角度信息通过注册确定的矢状位判断。股骨切割角度通过矢状位和机械轴构成的夹角得到。具体的，股骨切割角度通过将第二参考架放在切割块所在切割面的卡槽里，基于建立的股骨的坐标系进行自动计算对应切割面与矢状位的夹角得到。更具体的，切割块的深度与假体有关，在确定好假体型号后选择对应切割块的深度。
S306：将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端。
具体的，是将第二参考架（即探针尖端处）放置在股骨内外髁最远端。
S307：基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度。
其中，股骨切割深度，通过探针点云方式测量并确定股骨内外髁最远端，即股骨内外髁最凸处点所在股骨的坐标系的相对坐标位置，基于假体信息中的假体厚度再计算股骨内外髁最远端与假体厚度的差，得到股骨切割深度。
S308：输出所述股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割。
其中，图3中的步骤S308同时还会输出相应的股骨髁切割效果预览图。
在一个具体实施例中，进行股骨髁切割的具体操作效果示意图如图5所示。
在一个实施例中，胫骨手术区域注册的具体操作步骤如图4所示：
S401：将第一参考架固定于胫骨。
其中，第一参考架是指患者追踪器。
S402：将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点。
其中，第二参考架是指探针，通过将探针尖端置于相应位置以确定得到胫骨内外踝点。
S403：将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点。
其中，胫骨平台即胫骨髁，冠状位上内侧平台平台均为凹形、形似马鞍，矢状位上外侧平台呈凸形。
S404：基于胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴。
其中，胫骨的机械轴又叫胫骨力线，为胫骨平台中心点、胫骨内外踝点这两点的一条连线。
S405：基于胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系。
其中，基于胫骨建立的标准坐标系通过胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线得到，是为后边计算胫骨切割角度和胫骨切割深度而建立的。
S406：将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于矢状位、机械轴获得胫骨切割角度。
其中，胫骨的AP面是指平行于胫骨前后（AP）轴和垂直于轴向截面的平面。胫骨横轴定义为垂直于AP轴的线，其中胫骨的横向直径最大。胫骨切割角度通过将第二参考架（即探针尖端）放在对应的切割块所在切割面的卡槽里，基于胫骨建立的标准坐标系自动计算所在切割面与对应的矢状位的夹角得到。
S407：将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点。
其中，胫骨内外上关节面最凹点即第二参考架所指的胫骨内外上关节面最远端。
S408：基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹处点计算得到胫骨切割深度。
其中，胫骨切割深度，通过测量并确定胫骨内外上关节面最凹处点所在基于胫骨建立的标准坐标系中的相对位置，再计算胫骨内外上关节面最凹点与对应假体信息中的假体厚度的差，得到胫骨切割深度。
S409：输出胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
其中，图4中的步骤S409同时还会输出相应的切割效果预览图。
在一个具体实施例中，进行胫骨切割的具体操作效果示意图如图6所示。
在一个实施例中，股骨手术区域和胫骨手术区域通过对获取的参考架图像进行轮廓检测实现股骨手术区域和胫骨手术区域特征点的识别与匹配，定位得到股骨切割角度和股骨切割深度和/或胫骨切割角度和胫骨切割深度。
可选的，特征点配准的方法通过下列网络模型中的任意一种或几种组合实现：pixelNeRF、MVSNet、PatchMatchNet、JDACS-MS。
pixelNeRF是一种基于NeRF的多视图三维重建网络，将与每个像素对齐的空间图像特征作为输入，可以在多视图图像的数据集上面进行训练，预测输入图像的摄像机坐标系中的NeRF表示，即以观察者为中心的三维重建。
MVSNet，基于多视图图像的深度估计网络，先在2D图像上进行特征提取得到特征图，然后通过可微分的单应变换，基于参考视图的相机视锥体构建3D代价体，使用3D卷积进行正则化，回归得到初始的深度图和最后的深度图。
PatchMatchNet，一种高效的多视图立体匹配框架，当给定一些图像以及对应的相机参数（包括内参和外参）时，将场景以点云或mesh的方式进行重建。
JDACS-MS，一种三维重建自监督网络，其网络结构主要包括三个分支：Co-Segmentation，Depth Estimation，Data Augmentation。
图5是本发明实施例提供的基于双目标定的股骨手术区域注册过程示意图；图5所示使用的参考架是探针，探针尖端上的四个圆是4个黑白交替的特征圆。具体的，利用左右两个相机的双目摄像头视差进行自适应搜索框半径，沿着搜索框边缘检测满足有且仅有黑白交替点的候选区域，对候选区域做对称性检测，过滤不满足条件的区域，对满足条件的候选区域做卷积作为积分生成积分图，对积分图做非极大值抑制和亚像素点位置计算来确定特征点位置，左右两幅图做特征点匹配，过滤掉未配对的特征点，再通过对应关系，利用最小二乘法，计算得到实时的空间位姿信息来匹配和定位参考架。
进行股骨手术区域注册的关键操作步骤如图5所示，主要包括旋转股骨，确定股骨头中心；使用探针尖端确定股骨髁中心点；使用探针尖端确定怀特线；通过探针点云方式确定内外髁最远端。具体的，确定股骨头中心：在一定范围内通过周转手术腿，确定股骨头中心点；确定股骨髁中心：通过探针尖端确定股骨髁中心点，以上目的是为了确认股骨的机械轴，进而确定坐标系；确定怀特线：通过探针的轴线与怀特线对齐，目的是确定矢状位，从而判断切割角度；确定内外科：通过探针点云方式确定内外髁最远端，其目的是为了确定最远点后，测量并计算切割深度。
图6是本发明实施例提供的基于双目标定的胫骨手术区域注册过程示意图：
图6A表示请使用探针采集外侧胫骨踝点，图6B表示请使用探针采集内侧胫骨踝点，图6C表示请使用探针确定矢状位，图6D表示请使用探针确定胫骨平台中心点，图6E表示请使用探针确定胫骨内外上关节面最凹点。具体的，胫骨内外上关节面最凹点通过使用探针尖端确定胫骨上关节面最凹点完成胫骨平台的扫描得到，目的是为了确定平台最深处，通过最深处向下测量并计算得到切割深度。深度信息通过注册确定的胫骨内外上关节面最凹点与探针结合后的切割块计算得到。对应的切割块的深度与假体有关，通过预先确定好的假体型号选择对应切割块的深度。具体的，将切割工具后放置胫骨平台位置，通过调整角度（前后倾角、内外翻）、深度固定切割块位置。
图7是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术切割引导示意图；如图7A、7B所示的分别是基于双摄像头获取参考架图像实时完成股骨切割和胫骨切割的引导信息，包括切割深度和切割角度。由此，通过双摄像头查找是否存在指定参考架的形状特征确定关键特征点，基于关键特征点的三维空间坐标和空间位姿，定量计算实时的参考架的空间位姿信息，进而完成手术区域的注册。此过程无需影像介入引导，减少了X射线的拍摄。因此，基于双目标定的膝关节置换手术导航，是一种床旁、无创、无辐射，更具实用性的方法。
将上述方法用于膝关节置换手术导航是可行性的，同理，基于双目标定的膝关节置换手术导航为患者进行膝关节置换手术提供更准确的定量定位信息，更好地反映手术中的具体情况和实时效果，是一种床旁、无创、无辐射、更具实用性的方法，使得本申请在协助外科医生实现最佳手术结果中的潜在应用价值和有关患者手术决策的辅助分析方面更有利。
本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航系统，其包括：
获取模块，获取参考架图像，根据参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息；其中，参考架包括第一参考架和第二参考架，第一参考架是指患者追踪器，第二参考架是指探针；
区域注册模块，包括股骨手术区域注册子模块和胫骨手术区域注册子模块；
其中，股骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点；
将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点；
基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴；
基于第二参考架的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系；
将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于矢状位、机械轴获得股骨切割角度；
将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端；
基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度；
输出股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割；
另一点，胫骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于胫骨手术区域；
将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点；
将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点；
基于胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴；
基于胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系；
将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于矢状位、机械轴获得胫骨切割角度；
将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点；
基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹处点计算得到胫骨切割深度；
输出胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
在一个实施例中，基于双目标定的膝关节置换手术导航系统的主要环境配置如下：
处理器≥i7-1165G7
主频≥3.5GHz
显卡≥ RTX2060
内存≥16G
硬盘≥512G SSD
系统：Windows 10 X64。
图8是本发明实施例提供的基于双目标定的膝关节置换手术导航设备示意图，该设备包括：存储器和处理器；
该设备还可以包括：输入装置和输出装置。
在一实施例中，存储器、处理器、输入装置和输出装置可以通过总线或者其他方式连接，图8所示的以总线连接方式为例；其中，存储器用于存储程序指令；处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行上述基于双目标定的膝关节置换手术导航方法。
在一个具体实施例中，基于双目标定的膝关节置换手术导航设备还包括切割辅助装置，该切割辅助装置上装有参考架，将切割辅助装置放置于股骨髁或胫骨位置时，根据参考架的实时空间位姿，通过调整角度，匹配出对应的股骨或胫骨的切割角度及切割深度。
本发明提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述基于双目标定的膝关节置换手术导航方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块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，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。具体的，根据实际需要选择其中的部分或者全部模块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模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成模块既可以采用硬件形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种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，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁盘或光盘等。
本领域普通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完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种计算机设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述方法包括：
获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息，其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架；
基于所述参考架图像完成股骨手术区域注册和胫骨手术区域注册，具体步骤如下：
所述股骨手术区域注册，包括：
将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据第一参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点；
将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点；
基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴；
基于第二参考架的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系；
将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得股骨切割角度；
将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端；
基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度；
输出所述股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割；
所述胫骨手术区域注册，包括：
将第一参考架固定于胫骨；
将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点；
将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系；
将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得胫骨切割角度；
将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点；
基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹点计算得到胫骨切割深度；
输出所述胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
2.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息的具体方法为：通过左右两个相机分别获取参考架图像，基于所述参考架图像生成特征点，计算出特征点的三维空间坐标和空间位姿，基于特征点的三维空间坐标和空间位姿计算出参考架的空间位姿信息。
3.根据权利要求2所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述特征点基于所述参考架图像的关键特征检测生成，具体的过程是基于左右两个相机的双目空间射线焦点进行空间位置的定位计算，逐点遍历所述参考架图像中的像素点，通过查找是否存在指定的特殊形状，来匹配生成。
4.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述股骨手术区域和胫骨手术区域通过对获取的参考架图像进行轮廓检测实现股骨手术区域和胫骨手术区域特征点的识别与匹配，定位得到。
5.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述股骨切割深度，通过探针点云方式测量并确定股骨内外髁最远端，即股骨内外髁最凸处点所在所述股骨的坐标系的相对坐标位置，再计算所述股骨内外踝最远端与所述假体信息中的假体厚度的差，得到股骨切割深度；可选的，所述胫骨切割深度，通过测量并确定胫骨内外上关节面最凹处点所在所述基于胫骨建立的标准坐标系中的相对位置，再计算所述胫骨内外上关节面最凹处点与所述假体信息中的假体厚度的差，得到胫骨切割深度。
6.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述股骨切割角度通过将第二参考架放在切割块所在切割面的卡槽里，基于所述股骨的坐标系进行自动计算所述切割面与所述矢状位的夹角得到；可选的，所述胫骨切割角度通过将第二参考架放在对应的切割块所在切割面的卡槽里，基于所述基于胫骨建立的标准坐标系自动计算所述切割面与对应的矢状位的夹角得到。
7.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述股骨头中心点的确定过程包括：在一定范围内通过周转手术腿，根据周转手术腿随之旋转产生的第一参考架的空间位姿信息拟合得到圆球球心，所述球心即股骨头中心点。
8.根据权利要求1所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法，其特征在于，所述第一参考架是指患者追踪器，所述第二参考架是指探针。
9.基于双目标定的膝关节置换手术导航系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，获取参考架图像，根据所述参考架图像得到实时的参考架的空间位姿信息；其中，所述参考架包括第一参考架和第二参考架，所述第一参考架是指患者追踪器，所述第二参考架是指探针；
区域注册模块，包括股骨手术区域注册子模块和胫骨手术区域注册子模块；
所述股骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于股骨，周转手术腿，根据第一参考架的空间位姿信息，确定股骨头中心点；
将第二参考架置于股骨髁中心点以确定股骨髁中心点；
基于股骨头中心点、股骨髁中心点，获得股骨的机械轴；
基于第二参考架的轴线、股骨头中心点、股骨髁中心点，得到股骨的坐标系；
将第二参考架的轴线与股骨的怀特线对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得股骨切割角度；
将第二参考架在股骨内外髁移动以确定股骨内外髁最远端；
基于假体信息和股骨内外髁最远端计算得到股骨切割深度；
输出所述股骨切割角度和股骨切割深度引导股骨髁切割；
所述胫骨手术区域注册子模块，包括：
将第一参考架固定于胫骨；
将第二参考架置于胫骨内外踝点，确定胫骨内外踝点；
将第二参考架置于胫骨平台中心点以确定胫骨平台中心点；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点，得到胫骨的机械轴；
基于所述胫骨平台中心点、胫骨内外踝点和第二参考架的轴线，得到基于胫骨建立的标准坐标系；
将第二参考架的轴线与胫骨的AP面对齐以确定矢状位，基于所述矢状位、机械轴获得胫骨切割角度；
将第二参考架置于胫骨内外上关节面最凹点以确定胫骨内外上关节面最凹点；
基于假体信息和胫骨内外上关节面最凹点计算得到胫骨切割深度；
输出所述胫骨切割角度和胫骨切割深度引导胫骨切割。
10.基于双目标定的膝关节置换手术导航设备，其特征在于，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，所述程序指令上存储有进行胫骨区域注册、股骨区域注册的图像分析的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-8任意一项所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法；
所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行实现权利要求1-8任意一项所述的基于双目标定的膝关节置换手术导航方法；
所述基于双目标定的膝关节置换手术导航设备还包括切割辅助装置，
所述切割辅助装置上装有参考架，将切割辅助装置放置于股骨髁或胫骨位置时，根据参考架的实时空间位姿，通过调整角度，匹配出所述股骨或胫骨切割角度及切割深度。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040106926A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 Francois Leitner Osteotomy procedure
US20050251148A1 (en) * 2002-11-05 2005-11-10 Aesculap Ag & Co. Kg Method and device for determining the position of a knee-joint endoprosthesis
US20100305435A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 Magill John C Bone Marking System and Method
CN104720877A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 王旭东 一种数字化技术在口内进路下颌骨髁突病变外科切除术中的应用
WO2021054659A2 (ko) * 2019-09-18 2021-03-25 큐렉소 주식회사 수술 내비게이션 장치 및 그 방법
CN112842529A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 北京长木谷医疗科技有限公司 全膝关节置换术前规划方法及装置
CN112957126A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 北京长木谷医疗科技有限公司 基于深度学习的单髁置换术前规划方法和相关设备
CN113017829A (zh) * 2020-08-22 2021-06-25 张逸凌 一种基于深度学习的全膝关节置换术的术前规划方法、系统、介质和设备
CN113710148A (zh) * 2019-03-12 2021-11-26 马科外科公司 用于机器人软组织评估的系统和方法
WO2022126828A1 (zh) * 2020-12-18 2022-06-23 北京长木谷医疗科技有限公司 关节置换手术导航系统及方法
CN114711794A (zh) * 2022-03-02 2022-07-08 中国人民解放军总医院第四医学中心 基于深度学习的膝关节胫骨置换术后评估系统
CN114723897A (zh) * 2022-06-09 2022-07-08 北京长木谷医疗科技有限公司 用于胫骨截骨智能导航系统的规划方法和装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050251148A1 (en) * 2002-11-05 2005-11-10 Aesculap Ag & Co. Kg Method and device for determining the position of a knee-joint endoprosthesis
US20040106926A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 Francois Leitner Osteotomy procedure
US20100305435A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 Magill John C Bone Marking System and Method
CN104720877A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 王旭东 一种数字化技术在口内进路下颌骨髁突病变外科切除术中的应用
CN113710148A (zh) * 2019-03-12 2021-11-26 马科外科公司 用于机器人软组织评估的系统和方法
WO2021054659A2 (ko) * 2019-09-18 2021-03-25 큐렉소 주식회사 수술 내비게이션 장치 및 그 방법
CN113017829A (zh) * 2020-08-22 2021-06-25 张逸凌 一种基于深度学习的全膝关节置换术的术前规划方法、系统、介质和设备
WO2022126828A1 (zh) * 2020-12-18 2022-06-23 北京长木谷医疗科技有限公司 关节置换手术导航系统及方法
CN112842529A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 北京长木谷医疗科技有限公司 全膝关节置换术前规划方法及装置
CN112957126A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 北京长木谷医疗科技有限公司 基于深度学习的单髁置换术前规划方法和相关设备
CN114711794A (zh) * 2022-03-02 2022-07-08 中国人民解放军总医院第四医学中心 基于深度学习的膝关节胫骨置换术后评估系统
CN114723897A (zh) * 2022-06-09 2022-07-08 北京长木谷医疗科技有限公司 用于胫骨截骨智能导航系统的规划方法和装置

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