[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

说明书

本申请涉及一种股骨头中心实时计算方法、装置、手术机器人和存储介质，该方法包括：获取盆骨目标点和股骨头目标点的实时位置坐标；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目标点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经校正后的第二位置坐标。通过本申请，提高了股骨中心定位算法的精度，实现了股骨中心实时定位的效果。

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种股骨头中心实时计算方法、装 置、手术机器人和存储介质。

背景技术

随着现在医学的不断进步以及各学科先进成果在医学上的广泛应用，外科 手术在减少病人痛苦、减小手术切口等方面有了很大进步。其中，在涉及髋关 节股骨中心计算的手术中，髋关节股骨中心的位置对术前规划和术中导航的各 项功能指标都具有重要的指导意义。例如在计算下肢长度和联合偏心距的时候， 都需要以确定股骨中心的位置为前提条件。

股骨中心位置的确定在术前规划中可通过医学影像采集设备(如CT或MR) 获取髋部区域的图像数据，然后通过股骨头的物理外观结合数学计算，借助计 算机的辅助可以较为精确地获得股骨中心位置。但对于术中导航中需要计算临 床场景下股骨中心的位置，借助医学影像的辅助手段基本上无法实现，必须寻 找一种有效且可行的替代方法，精确定位股骨的旋转中心。

发明内容

本申请实施例提供了一种股骨头中心实时计算方法、装置、手术机器人和 存储介质，以至少解决相关技术中术中导航中无法精确定位股骨中心的位置的 问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种股骨头中心实时计算方法，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。

在其中一些实施例中，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：

获取股骨头目标点的实时位置坐标在第一时间坐标系下对应的第一时间信 息；

根据所述第一时间信息，获取所述盆骨目标点在第二时间坐标系下对应的 第二时间信息；

根据所述第一时间信息、第二时间信息以及所述盆骨目标点在所述第二时 间信息下的位置坐标，确定盆骨目标点在所述第一时间信息下与所述股骨头目 标点对应的实时位置坐标；

将盆骨目标点在所述第一时间信息下与所述股骨头目标点对应的实时位置 坐标，更新为盆骨目标点的实时位置坐标。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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：