[发明专利]股骨头中心实时计算方法、装置、手术机器人和存储介质

权利要求书

1.一种股骨头中心实时计算方法，其特征在于，包括：

获取盆骨目标点和股骨头目标点的实时位置坐标；

根据盆骨目标点的实时位置坐标计算盆骨在当前时刻与预设时刻之间的位置变换关系；

根据股骨头目标点的实时位置坐标中在所述当前时刻的第一位置坐标以及所述位置变换关系，确定股骨头目标点在所述当前时刻的第一位置坐标经校正后的第二位置坐标；

根据所述股骨头目标点的第二位置坐标，计算得到股骨头在当前时刻的旋转中心。

2.根据权利要求1所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，当所述盆骨目标点和所述股骨头目标点的采集频率不一致时，所述获取盆骨和股骨的实时位置坐标之后，还包括坐标同步步骤。

3.根据权利要求1所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，所述根据盆骨目标点的实时位置坐标计算盆骨在当前时刻与预设时刻之间的位置变换关系包括：

分别计算所述预设时刻和所述当前时刻盆骨追踪目标点的质心；

根据所述追踪目标点在所述当前时刻的质心、各个追踪目标点在预设时刻和当前时刻的位置坐标，确定所述追踪目标点的偏移矩阵；

根据所述追踪目标点的偏移矩阵以及追踪目标点在所述当前时刻与预设时刻的位置坐标，确定盆骨目标点在当前时刻与预设时刻之间的位置变换关系。

4.根据权利要求1所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，所述根据所述股骨头目标点的第二位置坐标，计算得到股骨头在当前时刻的旋转中心，包括：

在所述当前时刻与初始时刻时间确定的时间段内选取至少四个股骨头目标点；

根据至少四个股骨头目标点的第二位置坐标，确定样本点集合；

根据所述样本点集合计算得到股骨头在当前时刻的旋转中心。

5.根据权利要求1所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，所述根据所述股骨头目标点的第二位置坐标，计算得到股骨头在当前时刻的旋转中心，包括：

根据至少四个不共面的股骨头目标点的第二位置坐标，确定多个样本点集合；

根据多个所述样本点集合，计算得到股骨中心在当前时刻对应的多个潜在旋转中心；

根据多个所述潜在旋转中心对应的位置坐标和预设的离群度量阈值，在多个所述潜在旋转中心中确定第一类内点；

根据所述第一类内点，确定股骨中心在当前时刻的旋转中心。

6.根据权利要求5所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，根据所述第一类内点，确定股骨中心在当前时刻的旋转中心，包括：

当所述第一类内点的个数大于预设的第一类内点个数阈值时，计算多个所述第一类内点的均值坐标；

根据所述潜在旋转中心对应的位置坐标、所述均值坐标和所述离群度量阈值，在多个所述潜在旋转中心中确定第二类内点；

当第二类内点的个数等于预设的第二类内点个数阈值时，将所有第二类内点的均值坐标确定为股骨头中心在当前时刻的旋转中心。

7.根据权利要求5所述的股骨头中心实时计算方法，其特征在于，还包括：

基于多个时刻的旋转中心计算标准差和残差；

将所述标准差、残差，分别与预设的标准差阈值、残差阈值进行比对，以根据比对结果判定数据采集是否充分。

8.一种股骨头中心实时计算装置，其特征在于，包括：

实时坐标获取单元，用于获取盆骨目标点和股骨头目标点的实时位置坐标；

位置变换关系获取单元，当所述盆骨目标点和所述股骨头目标点的采集频率一致时，根据盆骨目标点的实时位置坐标计算盆骨在当前时刻与预设时刻之间的位置变换关系；

校正单元，用于根据股骨头目标点的实时位置坐标中在所述当前时刻的第一位置坐标以及所述位置变换关系，确定股骨头目标点在所述当前时刻经校正后的第二位置坐标；

旋转中心计算单元，用于根据所述股骨头目标点的第二位置坐标，计算得到股骨头在当前时刻的旋转中心。