[发明专利]一种关节置换手术位姿标定方法及装置

说明书

本发明提供的关节置换手术位姿标定方法及装置，通过获取预定部位的CT影像数据和MRI影像数据；将CT影像数据和MRI影像数据进行图像配准，获得CT和MRI融合图像；将CT影像数据中的骨骼进行分割和三维重建，获取骨骼的硬骨三维模型；将MRI影像数据中的关节端面软骨进行分割和三维重建，获取关节端面的软骨三维模型；根据获取的腿骨关节端面的点云数据和硬骨三维模型及软骨三维模型进行空间配准，得到模型空间和真实空间的映射关系，完成骨骼位姿标定，本发明提供的关节置换手术位姿标定方法及装置，通过在手术部位划取方式采集关节面点云，减少导航准备工作，提高点云采集效率，缩减位姿标定时间，保证手术导航的准确性。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种关节置换手术位姿标定方法及装置。

背景技术

人工关节置换术是目前治疗关节末期病变的最有效手段。我国已逐步进入老龄化社会，人工髋、膝等关节置换量增长迅速，关节置换手术市场缺口巨大。

在临床中，常规关节置换术通过术前X光和CT影像检查和术中机械导向装置进行截骨定位，严重依赖术者经验。这种手术方式影响了定位的可靠性、精准性，容易引起并发症，缩减了假体使用寿命，成为制约手术效果的重要因素。

目前临床中解决该问题的主要途径是利用手术导航系统进行引导，减低术者负担，提高手术质量。为了在手术中应用导航系统，需要在手术前对病人骨骼进行位姿标定。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种便捷、快速的关节置换手术位姿标定方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种关节置换手术位姿标定方法，包括下述步骤：

获取预定部位的CT影像数据和MRI影像数据；

将所述CT影像数据和MRI影像数据进行图像配准，获得CT和MRI融合图像；

将所述CT影像数据中的骨骼进行分割和三维重建，获取骨骼的硬骨三维模型；

将所述MRI影像数据中的关节端面软骨进行分割和三维重建，获取关节端面的软骨三维模型；

获取腿骨关节端面的点云数据；

根据所述点云数据和硬骨三维模型及软骨三维模型进行空间配准，得到模型空间和真实空间的映射关系，完成骨骼位姿标定。

在一些较佳的实施例中，在将所述CT影像数据和MRI影像数据进行图像配准，获得CT和MRI融合图像的步骤中，所述图像配准为3D-3D图像配准。

在一些较佳的实施例中，在获取腿骨关节端面的点云数据的步骤中，具体为：

通过对采点工具进行跟踪，获取腿骨关节端面的点云数据。

在一些较佳的实施例中，在根据所述点云数据和硬骨三维模型及软骨三维模型进行空间配准，得到模型空间和真实空间的映射关系，完成骨骼位姿标定的步骤中，所述空间配准为采用Super4PCS+ICP配准方法。

另外，本发明还提供了一种关节置换手术位姿标定装置，包括：

医学图像获取单元，用于获取预定部位的CT影像数据和MRI影像数据；

图像配准融合单元，用于将所述CT影像数据和MRI影像数据进行图像配准，获得CT和MRI融合图像；

第一重建单元，用于将所述CT影像数据中的骨骼进行分割和三维重建，获取骨骼的硬骨三维模型；

第二重建单元，用于将所述MRI影像数据中的关节端面软骨进行分割和三维重建，获取关节端面的软骨三维模型；

数据采集单元，用于获取腿骨关节端面的点云数据；