CN114533265A - 一种辅助截骨手术的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助截骨手术的方法及设备，用于辅助用户对病灶部位进行截骨手术，以避开病灶部位中的血管组织，提高截骨手术的准确性和安全性。该方法包括：在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
Description
技术领域
本发明涉及手术导航技术领域，特别涉及一种辅助截骨手术的方法及设备。
背景技术
髋关节发育不良(DDH)是青少年及青壮年常见的一组由髋关节发育异常导致的关节骨形态结构异常和继发性的软组织改变等，生物力学和解剖结构异常的发育性疾患，由于病理性的关节负重、关节磨损及退行性变，DDH已经成为髋关节继发性骨关节炎的常见病因之一。目前治疗DDH较好的方法是Bernese髋臼周围截骨术(Bernese Periacetabularosteotmy，PAO)。
但是，由于DDH患者骨盆及髓关节解剖结构复杂，个体化差异大，在视野受限的条件下，手术医生主要依赖自身经验和手感，很难掌握正确的截骨路径及截骨方向，一旦截骨路径或截骨方向选择错误，容易损伤关节或截断后柱使骨盆稳定性丢失，而且手术操作贴近重要血管、神经，很可能会损伤血管及神经，最严重的情况甚至可能造成大出血，手术风险大，因此，PAO并没有得到广泛的普及，如何降低PAO的手术风险、保证PAO的安全性和精确性成为目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种辅助截骨手术的方法及设备，用于辅助用户对病灶部位进行截骨手术，以避开病灶部位中的血管组织，提高截骨手术的准确性和安全性。
第一方面，本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的方法，包括：
在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
用于实时获取手术器械和病灶部位中血管的位姿信息，根据手术器械的第二位姿和血管的第一位姿的位姿关系，辅助用户对病灶部位进行截骨手术，以避开病灶部位中的血管组织，提高截骨手术的准确性和安全性。
作为一种可选的实施方式，所述根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，包括：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
作为一种可选的实施方式，所述在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，所述根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿，包括：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术之前，还包括：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，根据所述病灶部位的医学图像数据，构建所述病灶部位的三维解剖模型，包括：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
作为一种可选的实施方式，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，还包括：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
第二方面，本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储所述处理器可执行的程序，所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行如下步骤：
在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述处理器具体被配置为执行：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还被配置为执行：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，所述处理器具体被配置为执行：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术之前，所述处理器具体还被配置为执行：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述处理器具体被配置为执行：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
作为一种可选的实施方式，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，所述处理器具体还被配置为执行：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还被配置为执行：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
第三方面，本发明实施例还提供一种辅助截骨手术的装置，包括：
获取位姿单元，用于在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
提示调整单元，用于根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述提示调整单元具体用于：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
作为一种可选的实施方式，所述在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括获取提示单元用于：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，所述获取提示单元具体用于：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术之前，还包括第一规划单元用于：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，根据第一规划单元具体用于：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
作为一种可选的实施方式，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，还包括第二规划单元用于：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括显示单元用于：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
第四方面，本发明实施例还提供计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于实现上述第一方面所述方法的步骤。
本申请的这些方面或其他方面在以下的实施例的描述中会更加简明易懂。
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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的方法的实施流程图；
图2为本发明实施例提供的一种手术器械示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光学定位设备的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的系统示意图；
图5为本发明实施例提供的一种手术导航模块的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种手术导航模块的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种髋臼手术导航方法实施流程图；
图8为本发明实施例提供的一种坐标系间的转换关系示意图；
图9为本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的设备示意图；
图10为本发明实施例提供的一种辅助截骨手术的装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1、髋关节发育不良(DDH)是青少年及青壮年常见的一组由髋关节发育异常导致的关节骨形态结构异常和继发性的软组织改变等生物力学和解剖结构异常的发育性疾患，由于病理性的关节负重、关节磨损及退行性变，DDH已经成为髋关节继发性骨关节炎的常见病因之一。据报道，DDH在我国人群中的发病率约为0.9‰-3.8‰。目前治疗DDH较好的方法是Bernese髋臼周围截骨术PAO该治疗方式有着良好的矫形效果，能保留后柱的完整性，骨盆整体的稳定性以及髋臼血供，可以延迟关节置换，减少翻修手术的数量，甚至避免关节置换，对于患者有非常大的益处。对于年轻的成年DDH患者通过早发现及早期外科矫正治疗改变髋臼朝向，有效増加髋臼对股骨头的包容及覆盖，减小头臼之间的局部应力和关节磨损可以减少骨关节炎的患病率。此外，对有生育要求的女性患者而言，该治疗方法对骨性产道没有影响，不会影响到女性患者的正常生育但在实际治疗过程中，但是PAO并没有得到广泛的普及，主要有以下几点原因：
1)手术风险大：DDH患者骨盆及髓关节解剖结构复杂，个体化差异大，手术操作贴近重要血管(死亡之冠、17％的患者有)、神经(坐骨神经)，不小心就可能会损伤血管及神经，最严重的情况甚至可能造成大出血，手术风险大。在视野受限的条件下，手术医生掌握正确截骨路径及截骨方向困难，一旦截骨路径或截骨方向选择错误，容易损伤关节或截断后柱使骨盆稳定性丢失；
2)手术对经验依赖性高：术后改善髋臼前倾角、外展角以及覆盖率是这个手术的核心目的，直接关系到患者术后临床效果。但由于手术切口小、视野小，目前髋臼调整过程主要依赖医生的手感和主观经验，难度很大；
3)医生辐射暴露多、学习曲线长：由于整个手术都需要在透视监控下完成，需要医生具有丰富的经验，为了保证手术的安全性需要较长的手术时间，增加了患者及医护人员的辐射暴露。
为了解决目前髋臼周围截骨手术中不能精确截骨，调整髋臼姿态，术中患者和医护人员辐射暴露时间较长等临床问题，本实施例提供了一种辅助截骨手术的方法，该方法设计的核心思想是，预先为病患的病灶部位规划截骨面，在进行截骨手术的过程中，获取病灶部位中血管的第一位姿和手术器械的第二位姿，由于在截骨手术过程中，手术器械贴近重要血管，容易损伤血管及神经，因为本实施例根据第一位姿和第二位姿的位置关系，使得手术器械避开血管，保证手术的安全性，由于在截骨手术过程中可以提示用户是否调整手术器械的第二位姿，能够使得医护人员在进行手术器械操作的过程中，不需要丰富经验也能保证手术的安全性和准确性。
需要说明的是，本实施例中的辅助截骨手术的方法可以但不限应用于髋臼周围截骨手术场景，还可以应用于其他截骨手术场景，基于同一原理的截骨手术场景都属于本发明实施例的保护范围。
如图1所示，本实施例提供的一种辅助截骨手术的方法的实施流程如下所示：
步骤100、在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取病灶部位中血管的第一位姿和作用于病灶部位的手术器械的第二位姿；
本实施例中的病灶部位用于表示患者的患病部位，病灶部位包括但不限于骨盆、髋关节、髋臼、股骨、血管等需要进行截骨手术的部位。病灶部位中不仅包括需要进行截骨的部位，还包括截骨周围的血管部位及其他组织，具体根据生理部位确定，本实施例对此不作过多限定。
本实施例中的手术器械包括但不限于手术刀、截骨刀等在手术中使用的各种器械，本实施例对此不作过多限定。如图2所示，为本发明实施例提供的一种手术器械。本实施例中的手术器械符合相关医学设备操作标准及生物相容性等方面要求，同时在外观材料等方面需要严格满足手术室医疗设备规范。
在一些实施例中，可以通过光学定位设备实时获取第一位姿和第二位姿。如图3所示，本实施例还提供一种光学定位设备的示意图。其中，光学定位设备是利用计算机技术、立体定位技术和图像处理技术的定位设备，使外科医生能够实时监测病灶部位的位姿以及手术器械与病灶部位的相对位置和方向(即手术器械的位姿)，实时定位手术器械的行进路径，提高手术精度和手术的安全性。
步骤101、根据第一位姿和第二位姿的位置关系，提示用户是否调整第二位姿，以使手术器械作用于病灶部位形成的截骨面符合预先规划的截骨面。
在一些实施例中，光学定位设备不但可以实时提供手术器械与病灶部位的相对位置，充当微创手术中医生的眼睛，扩大医生的视野范围，而且可以实时计算手术器械到血管及重要组织周边设定的安全边界的距离，一旦手术器械即将进入安全阈值内，则提供报警信息，提升手术的安全性。实施中，本实施例可以根据手术器械和血管之间的位置关系，来确定是否需要调整手术器械，从而使得手术器械作用于病灶部位形成的截骨面符合为该病灶部位预先规划的截骨面，进一步避免手术器械损伤血管组织和神经。
在一些实施例中，若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示用户调整所述第二位姿，以使手术器械作用于病灶部位形成的截骨面避开病灶部位中的血管组织。也即当检测到手术器械即将进入血管周围设定的安全边界时，提示用户调整手术器械的位置和/或方向，以避免手术器械损伤血管。
在一些实施例中，本实施例在病灶部位进行截骨手术的过程中，还调整骨关节的第三位姿，具体实施步骤如下所示：
获取病灶部位中骨关节的第三位姿；根据第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整第三位姿。
在一些实施例中，本实施例中的骨关节包括但不限于髋关节，骨关节位姿包括但不限于髋臼的位姿。实施中，由于DDH患者进行髋臼周围截骨手术的目的是为了改善髋臼的位姿，改善位姿的评价指标包括但不限于：髋臼的前倾角、髋臼的外展角、髋臼的LCE(中心边缘角)角度、髋臼覆盖率等。因此，本实施例还可以对截骨后的髋臼的位姿进行调整，基于预先规划的髋臼的位姿，对截骨后的髋臼的位姿进行调整，以使医护人员能够更加准确地、快速地对该病灶部位的患者进行髋关节的调整，加速手术的进程。
需要说明的是，本实施例中的病灶部位的骨关节可以根据实际病情确定，基于上述调整原理的骨关节都属于本发明的保护范围，本实施例对此不作过多限定。
在一些实施例中，本实施例具体通过如下方式确定第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差：
通过预先规划的骨关节位姿计算骨关节的各个正常生理特征，以及通过第三位姿计算病灶部位的骨关节的各个生理特征，根据各个正常生理特征与第三位姿对应的各个生理特征，确定骨关节位姿的相对误差。实施中，可以根据计算得到的骨关节的各个生理特征与正常的骨关节的各个生理特征进行比对，得到骨关节位姿的相对误差。
在一些实施例中，通过如下步骤判断是否需要调整骨关节的位姿：
1)根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
在一些实施例中，骨关节的各个生理特征包括但不限于：前倾角、外展角、LCE(中心边缘角)角度、覆盖率等。实施中，以骨关节位姿为髋臼位姿为例，则各个生理特征包括髋臼的前倾角、髋臼的外展角、髋臼的LCE(中心边缘角)角度、髋臼覆盖率等。
实施中，每个生理特征对应一个评价指标，不同的生理特征对应的评价指标可能相同也可能不同，评价指标的定义是基于不同的患者而言的，不同的病灶部位中的骨关节对应的各个生理特征的评价指标可能也不相同。评价指标用于对病灶部位的患病轻重进行评估，用户可以根据当前病灶部位中的骨关节的各个生理特征参数是否超出对应的评价指标，来对病灶部位中的骨关节的病情进行评估。
2)根据所述第三位姿，确定骨关节的各个生理特征参数；
本实施例可以通过光学定位设备实时获取骨关节的第三位姿，从而根据第三位姿计算出骨关节的各个生理特征参数。
本实施例中的各个生理特征参数包括但不限于：前倾角、外展角、LCE(中心边缘角)角、覆盖率等。以骨关节位姿为髋臼位姿为例，则各个生理特征参数包括髋臼的前倾角度、髋臼的外展角度、髋臼的LCE(中心边缘角)角度、髋臼覆盖率等。
需要说明的是，本实施例中的位姿包括位置和姿态，由于人体的骨骼、骨关节、血管等都是三维立体数据，因此本实施例需要获取血管、骨关节等的三位数据，如位姿信息，从而辅助医务人员准确地进行截骨手术。
3)若确定的各个生理特征参数超出对应的评价指标，则提示用户调整第三位姿。
实施中，在调整第三位姿的过程中，实时计算每次调整后的第三位姿对应的各个生理特征参数，以各个生理特征参数低于或等于对应的评价指标为调整基准，对第三位姿进行调整，以使最终调整后的第三位姿对应的各个生理特征参数低于或等于对应的评价指标。
在一些实施例中，本发明实施例还提供一种根据不同的病灶部位针对性地对该病灶部位的截骨手术进行预先规划，以便于用户在进行截骨手术的过程中，以预先规划的截骨面作为截骨基准，对患者的病灶部位进行截骨，确定截骨手术过程中手术器械的位姿。从而能够更加准确地、针对性的实现截骨手术。
实施中，在病灶部位进行截骨手术之前，还可以通过如下步骤预先规划截骨面：
步骤一、根据病灶部位的医学图像数据，构建并显示病灶部位的三维解剖模型，其中三维解剖模型包括病灶部位的骨关节和血管的三维解剖信息；
在一些实施例中，具体通过如下步骤构建病灶部位的三维解剖模型：
步骤1)获取术前扫描到的病灶部位的多张医学图像；
实施中，本实施例中的医学图像包括但不限于：DICOM(Digital Imaging andCommunications in Medicine,医学数字成像和通信)图像、CTA图像等，其中CTA在医学影像里是一种放射的影像，是一种对机体心血管的造影技术。通常在对病灶部位进行扫描时会连续扫描到多张医学图像。例如，对患者发育不良的髋臼部位进行CTA(血管造影)扫描，具体包括扫描患者的盆骨、股骨、血管等部位，得到盆骨、股骨、血管形状与断面形状等数据，根据这些医学图像数据重建髋关节三维骨头及血管模型，以便于监测诊断患者患处信息，为术前规划、术中导航及手术评估做好准备。
步骤2)针对每张医学图像执行如下过程：对医学图像进行第一分割处理，确定医学图像中的骨骼数据和血管数据；对骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
实施中，对患者进行术前CTA扫描，基于扫描得到的多张CTA图像中的每张CTA图像执行如下过程：
首先，按预设的CTA成像信息，获取CTA图像中的髋臼和股骨的CT图像数据以及血管CTA图像数据；其中，针对每种CTA扫描设备，都预先已知该CTA扫描设备对应的CTA成像信息。
其次，对CTA图像进行第一分割处理，获得目标骨骼数据、血管数据等信息，并对骨骼数据进行第二分割处理，得到各个骨关节的数据，其中第二分割处理具体包括两个步骤，先通过AI深度学习的方法对骨骼数据进行粗分割，然后再基于最大流最小割原理对粗分割的结果进行再次分割处理得到各个骨关节的数据；其中，本实施例中的分割处理具体包括针对医学图像的分割处理。
步骤3)根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建病灶部位的三维解剖模型。
在一些实施例中，例如，获得每张CTA对应的一个分割图像(包括各个骨关节数据和血管数据)后，利用多张CTA图像对应的分割图像中的数据信息重建出病灶部位的三维解剖信息，完成骨骼、血管的三维解剖模型的重建；最后，还可以通过重建的骨骼表面数据、血管表面数据的属性(即渲染效果)，映射为显示所需的几何数据(例如大小、长度、颜色、灰度值、像素值等)，再经过渲染即可显示骨骼、血管的剖视图。
在一种可选的实施方式中，还可以采用但不限于公开图像处理库VTK(可视化工具包)中的体渲染算法(一种三维表面重建算法)，来实现基于CTA图像的三维解剖模型的建立。
步骤二、响应于用户基于所述三维解剖模型规划的截骨面的位置和方向，确定预先规划的截骨面。
实施中，例如可以根据重建的髋关节的三维解剖模型(包括骨骼、血管)进行术前截骨面的设计规划。具体地，用户可通过选点方式或其他方式进行截骨面的设计，以选点方式为例，用户可以在三维解剖模型中的骨盆模型坐骨附近选取3个点生成截骨面，其中截骨面的形状为边数大于3的多边形，例如用户选取3个点后，会首先生成一个初始多边形，用户可以改变该初始多边形的角度、大小、位置、形状等，待用户确定后便完成了坐骨截骨面规划；同理，按上述操作，依次可以完成耻骨截骨面规划、髂骨截骨面规划以及后柱截骨面规划；待各个截骨面规划完毕后，根据规划的各个截骨面能够自动形成以各个截骨面为边界的截骨封闭区域，为髋臼位姿调整方案做准备，在此过程中用户也可随时修改截骨方案，确保截骨手术的灵活性和安全性。
在一些实施例中，本实施例还可以预先对病灶部位的骨关节位姿进行规划，其中，预先规划的截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，还可以根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
例如，预先规划的截骨面为4个，分别是坐骨截骨面、耻骨截骨面、髂骨截骨面以及后柱截骨面，其中预先规划的截骨面的位置、大小、角度、形状等位姿信息都是已知的。根据该4个预先规划的截骨面，能够生成一个截骨封闭区域，并在病灶部位的三维解剖模型中进行显示。具体地，用户可根据上述过程生成的截骨封闭区域进行髋臼调整方案的设计，以髋臼部位的三维解剖模型为例，医生可以在三维解剖模型的视框内通过鼠标、键盘等交互方式进行旋转髋臼截骨封闭区域，每次旋转后都会自动计算髋臼当前的生理特征参数(例如覆盖率，调整髋臼后使得髋臼的前倾角、外展角、LCE角、覆盖率能够满足对应的评价指标。
在一些实施例中，本实施例在病灶部位进行截骨手术的过程中，还可以显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的第一位姿和病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的病灶部位的三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的第二位姿对进行截骨手术之前的三维虚拟器械进行更新得到的。
在一些实施例中，还可以根据预先规划的截骨面距离血管的距离，确定血管的保护范围，基于该保护范围生成该血管的虚拟夹具，并在显示的三维解剖模型中显示该虚拟夹具，以提醒用户在手术操作过程中使手术器械避开血管部位。其中，显示的虚拟夹具可以视为在该三维解剖模型中的血管周围添加了一个保护层。当手术器械即将进入该保护层时，会提醒用户此时需要调整手术器械的姿态来避开血管。
在一些实施例中，还可以在该三维解剖模型中显示预先规划的骨关节位姿，从而能够有效提示用户如何调整当前病灶部位的骨关节位姿，提高手术的准确性和安全性。
如图4所示，本实施例还提供一种辅助截骨手术的系统，包括手术定位模块400、手术导航模块401、手术器械402，其中：
手术定位模块400，用于在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械402的第二位姿；
手术导航模块401，用于根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械402作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
在一些实施例中，手术导航模块401具体用于：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械402作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
在一些实施例中，手术定位模块400还用于：
获取病灶部位中骨关节的第三位姿；根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
在一些实施例中，手术定位模块400具体用于：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
在一些实施例中，在病灶部位进行截骨手术之前，所述手术导航模块401具体还用于：
获取所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
在一些实施例中，在病灶部位进行截骨手术之前，所述手术导航模块401具体用于：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
在一些实施例中，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，所述手术导航模块401具体用于：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
在一些实施例中，所述手术导航模块401具体还用于：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械402的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械402的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
如图5所示，本实施例还提供一种手术导航模块的结构示意图，其中手术导航模块包括导航模块500、显示模块501、车体502、可移动支架503，其中：
导航模块500与显示模块501电连接，导航模块500用于将三维解剖模型输出至显示模块501进行显示。
在一种可选的实施方式中，如图6所示，车体502固设在可移动支架503上，导航模块500固设在车体502内，显示模块501与车体502固定连接。可移动支架503包括支架主体和设于支架主体下方的滚轮，以方便用户移动该手术导航模块。
本实施例中的手术导航模块是用户的“脑”与“眼睛”，直接与用户发生交互。手术导航模块主要涉及3个功能，术前规划、术中导航和术后评估。术前规划包括1)基于DICOM数据的骨关节与血管的三维重构及显示技术，以便医生在术前就能对病人的生理和解剖特征有一个充分的了解、制定合适的手术方案；2)生理特征参数的计算和评估技术，以便医生在手术过程中能定量地分析手术效果并实时修正手术方案；3)截骨面规划技术，帮助医生确定髋臼周围截骨面位姿，用于保证选取安全的截骨平面，从而避开危险的神经与血管组织；4)术中实时调整髋臼的第三位姿，即旋转髋臼与股骨的相对位置，同时测量髋臼的生理特征参数如前倾角、外展角、LCE角度、覆盖率，在此基础上判断髋臼调整是否到位。术后评估模块中对病人的术前病患髋臼几何参数、术前规划病患髋臼几何参数及术后髋臼实际几何参数进行对比评估；此外，手术导航模块利用VTK(visualization toolkit，是一个开源的免费软件系统，主要用于三维计算机图形学、图像处理和可视化)体素数据(体积元素，Volume Pixel)处理技术及曲面快速重构技术，重建骨关节与血管的三维解剖模型，在术中实时监测显示手术器械的第二位姿，以便医生能实时了解并掌握手术进程。
本实施例中的手术器械402需要与手术导航模块401和手术定位模块400在结构、功能及接口等方面实现配合。
本实施例中的手术定位模块400分别与手术导航模块401之间建立通信连接。在进行截骨手术时，手术定位模块400用于实时定位髋臼、血管及手术器械402的位姿信息，并将位姿信息实时发送到手术导航模块401；具体地，手术定位模块400分别与手术导航模块401、手术器械402之间通过网线通信连接。手术定位模块400用于实时定位髋臼、血管、及手术器械402的位姿信息，并通过通讯接口上传到手术导航模块401，以实现数据交互传输和指令传递、执行。
截骨手术过程中，手术定位模块400用于髋臼、血管、及手术器械402的位姿信息，用户根据术前规划的截骨面进行截骨；当手术器械402的位姿偏离预设的截骨面设计，进入设定的安全阈值范围内，则进行报警措施。另外，用户在截骨的过程中可随时重新手动调整截骨路径以保证截骨手术的安全；通过术前截骨规划为术中手术操作提供虚拟夹具，进入安全阈值范围的边缘部位将立即报警；手术导航模块401会实时显示相应的手术截骨虚拟场景，为用户提供实时截骨图像导航。
本实施例中，通过手术导航模块401建立髋关节三维骨头及血管的三维解剖模型，能够准确地规划截骨面，基于手术定位模块400用于实时定位髋臼、血管、及手术器械402的位姿信息，进而在术中提供实时截骨图像导航，从而保证了髋臼周围截骨手术的准确性和安全性。
需要说明的是，本实施例中的用户包括但不限于医院的系统管理员以及具有培训证书的手术医生等。
如图7所示，本发明实施例还提供一种髋臼手术导航方法实施流程，具体如下所示：
步骤700、根据病灶部位的医学图像数据，构建并显示病灶部位的三维解剖模型，其中三维解剖模型包括病灶部位的骨关节和血管的三维解剖信息；
步骤701、响应于用户基于三维解剖模型规划的截骨面的位置和方向，确定预先规划的截骨面；
实施中，用户通过手术导航模块的显示界面，登录查看并加载患者对应基本信息、诊断信息及CTA数据信息；启动根据CTA数据信息进行三维重建获得的患者的髋关节三维解剖模型，包括骨头及血管；在髋关节的三维解剖模型上选取特征点，基于特征点自动检测髋臼窝球心、髋臼边缘及髋臼法向，计算髋臼的生理特征参数，为后续髋臼调整规划方案做准备；
启动髋臼截骨规划，自动显示髋臼截骨术截骨区域及骨盆周围血管情况，用户可交互式进行截骨面设计；以选点方式为例，用户可以在骨盆模型坐骨附近选取3个点生成截骨面，可手动拖拽和旋转截骨面，待用户确定后完成坐骨截骨面规划；按上述操作，依次完成耻骨截骨面规划、髂骨截骨面规划以及后柱截骨面规划。
步骤702、根据预先规划的多个截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个截骨面为边界的截骨封闭区域；
步骤703、响应于用户对截骨封闭区域内的骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
实施中，启动髋臼调整规划，对LCE角、前倾角、外展角及髋臼覆盖率参数进行实时计算评估，重复步骤701和步骤703直至髋臼的生理特征参数满足手术需求，则确定髋臼调整方案，保存术前规划的髋臼的第三姿态并结束术前规划阶段。
步骤700～步骤703执行完毕后，在进行手术之前，还需进入术前设备确认阶段和术中注册阶段。其中，在术前设备确认阶段，用户进入手术导航模块的操作界面，操作连接并检查各个模块(手术定位模块、手术导航模块、手术器械)的工作状态；确认工作状态正常后，在手术器械上安装基准靶球，启动设备标定；验证辅助截骨手术系统的综合定位精度，不符合预期则重复本步骤过程直至满足预设的综合定位精度指标；完成确认后结束该阶段；在术中注册阶段，在用户将髋臼周围截骨手术系统推入手术室指定位置且患者躺下后，用户检查已经完成术前规划和术前设备确认，如未完成可重复上述步骤700～步骤703和术前设备确认阶段，直至满足手术需求；进行探针连接确认，确认无误后在患者髋臼处安装基准靶球，实现对患者骨盆及髋臼位置的动态追踪；在患者髋臼、CTA三维模型上分别选取特征点进行匹配；基于光学定位系统读取探针点选的特征点位置信息完成骨配准，生成患者髋臼的基准坐标系；验证骨配准精度，不符合预期则重复术前设备确认阶段与本步骤过程直至满足预设的配准精度；骨配准精度确认无误后，完成上述确认后结束该阶段。其中，如图8所示，本实施例还提供一种坐标系间的转换关系示意图，其中，可以将手术器械转换到病患坐标(即病灶部位坐标)的坐标系下，并显示实际操作中手术器械和病灶部位之间的相对位置。
步骤704、在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取病灶部位中血管的第一位姿、作用于所病灶部位的手术器械的第二位姿以及病灶部位中骨关节的第三位姿；显示病灶部位的三维解剖模型、手术器械的三维虚拟器械以及在三维解剖模型中显示预先规划的截骨面；
步骤705、根据第一位姿和第二位姿的位置关系，提示用户是否调整第二位姿，根据第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整第三位姿。
实施中，在术中导航阶段，用户检查已经完成前述术前规划、术前设备确认、术中注册后，开始导出术前规划时的模型信息、血管位置信息和截骨面规划信息，确认无误后开启术中导航；基于术前规划的预配准和术中注册的三维配准结果，显示患者髋臼、血管与手术器械之间的相对位置，并将术前规划的截骨面信息转换到患者髋臼的病患坐标系下得到实际的截骨面规划设计；采用光学定位设备实时捕捉手术器械的第二位姿并转换到患者髋臼的病患坐标系下；在用户确认手术器械的第二位姿相对于患者的骨关节的位置无误后，用户手持手术器械进行截骨；截骨完毕后，实时调整髋臼以满足术前规划，术中实时计算调整前后髋臼的LCE角、前倾角、外展角及髋臼覆盖率参数，手术导航模块实时显示相应的手术截骨虚拟场景，为用户提供实时截骨图像导航。术后根据对患者的术前状态、术中规划状态及术后状态进行评估。
本实施例中，通过手术导航模块建立髋关节三维骨头及血管的三维解剖模型，准确地规划截骨面，基于手术定位模块实时定位髋臼、血管、及手术器械的位姿信息，进而术中提供给医生实时截骨图像导航，从而保证了髋臼周围截骨手术的准确性和安全性。
实施例2、基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种辅助截骨手术的设备，由于该设备即是本发明实施例中的方法中的设备，并且该设备解决问题的原理与该方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图9所示，该设备包括处理器900和存储器901，所述存储器901用于存储所述处理器900可执行的程序，所述处理器900用于读取所述存储器901中的程序并执行如下步骤：
在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述处理器900具体被配置为执行：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
作为一种可选的实施方式，所述处理器900具体还被配置为执行：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，所述处理器900具体被配置为执行：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术之前，所述处理器900具体还被配置为执行：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述处理器900具体被配置为执行：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
作为一种可选的实施方式，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，所述处理器900具体还被配置为执行：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
作为一种可选的实施方式，所述处理器900具体还被配置为执行：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
实施例3、基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种辅助截骨手术的装置，由于该装置即是本发明实施例中的方法中的装置，并且该装置解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图10所示，该装置包括：
获取位姿单元1000，用于在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
提示调整单元1001，用于根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，所述提示调整单元1001具体用于：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
作为一种可选的实施方式，所述在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括获取提示单元用于：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，所述获取提示单元具体用于：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术之前，还包括第一规划单元用于：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
作为一种可选的实施方式，根据第一规划单元具体用于：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
作为一种可选的实施方式，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，还包括第二规划单元用于：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
作为一种可选的实施方式，在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括显示单元用于：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如下步骤：
在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种辅助截骨手术的方法，其特征在于，该方法包括：
在病灶部位进行截骨手术的过程中，获取所述病灶部位中血管的第一位姿和作用于所述病灶部位的手术器械的第二位姿；
根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的截骨面符合预先规划的所述截骨面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位姿和所述第二位姿的位置关系，提示用户是否调整所述第二位姿，包括：
若所述第一位姿和所述第二位姿之间的距离在预设范围内，则提示所述用户调整所述第二位姿，以使所述手术器械作用于所述病灶部位形成的所述截骨面避开所述病灶部位中的血管组织。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括：
获取所述病灶部位中骨关节的第三位姿；
根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三位姿和预先规划的骨关节位姿的相对误差，提示用户是否调整所述第三位姿，包括：
根据预先规划的骨关节位姿，确定所述骨关节的各个生理特征分别对应的评价指标；
根据所述第三位姿，确定所述骨关节的各个生理特征参数；
若确定的各个所述生理特征参数超出对应的评价指标，则提示所述用户调整所述第三位姿。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在病灶部位进行截骨手术之前，还包括：
根据所述病灶部位的医学图像数据，构建并显示所述病灶部位的三维解剖模型，其中所述三维解剖模型包括所述病灶部位的骨关节和所述血管的三维解剖信息；
响应于用户基于所述三维解剖模型规划的所述截骨面的位置和方向，确定所述预先规划的所述截骨面。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述病灶部位的医学图像数据，构建所述病灶部位的三维解剖模型，包括：
获取术前扫描到的所述病灶部位的多张医学图像；
针对每张所述医学图像执行如下过程：对所述医学图像进行第一分割处理，确定所述医学图像中的骨骼数据和血管数据；对所述骨骼数据进行第二分割处理，确定各个骨关节数据；
根据多张医学图像中的各个所述骨关节数据和所述血管数据，构建所述病灶部位的所述三维解剖模型。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预先规划的所述截骨面为多个，所述确定所述预先规划的所述截骨面之后，还包括：
根据预先规划的多个所述截骨面，在所述三维解剖模型中生成以多个所述截骨面为边界的截骨封闭区域；
响应于所述用户对所述截骨封闭区域内的所述骨关节的调整操作，确定预先规划的骨关节位姿。
8.根据权利要求3～7任一所述的方法，其特征在于，在病灶部位进行截骨手术的过程中，还包括：
显示所述病灶部位的三维解剖模型、所述手术器械的三维虚拟器械以及在所述三维解剖模型中显示预先规划的所述截骨面，以辅助所述用户按照预先规划的所述截骨面确定所述手术器械的所述第二位姿；
其中，所述三维解剖模型是根据实时获取的所述第一位姿和所述病灶部位中骨关节的第三位姿，对进行截骨手术之前的所述病灶部位的所述三维解剖模型进行更新得到的；所述三维虚拟器械是根据实时获取的所述第二位姿对进行截骨手术之前的所述三维虚拟器械进行更新得到的。
9.一种辅助截骨手术的设备，其特征在于，该设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储所述处理器可执行的程序，所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行权利要求1～8任一所述方法的步骤。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～8任一所述方法的步骤。
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