CN117618107A - 髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质 - Google Patents

髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN117618107A CN202311336455.6A CN202311336455A CN117618107A CN 117618107 A CN117618107 A CN 117618107A CN 202311336455 A CN202311336455 A CN 202311336455A CN 117618107 A CN117618107 A CN 117618107A
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张巍
王婧
童睿
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Abstract

本发明实施例提供了一种髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质，涉及图像处理技术领域，髋关节位置配准方法包括：确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；计算每两个配准位置之间的配准距离；获得一个配准位置对应的实体位置；针对每一其他配准位置，基于工具位置、配准距离以及已获得的实体位置，生成并显示配准提示信息，若配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将工具位置确定为该配准位置对应的实体位置；对各配准位置与实体位置进行位置配准，确定变换关系；根据变换关系，对目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。应用本发明实施例提供的方案可以准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。

Description

髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质。
背景技术
髋关节置换手术是一种常见的人工关节置换术，用于重建患者髋关节的正常功能。目前，医生需要根据患者的髋关节CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)图像规划手术路径，然后手术机器人根据医生规划好的手术路径控制机械臂移动，从而协助医生进行髋关节置换手术，这就需要对患者的髋关节CT图像与患者的实体髋关节进行位置配准，从而使手术机器人能够根据位置配准结果，按照医生规划好的手术路径协助完成手术。
现有技术中，需要基于髋关节CT图像上规划的配准位置以及在实体髋关节上获得的对应于配准位置的实体位置，对髋关节进行位置配准。获取实体髋关节上的实体位置时，需要获取从实际髋关节上采集得到的点的位置，然而从实际髋关节上采集到的点的位置容易受人为因素影响，准确度低，这样得到的实体位置的准确度低，导致配准结果准确度低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种髋关节位置配准方法、系统、装置、设备及存储介质，以实现准确地对患者髋关节的实际位置进行位置配准。具体技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种髋关节位置配准方法，所述方法包括：
确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；
计算每两个配准位置之间的配准距离；
获得一个配准位置在所述目标髋关节上对应的实体位置；
针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，其中，所述第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，所述第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置；
对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定所述目标髋关节上的点与所述三维模型表面的点间位置的变换关系；
根据所述变换关系，对所述目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
可选的，所述针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，包括：
针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值，其中，所述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置；
基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息；
若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置；
若存在未确定所对应实体位置的配准位置，则将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并返回执行所述针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值的步骤。
可选的，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；
所述将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，包括：
将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
可选的，所述配准提示信息包括：所述差值；
所述若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置，包括：
若所述配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置。
可选的，所述配准提示信息包括：第一类配准位置指向所述目标配准位置的箭头，其中，所述箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与所述工具位置之间的第一距离。
可选的，当所述箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第一颜色，当所述箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第二颜色，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为不同的颜色。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种髋关节位置配准系统，所述系统包括：配准位置采集工具、配准规划位置设备；其中
所述配准位置采集工具，用于响应于采集指令获得位置；
所述配准规划位置设备，用于实现上述第一方面所述的髋关节位置配准方法。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种髋关节位置配准装置，所述装置包括：
配准位置确定模块，用于确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；
配准距离计算模块，用于计算每两个配准位置之间的配准距离；
实体位置获得模块，用于获得一个配准位置在所述目标髋关节上对应的实体位置；
实体位置确定模块，用于针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，其中，所述第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，所述第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置；
变换关系确定模块，用于对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定所述目标髋关节上的点与所述三维模型表面的点间位置的变换关系；
位置配准模块，用于根据所述变换关系，对所述目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
可选的，所述实体位置确定模块，包括：
差值计算单元，用于针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值，其中，所述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置；
信息生成单元，用于基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息；
位置确定单元，用于在所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置；
位置更新单元，用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并触发差值计算单元。
可选的，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；
所述位置更新单元，具体用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
可选的，所述配准提示信息包括：所述差值；
所述位置确定单元，具体用于在所述配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置。
可选的，所述配准提示信息包括：第一类配准位置指向所述目标配准位置的箭头，其中，所述箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与所述工具位置之间的第一距离。
可选的，当所述箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第一颜色，当所述箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第二颜色，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为不同的颜色。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种配准规划位置设备，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，实现上述第一方面所述的髋关节位置配准方法。
根据本发明实施例的第五方面，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上述第一方面所述的髋关节位置配准方法。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的髋关节位置配准方案，可以确定三维模型上的配准位置，并计算每两个配准位置之间的距离。在获得一个配准位置在目标髋关节上对应的实体位置之后，针对每一其他配准位置，都会基于配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二轮配准位置之间的配准距离，以及已获得的实体位置，生成对应的配准提示信息。由于生成配准提示信息时既考虑了配准距离，又考虑了工具位置与实体位置，而配准距离是三维模型上配准位置之间的距离，工具位置和实体位置是实际空间中的位置，也就是，配准提示信息既考虑了三维模型上的信息，也考虑了实际空间中的信息，所生成的配准提示信息可以根据三维模型上的信息，实时提示当前工具位置是否可以作为实体位置，这样显示所生成的配准提示信息，可以引导使用者确定合适的工具位置作为实体位置，从而保证所获得的实体位置的准确度高。由于所获得的实体位置的准确度高，基于实体位置与配准位置，得到的变换关系的准确度高，这样，基于变换关系对目标髋关节进行位置配准的准确度高。因此，应用本发明实施例提供的方案可以准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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实施例。
图1为本发明实施例提供的第一种髋关节位置配准方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种髋关节位置配准方法的流程示意图；
图3a为本发明实施例提供的一种显示设备的显示界面示意图；
图3b为本发明实施例提供的另一种显示设备的显示界面示意图；
图4为本发明实施例提供的一种髋关节位置配准系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种髋关节位置配准装置的结构示意图；
图6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。
髋关节置换手术是一种常见的人工关节置换术。目前，可以使用手术机器人辅助医生进行髋关节置换手术。手术机器人可以根据医生规划好的路径控制机械臂移动，从而帮助医生完成手术。
由于手术过程中髋关节的位置和形态与采集髋关节CT图像时髋关节的位置和形态往往不同，手术机器人难以精准地按照医生规划的手术路径控制机械臂移动。鉴于此，本发明实施例提供了一种髋关节位置配准方法，实现准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。
下面对本发明实施例的执行主体进行说明。
本发明实施例的执行主体是配准规划位置设备，具体的，可以为与手术机器人相连接的电子设备，例如台式机等。
下面通过具体实施例对本发明实施例提供的髋关节位置配准方法进行说明。
参见图1，提供了第一种髋关节位置配准方法的流程示意图，该方法包括以下步骤S101-步骤S106。
步骤S101：确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置。
其中，目标髋关节为患者术侧髋关节，三维模型可以是根据目标髋关节的医学图像进行图像重建得到的。
设备可以遍历并保存三维模型表面各个点的数据来提取三维模型表面各个点的位置。例如，在使用MC算法进行图像重建时，设备可以遍历并保存三角面片的顶点数据，从而提取得到三维模型表面各个点的位置。
一种情况下，提取的三维模型表面的各个点的位置可以为三维模型表面的各个点在模型坐标系下的模型坐标。例如，各个点的CT坐标。
下面对配准位置进行说明。
配准位置为三维模型表面上点的位置。具体的，配准位置可以为三维模型表面的点在三维模型对应的模型坐标系下的坐标。
由于存在多个配准位置，因此，可以给各配准位置设置序号。序号可以为从1开始的连续正整数，如1、2、3……等，也可以为从0开始的连续自然数，如0、1、2……等，本发明实施例对此并不进行限定。
上述配准位置可以是粗配准点对应的三维模型上规划的点的模型坐标。例如，各个点的CT坐标。
下面对设备确定配准位置的方式进行说明。
一种实现方式中，可以预设髋关节上配准位置对应的形状参数，这样，设备可以分析计算三维模型表面各个位置的形状参数，从而确定三维模型上形状参数与预设的形状参数最接近的位置为配准位置。例如，预设的形状参数可以为曲率向量，设备可以分析计算三维模型上各个位置的曲率向量，并确定三维模型上曲率向量与预设的曲率向量最接近的位置为配准位置。
另一种实现方式中，设备可以在通信连接的显示设备上显示三维模型，这样使用者可以对三维模型进行观察，使用输入设备向设备输入其选择的位置，设备将输入设备输入的位置确定为配准位置。具体的，上述输入设备可以是鼠标、触控板、键盘等等。使用者可以使用鼠标、触控板等输入设备以点选的方式确定其所选择的位置，还可以使用键盘、触控板等输入数值的方式确定其所选择的位置。
配准位置的数量可以为预设数量，如3个、5个等。本发明实施例对此并不进行限定。
步骤S102：计算每两个配准位置之间的配准距离。
上述配准距离为两个配准位置之间的距离。
如对步骤S101的说明，设备所获得的配准位置可以是三维模型上规划的点的模型坐标。在此基础上，设备可以基于每两个配准位置的模型坐标，计算这两个配准位置之间的距离。
例如，假设存在配准位置1的坐标为(x1,y1,z1)，配准位置2的坐标为(x2,y2,z2)，那么，可以按照以下关系式计算配准位置1与配准位置2之间的距离：
其中，S为计算得到的距离。
步骤S103：获得一个配准位置在目标髋关节上对应的实体位置。
上述一个配准位置可以为步骤S101中所确定的配准位置中几何特征最明显的配准位置，也可以为任一配准位置，本发明实施例对此并不进行限定。
上述，实体位置为目标髋关节上对应于配准位置的点的位置。由于目标髋关节存在于实际空间中，实体位置为这些点在实际空间中的位置。具体的，实体位置可以为这些点在实际空间对应的空间坐标系下的坐标。
上述实体位置可以是粗配准点对应的目标髋关节上的点的光学坐标。
下面对实体位置的确定方式进行说明。
一种情况下，设备可以通过配准位置采集工具获得实体位置。配准位置采集工具可以为与双目相机相连的含有光学示踪球的手术探针，也可以为与带有深度传感器的相机相连的手术探针，还可以为其他位置采集工具，本发明实施例对此并不进行限定。
第一种实现方式中，设备可以获得与双目相机相连的含有光学示踪球的手术探针在目标髋关节上采集的位置，作为实体位置。
其中，双目相机可以通过手术探针上的光学示踪球之间的几何关系，确定手术探针针尖所在的位置，并将该位置发送至设备。
具体的，可以由使用者控制与双目相机相连的含有光学示踪球的手术探针的位置，将手术探针针尖移动到目标髋关节上与序号最靠前的配准位置对应的位置，并按下采集按钮。此时双目相机将针尖所在的位置发送至设备，设备将接收到的位置信息确定序号最靠前的配准位置对应的实体位置。
此时，上述空间坐标系可以为双目相机采集的图像对应的光学坐标系，实体位置可以为对应于目标髋关节上对应于配准位置的点在光学坐标系下的坐标。
第二种实现方式中，设备可以获得与带有深度传感器的相机相连的手术探针在目标髋关节上采集的位置，作为实体位置。其采集原理与第一种实现方式类似，带有深度传感器的相机可以确定探针针尖所在的位置，并将该位置发送至设备。这样，使用者将手术探针针尖移动到目标髋关节上与序号最靠前的配准位置对应的位置，并按下采集按钮，相机会将确定的位置发送至设备，设备将接收到的位置信息确定序号最靠前的配准位置对应的实体位置。
此时，上述空间坐标系可以为带有深度传感器的相机采集的图像对应的光学坐标系，实体位置可以为对应于目标髋关节上对应于配准位置的点在光学坐标系下的坐标。
另一种情况下，设备可以将相机采集得到的目标髋关节的二维图像与三维模型进行内容匹配，根据内容匹配结果，结合目标髋关节的二维图像，确定目标髋关节上对应于序号最靠前的配准位置的位置为实体位置。
步骤S104：针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示配准提示信息，若配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将工具位置确定为该配准位置对应的实体位置。
其中，第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置。
与前文对步骤S103的说明相对应，上述配准位置采集工具可以为与双目相机相连的含有光学示踪球的手术探针，也可以为与带有深度传感器的相机相连的手术探针，本发明实施例对此并不进行限定。
上述配准提示信息是用于提示是否可以将工具位置确定为其他配准位置对应的实体位置的信息。
一种情况下，设备可以生成其他各个配准位置对应的配准提示信息，并将其他各个配准位置对应的配准提示信息都显示出来。这样，使用者可以根据设备所显示的其他各个配准位置对应的配准提示信息，移动配准位置采集工具，获得其他各个配准位置对应的实体位置。
另一种情况下，设备可以从其他各个配准位置中确定目标配准位置，并只显示目标配准位置对应的配准提示信息，指示使用者采集目标配准位置对应的实体位置。在获得了目标配准位置对应的实体位置之后，再将目标配准位置更新为其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并重复上述过程，直至所有的配准位置对应的实体位置均被确定。本情况将在后文实施例中进行具体说明，此处暂不详述。
步骤S105：对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定目标髋关节上的点与三维模型表面的点间位置的变换关系。
由于三维模型与目标髋关节对应，可以认为三维模型上的点与目标髋关节上的点之间只发生了刚体变换。
一种情况下，所确定的变换关系可以以表达式进行表示，由于三维模型上的点与目标髋关节上的点之间发生了刚体变换，因此，表达式参数包括平移矩阵与旋转矩阵。假设目标髋关节上的点的坐标为P，该点对应的三维模型上的点的坐标为Q，R1为变换关系对应的第一旋转矩阵，T1为变换关系对应的第一平移矩阵，那么，使用表达式表示变换关系时，该表达式为：
Q＝R1P+T1；
另一种情况下，所确定的变换关系也可以由平移矩阵与旋转矩阵确定的变换矩阵表示。
同样假设目标髋关节上的点的坐标为P，该点对应的三维模型上的点的坐标为Q，R1为变换关系对应的第一旋转矩阵，T1为变换关系对应的第一平移矩阵，使用变换矩阵表示变换关系时，该变换矩阵为：
为便于使用，可以记
此时，Q＝matrixC×P。
下面对电子设备确定变换关系的实现方式进行说明。
一种实现方式中，电子设备可以使用四点法进行位置配准，从而确定变换关系。此时，需要确定的配准位置的数量为4个，并且4个配准位置不共面。此时，确定的实体位置也为4个不共面的位置。由于不共面四点的仿射不变性，电子设备可以根据4个配准位置与对应的4个实体位置，计算得到变换矩阵，从而获得基于该变换矩阵确定的变换关系。
另一种实现方式中，电子设备可以对配准位置与实体位置使用SVD(SingularValue Decomposition,奇异值分解)法进行位置配准，从而确定变换关系。
具体的，电子设备可以根据以下关系式对配准位置与实体位置使用SVD法进行位置配准，求取平移矩阵与旋转矩阵。
qi＝pi-p；
qi′＝pi′-p′；
H＝UΛVT；
R＝UV；
T＝p′-Rp；
其中，n表示确定的配准位置的数量，由于配准位置与实体位置一一对应，n也表示实体位置的数量；p表示实体位置对应的第二质心位置，p′表示配准位置对应的第一质心位置；pi表示第i个实体位置，pi′表示第i个配准位置；qi表示第i个实体位置相对于第二质心位置的第二质心位移向量，qi′表示第i个配准位置相对于第一质心位置的第一质心位移向量；H为构造的中间矩阵，H＝UΛVT表示对中间矩阵进行奇异值分解的过程，U为第一分解矩阵，V为第二分解矩阵；R表示解得的旋转矩阵，T表示解得的平移矩阵。
这样，电子设备可以基于上述解得的旋转矩阵与平移矩阵，确定变换关系。
步骤S106：根据变换关系，对目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
如前文对步骤S105的说明，获得的变换关系可以为变换矩阵matrixC，三维模型上的点的坐标Q与目标髋关节上的点的坐标P之间的位置关系满足Q＝matrixC×P，这样，可以将目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
上述目标髋关节的实际位置可以为根据后续具体应用中涉及的目标髋关节上的位置。例如，在完成位置配准后，需要根据配准结果，引导手术机器人的手术路径，此时，上述目标髋关节的实际位置可以为手术机器人的手术路径涉及到的目标髋关节上的位置。
一种情况下，电子设备可以将目标髋关节上的各实际位置进行变换，例如，电子设备可以接收双目相机采集的目标髋关节上的各实际位置的光学坐标，并变换每一光学坐标，得到对应的模型坐标。另一种情况下，电子设备可以变换目标髋关节上的部分实际位置的坐标，例如，电子设备可以获得配准位置采集工具所采集的目标髋关节上的位置的光学坐标，并变换得到的光学坐标，得到对应的模型坐标。本发明实施例对此并不进行限定。
应用本实施例提供的方案，可以确定三维模型上的配准位置，并计算每两个配准位置之间的配准距离。由于配准位置是在三维模型上确定的，配准位置是三维模型上的信息，计算得到的配准距离也是三维模型上的信息。而实体位置是在目标髋关节上的位置，工具位置是配准位置采集工具的位置，实体位置与工具位置都是实际空间中的位置。这样在获得一个配准位置在目标髋关节上对应的实体位置之后，基于工具位置、配准距离以及已获得的实体位置生成对应的配准提示信息，所生成的配准提示信息既考虑了三维模型上的信息，也考虑了实际空间中的信息，也就是，所生成的配准提示信息可以根据三维模型上的信息，提示使用者实际空间中的工具位置是否可以作为实体位置，这样显示所生成的配准提示信息，可以引导使用者确定合适的工具位置作为实体位置，从而保证所获得的实体位置的准确度高。由于所获得的实体位置的准确度高，基于实体位置与配准位置，得到的变换关系的准确度高，这样，基于变换关系对目标髋关节进行位置配准的准确度高。因此，应用本发明实施例提供的方案可以准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。
上述步骤S101-步骤S105通常被认为是粗配准过程，为了进一步得到准确度更高的变换关系，可以在粗配准基础上，通过ICP(Iterative Closest Point，最近点搜索法)算法或NDT(Normal Distributions Transform，正态分布变换)算法等算法进行精配准，获得准确度更高的精配准变换关系，从而根据精配准变换关系，对目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
由于生成并显示了配准提示信息，使粗配准得到的变换关系准确度高，因此，在基于粗配准进行精配准时，将粗配准得到的变换关系作为精配准变换关系的初始值，初始值的准确度高，对精配准所需要的精配准位置的数量要求低。
本发明的一个实施例中，与前文对步骤S104的说明相对应，可以生成并显示目标配准位置对应的配准提示信息，在获得了目标配准位置对应的实体位置之后，更新目标配准位置，直至所有的配准位置对应的实体位置均被确定。本实施例中，参见图2，提供了第二种髋关节位置配准方法的流程示意图，上述步骤S104可以通过以下步骤S104A-步骤S104D完成。
步骤S104A：针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及第一距离与第二距离的差值。
其中，上述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置。
一种情况下，上述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；另一种情况下，上述目标配准位置的初始值为其他配准位置中最先被确定的配准位置。上述目标配准位置的初始值也可以为其他配准位置中任一配准位置，本发明实施例对此并不进行限定。
与步骤S102计算配准距离的方式相类似，由于第一类配准位置对应的实体位置和工具位置可以为光学坐标系下的坐标，因此，设备可以基于实体位置和工具位置的光学坐标，计算第一距离。
例如，假设存在第一类配准位置对应的实体位置的坐标为(x3,y3,z3)，工具位置的坐标为(x4,y4,z4)，那么，可以按照以下关系式计算第一类配准位置对应的实体位置与工具位置之间的距离：
其中，S’为计算得到的第一距离。
上述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，配准距离的计算方式已在步骤S102处进行了说明，此处不再重复。
在计算得到第一距离与第二距离后，设备可以计算第一距离与第二距离的差值。
步骤S104B：基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示配准提示信息。
若配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，执行步骤S104C。
配准规划位置设备可以显示目标髋关节对应的三维模型，以及在三维模型上确定的各配准位置，并在此基础上，显示所生成的配准提示信息。
第一种情况下，上述配准提示信息可以包括上述第一距离。第二种情况下，上述配准提示信息可以包括上述差值，本情况下，当配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内时，可以认为此时配准提示信息提示可采集实体位置。也就是，在这种情况下，若配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且接收到采集指令，执行步骤S104C。
上述预设差值范围可以根据配准需要进行设定，例如，可以为-1.5mm至1.5mm，也可以为其他范围，本发明实施例对此并不进行限定。
这样可以将差值作为配准提示信息，以差值是否在预设差值范围内作为标准，判断是否可以将工具位置作为实体位置。这样可以根据配准距离和已采集的实体位置，对工具位置进行约束，使用者可以根据差值和预设差值范围的关系，将工具移动到可采集实体位置的位置，从而准确地获得实体位置。
第三种情况下，上述配准提示信息可以包括第一类配准位置指向目标配准位置的箭头。其中，箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与工具位置之间的第一距离。
这种情况下，当上述第一距离随着配准位置采集工具的移动而逐渐接近第二距离时，所显示的箭头也会逐渐靠近目标配准位置。当上述第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内时，上述箭头的首端，即箭头端会几乎与目标配准位置重合，此时，可以认为配准提示信息提示可采集实体位置。
这样将箭头作为配准提示信息，可以直观地显示出当前工具位置与目标配准位置对应的实体位置之间的距离，从而引导使用者移动配准位置采集工具至合适的位置，并将工具位置作为实体位置，保证了所获得的实体位置准确。
为了进一步增强配准提示信息的提示效果，一种实现方式中，可以使用不同颜色的箭头作为配准提示信息。具体的，当箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内时，箭头的颜色为第一颜色，当箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在预设差值范围内时，箭头的颜色为第二颜色。
其中，第一颜色与第二颜色为不同的颜色。
第一颜色可以为红、绿、蓝等颜色，第二颜色也可以为红、绿、蓝等颜色，本发明实施例对此并不进行限定，
这样，将箭头显示为不同颜色，可以更直观地提示使用者当前的工具位置是否可以作为实体位置，从而引导使用者能够将配准位置采集工具移动到合适的位置进行采集，保证了所获得的实体位置准确。
另外，配准提示信息还可以包括其他信息，例如，可以包括“可采集”“不可采集”的文字信息，当第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内时，显示“可采集”的文字信息，当第一距离与第二距离的差值不在预设差值范围内时，显示“不可采集”的文字信息。本发明实施例对配准提示信息的表现形式不做限定。
配准提示信息也可以为上述一项以上的信息的组合，例如，配准提示信息可以同时包括上述差值信息与箭头信息，本发明实施例对此也不进行限定。
步骤S104C：将工具位置确定为目标配准位置对应的实体位置。
若存在未确定所对应实体位置的配准位置，执行步骤S104D。
获得工具位置作为实体位置的方式在前文步骤S102处已有相关说明，此处不再重复。
步骤S104D：将目标配准位置更新为其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并返回执行步骤S104A。
与步骤S104A的说明相类似，更新后的目标配准位置可以为未确定所对应实体位置的任意一个配准位置。
设备也可以按照一定的更新规则更新目标配准位置。
例如，一种情况下，可以按照配准位置的几何特征明显程度从高到低的顺序更新目标配准位置。本情况下，可以将目标配准位置更新为其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
这样更新目标配准位置，可以保证每一目标配准位置都是未确定对应实体位置的配准位置中，几何特征最明显的配准位置，由于几何特征越明显的配准位置，使用者越可以容易地移动配准位置采集工具至该配准位置对应的实体位置，也就是，采集几何特征明显的配准位置对应的实体位置的要求低。这样，对于越靠后采集的实体位置，已采集的实体位置会越多，也就是，配准提示信息所考虑的已采集的实体位置会越多，对其准确度约束会越高，从而保证了能够准确采集几何特征不明显的配准位置对应的实体位置。
另一种情况下，可以按照配准位置的确定顺序更新目标配准位置，例如，可以将目标配准位置更新为其他配准位置中未确定所对应实体位置、且最先被确定的配准位置。
这样针对目标配准位置，计算第一距离，以及第一距离与第二距离的差值，并根据所计算的第一距离与差值生成对应的配准提示信息，既考虑了三维模型上的信息，又考虑了实际空间中的信息，所生成、显示的配准提示信息，可以提示使用者工具位置是否可以作为实体位置，从而引导使用者移动配准位置采集工具，准确地获得实体位置。
下面通过具体实例对前述髋关节位置配准方法进行介绍。
参见图3a，提供了一种设备显示界面示意图。可以看出，在目标髋关节对应的三维模型上确定了第一个点、第二个点与第三个点，分别对应于确定的配准位置A，配准位置B与配准位置C。
其中，配准位置A的模型坐标为(xA,yA,zA)，配准位置B的模型坐标为(xB,yB,zB)，配准位置C的模型坐标为(xC,yC,zC)，那么，存在以下关系式：
其中，S1为配准位置A与配准位置B之间的配准距离，S2为配准位置A与配准位置C之间的配准距离，S3为配准位置B与配准位置C之间的配准距离。
设备可以基于上述关系式，计算得到每两个配准位置之间的配准距离。
当使用者控制配准位置采集工具，在目标髋关节上采集配准位置A对应的实体位置A后，电子设备可以获得实体位置A的光学坐标(XA,YA,ZA)，并实时获得配准位置采集工具的位置的光学坐标(x,y,z)，此时，需要采集配准位置B对应的实体位置B，电子设备将通过以下关系式计算实体位置A与配准位置采集工具的位置之间的距离：
其中，S1’为计算得到的距离。
此时，设备会显示图3a中由第一个点指向第二个点的箭头，以及计算并显示S1-S1’的差值，作为配准提示信息。图3a中仅以-2.5mm为例，其显示的数值可以根据计算得到的差值不同而不同。
假设预设差值范围为[-m,m]，如果有S1-S1’≤-m或S1-S1’≥m，此时图3a中显示的箭头的颜色可以为第二颜色，如红色。如果随着使用者参照配准位置B在三维模型上的位置，控制移动配准位置采集工具，出现-m≤S1-S1’≤m，此时，图3a中所显示的箭头的颜色可以为第一颜色，如绿色，此时可以认为配准位置采集工具的工具位置作为配准位置B对应的实体位置B，满足精度要求。使用者可以通过采集按钮，向配准位置采集工具发送采集指令，使设备获得工具位置，作为实体位置B。
在采集了实体位置B后，需要采集配准位置C对应的实体位置C。电子设备将计算实体位置A与配准位置采集工具的位置之间的距离S2’，以及实体位置B与配准位置采集工具的位置之间的距离S3’。此时，记所实时获得的配准位置采集工具的位置的光学坐标为(x’,y’,z’)，具体的，电子设备可以通过以下关系式进行计算：
随着使用者参照配准位置C在三维模型上的位置，控制移动配准位置采集工具，使出现-m≤S2-S2’≤m，且-m≤S3-S3’≤m时，此时将配准位置采集工具的位置作为配准位置C对应的实体位置C，满足精度要求，使用者可以按下位置采集按钮，从而采集配准位置采集工具的位置作为实体位置C。
参见图3b，提供了另一种设备显示界面示意图。在采集实体位置C时，设备会显示由第一个点指向第三个点的箭头，以及第二个点指向第三个点的箭头，并在第一个点指向第三个点的箭头旁显示S2-S2’的数值，在及第二个点指向第三个点的箭头旁显示S3-S3’的数值。
与前文对图3a的说明相类似，图3b中的箭头颜色也可以根据箭头旁的数值而改变。例如，对于第一个点指向第三个点的箭头，当S2-S2’≤-m或S2-S2’≥m时，该箭头的颜色可以为第二颜色，如红色；当-m≤S2-S2’≤m时，该箭头的颜色可以为第一颜色，如绿色。对于第二个点指向第三个点的箭头，其与第一个点指向第三个点的箭头类似，此处不再赘述。
图3a、图3b中的(人体)上字样为对三维模型标注，表示三维模型对应的人体部位，显示设备可以显示该标注，也可以不显示该标注，本发明实施例对此并不进行限定。
这样，电子设备可以获得配准位置对应的实体位置，从而对配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定目标髋关节上的点与三维模型表面的点间位置的变换关系，并根据变换关系，对目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
与上述髋关节位置配准方法相对应，本发明实施例还提供了一种髋关节位置配准系统。
参见图4，提供了一种髋关节位置配准系统的结构示意图，所述系统包括：配准位置采集工具401、配准位置规划设备402；其中，
所述配准位置采集工具401，用于响应于采集指令获得位置；
所述配准位置规划设备402，用于实现签署方法实施例所述的髋关节位置配准方法。
应用本实施例提供的方案，可以确定三维模型上的配准位置，并计算每两个配准位置之间的配准距离。由于配准位置是在三维模型上确定的，配准位置是三维模型上的信息，计算得到的配准距离也是三维模型上的信息。而实体位置是在目标髋关节上的位置，工具位置是配准位置采集工具的位置，实体位置与工具位置都是实际空间中的位置。这样在获得一个配准位置在目标髋关节上对应的实体位置之后，基于工具位置、配准距离以及已获得的实体位置生成对应的配准提示信息，所生成的配准提示信息既考虑了三维模型上的信息，也考虑了实际空间中的信息，也就是，所生成的配准提示信息可以根据三维模型上的信息，提示使用者实际空间中的工具位置是否可以作为实体位置，这样显示所生成的配准提示信息，可以引导使用者确定合适的工具位置作为实体位置，从而保证所获得的实体位置的准确度高。由于所获得的实体位置的准确度高，基于实体位置与配准位置，得到的变换关系的准确度高，这样，基于变换关系对目标髋关节进行位置配准的准确度高。因此，应用本发明实施例提供的方案可以准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。
与上述髋关节位置配准方法相对应，本发明实施例还提供了一种髋关节位置配准装置。
参见图5，提供了一种与上述髋关节位置配准装置的结构示意图，所述装置包括：
配准位置确定模块501，用于确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；
配准距离计算模块502，用于计算每两个配准位置之间的配准距离；
实体位置获得模块503，用于获得一个配准位置在所述目标髋关节上对应的实体位置；
实体位置确定模块504，用于针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，其中，所述第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，所述第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置；
变换关系确定模块505，用于对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定所述目标髋关节上的点与所述三维模型表面的点间位置的变换关系；
位置配准模块506，用于根据所述变换关系，对所述目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
应用本实施例提供的方案，可以确定三维模型上的配准位置，并计算每两个配准位置之间的配准距离。由于配准位置是在三维模型上确定的，配准位置是三维模型上的信息，计算得到的配准距离也是三维模型上的信息。而实体位置是在目标髋关节上的位置，工具位置是配准位置采集工具的位置，实体位置与工具位置都是实际空间中的位置。这样在获得一个配准位置在目标髋关节上对应的实体位置之后，基于工具位置、配准距离以及已获得的实体位置生成对应的配准提示信息，所生成的配准提示信息既考虑了三维模型上的信息，也考虑了实际空间中的信息，也就是，所生成的配准提示信息可以根据三维模型上的信息，提示使用者实际空间中的工具位置是否可以作为实体位置，这样显示所生成的配准提示信息，可以引导使用者确定合适的工具位置作为实体位置，从而保证所获得的实体位置的准确度高。由于所获得的实体位置的准确度高，基于实体位置与配准位置，得到的变换关系的准确度高，这样，基于变换关系对目标髋关节进行位置配准的准确度高。因此，应用本发明实施例提供的方案可以准确地对髋关节的实际位置进行位置配准。
本发明的一个实施例中，所述实体位置确定模块504，包括：
差值计算单元，用于针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值，其中，所述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置；
信息生成单元，用于基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息；
位置确定单元，用于在所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置；
位置更新单元，用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并触发差值计算单元。
这样，针对目标配准位置，计算第一距离，以及第一距离与第二距离的差值，并根据所计算的第一距离与差值生成对应的配准提示信息，既考虑了三维模型上的信息，又考虑了实际空间中的信息，所生成、显示的配准提示信息，可以提示使用者工具位置是否可以作为实体位置，从而引导使用者移动配准位置采集工具，准确地获得实体位置。
本发明的一个实施例中，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；
所述位置更新单元，具体用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
这样更新目标配准位置，可以保证每一目标配准位置都是未确定对应实体位置的配准位置中，几何特征最明显的配准位置，由于几何特征越明显的配准位置，使用者越可以容易地移动配准位置采集工具至该配准位置对应的实体位置，也就是，采集几何特征明显的配准位置对应的实体位置的要求低。这样，对于越靠后采集的实体位置，已采集的实体位置会越多，也就是，配准提示信息所考虑的已采集的实体位置会越多，对其准确度约束会越高，从而保证了能够准确采集几何特征不明显的配准位置对应的实体位置。
本发明的一个实施例中，所述配准提示信息包括：所述差值；
所述位置确定单元，具体用于在所述配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置。
这样可以将差值作为配准提示信息，以差值是否在预设差值范围内作为标准，判断是否可以将工具位置作为实体位置。这样可以根据配准距离和已采集的实体位置，对工具位置进行约束，使用者可以根据差值和预设差值范围的关系，将工具移动到可采集实体位置的位置，从而准确地获得实体位置。
本发明的一个实施例中，所述配准提示信息包括：第一类配准位置指向所述目标配准位置的箭头，其中，所述箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与所述工具位置之间的第一距离。
这样将箭头作为配准提示信息，可以直观地显示出当前工具位置与目标配准位置对应的实体位置之间的距离，从而引导使用者移动配准位置采集工具至合适的位置，并将工具位置作为实体位置，保证了所获得的实体位置准确。
本发明的一个实施例中，当所述箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第一颜色，当所述箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第二颜色，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为不同的颜色。
这样，将箭头显示为不同颜色，可以更直观地提示使用者当前的工具位置是否可以作为实体位置，从而引导使用者能够将配准位置采集工具移动到合适的位置进行采集，保证了所获得的实体位置准确。
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备也就是配准规划位置设备，如图6所示，包括处理器601、通信接口602、存储器603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信，
存储器603，用于存放计算机程序；
处理器601，用于执行存储器603上所存放的程序时，实现前述方法实施例所述的髋关节位置配准方法。
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前述方法实施例所述的髋关节位置配准方法。
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、电子设备及存储介质实施例而言，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 (15)

1.一种髋关节位置配准方法，其特征在于，应用于配准规划位置设备，所述方法包括：
确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；
计算每两个配准位置之间的配准距离；
获得一个配准位置在所述目标髋关节上对应的实体位置；
针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，其中，所述第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，所述第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置；
对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定所述目标髋关节上的点与所述三维模型表面的点间位置的变换关系；
根据所述变换关系，对所述目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，包括：
针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值，其中，所述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置；
基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息；
若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置；
若存在未确定所对应实体位置的配准位置，则将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并返回执行所述针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；
所述将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，包括：
将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配准提示信息包括：所述差值；
所述若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置，包括：
若所述配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且所述配准位置采集工具接收到采集指令，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述配准提示信息包括：第一类配准位置指向所述目标配准位置的箭头，其中，所述箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与所述工具位置之间的第一距离。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
当所述箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第一颜色，当所述箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第二颜色，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为不同的颜色。
7.一种髋关节位置配准系统，其特征在于，所述系统包括：配准位置采集工具、配准规划位置设备；其中，
所述配准位置采集工具，用于响应于采集指令获得位置；
所述配准位置规划设备，用于实现权利要求1-6所述的髋关节位置配准方法。
8.一种髋关节位置配准装置，其特征在于，所述装置包括：
配准位置确定模块，用于确定与目标髋关节对应的三维模型上多个配准位置；
配准距离计算模块，用于计算每两个配准位置之间的配准距离；
实体位置获得模块，用于获得一个配准位置在所述目标髋关节上对应的实体位置；
实体位置确定模块，用于针对每一其他配准位置，基于实时获得的配准位置采集工具的工具位置、第一类配准位置与第二类配准位置之间的配准距离以及已获得的实体位置，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息，若所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令，将所述工具位置确定为该配准位置对应的实体位置，其中，所述第一类配准位置为：已获得所对应实体位置的配准位置，所述第二类配准位置为：未获得所对应实体位置的配准位置；
变换关系确定模块，用于对各配准位置与其对应的实体位置进行位置配准，确定所述目标髋关节上的点与所述三维模型表面的点间位置的变换关系；
位置配准模块，用于根据所述变换关系，对所述目标髋关节上的实际位置进行变换，完成位置配准。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述实体位置确定模块，包括：
差值计算单元，用于针对每一第一类配准位置，计算该第一类配准位置对应的实体位置与实时获得的配准位置采集工具的工具位置之间的第一距离，以及所述第一距离与第二距离的差值，其中，所述第二距离为该第一类配准位置与目标配准位置之间的配准距离，所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中的一个配准位置；
信息生成单元，用于基于计算得到的第一距离和差值，生成配准提示信息，并显示所述配准提示信息；
位置确定单元，用于在所述配准提示信息提示可采集实体位置且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置；
位置更新单元，用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置的一个配准位置，并触发差值计算单元。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述目标配准位置的初始值为其他配准位置中几何特征的明显程度最高的一个配准位置；
所述位置更新单元，具体用于在存在未确定所对应实体位置的配准位置的情况下，将所述目标配准位置更新为所述其他配准位置中未确定所对应实体位置、且几何特征的明显程度最高的一个配准位置。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述配准提示信息包括：所述差值；
所述位置确定单元，具体用于在所述配准提示信息中包括的差值均在预设差值范围内且接收到采集指令的情况下，将所述工具位置确定为所述目标配准位置对应的实体位置。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述配准提示信息包括：第一类配准位置指向所述目标配准位置的箭头，其中，所述箭头的长度表征第一类配准位置对应的实体位置与所述工具位置之间的第一距离。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，
当所述箭头所对应第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第一颜色，当所述箭头所对应的第一类配准位置对应的第一距离与第二距离的差值不在所述预设差值范围内时，所述箭头的颜色为第二颜色，其中，所述第一颜色与所述第二颜色为不同的颜色。
14.一种配准规划位置设备，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1-6任一所述的方法步骤。
15.一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1-6任一所述的方法步骤。
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