手术方案规划方法、系统、外科手术系统及存储

本公开涉及骨科机器人领域，特别地，涉及一种手术方案规划方法、系统、外科手术系统及存储介质。背景技术：1、tka(total knee arthroplasty)手术中，需要在股骨远端切削形成5个平面以及在胫骨近端切削形成1个平面以使股骨远端和胫骨近端形成与假体适配的形状。在股骨的远端形成的5个平面包括股骨远端截骨面、股骨前髁截骨面、股骨后髁截骨面、股骨后斜截骨面和股骨前斜截骨面。胫骨近端的截骨面为胫骨近端截骨面。2、传统手术中，医生需要借助机械定位工具规划前述截骨面，并在机械定位工具的导向下手持摆锯切割骨骼。如，对股骨远端的切割通常为第一次切割，可采取髓内定位法以定位切割的位置。通常需在股骨髓腔插入力线杆，在力线杆的辅助下将辅助工具(如导板)固定于骨骼，从而定位股骨远端截骨面的方位(一般相对于力线杆为5°～7°外翻)，再使用摆锯切割骨远端。对胫骨近端的切割可采用髓内定位法(类似于前述的股骨远端第一次切割的定位方法)或髓外定位法确定切割的位置。完成股骨远端切割和胫骨近端切割后，需参考股骨远端截骨面的通髁线来决定假体的旋转参数，之后安装传统四合一截骨导板辅助切割股骨前髁和后髁。股骨后髁截骨量直接影响膝关节伸直间隙与屈曲间隙。股骨前髁截骨量应适当以使假体不能悬挂。3、传统手术确定股骨远端截骨面和胫骨近端截骨面的过程会破坏患者骨髓腔，易引发并发症。并且，受到骨骼暴露较少的限制，确定合适的截骨位置依赖于术者手术经验，精度难以把控。技术实现思路1、有鉴于此，本公开提供一种手术方案规划方法、系统、外科手术系统及存储介质，用于改进手术方案规划方法。2、第一方面，提供一种手术方案规划方法，用于规划安装假体的骨骼的形貌。方法包括：生成与骨骼对应的骨骼数字模型；基于骨骼数字模型的原始参考特征，生成第一参考特征；接收第一输入；基于第一输入，调整第一参考特征在骨骼数字模型上的方向和位置；接收第二输入；基于第二输入，确定第二参考特征相对于第一参考特征的空间位置关系，并根据空间位置关系生成第二参考特征。3、在一种可能的实现方式中，空间位置关系为第二参考特征相对于第一参考特征的角度关系。4、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，方法还包括：接收第三输入；以及根据第三输入调整第二参考特征相对于原始参考特征的角度。5、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，方法还包括：接收第四输入；以及基于第四输入调整第二参考特征相对于原始参考特征的位置。6、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，原始参考特征包括参考线，第三输入用于调整第二参考特征与第一参考特征的交界线与参考线的角度。7、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，第一参考特征包括股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面，第二参考特征与第一参考特征的交界线与参考线的角度用于表征骨骼的旋转角度。8、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，原始参考特征包括特征点和/或由特征点表征的参考线。9、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，参考线包括下肢力线和/或通髁线。10、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一输入包括第一参考特征与原始参考特征的方向和位置关系。11、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，第一参考特征包括股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面，方向和位置关系包括股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面的截骨量、内翻角或外翻角以及前倾角或后倾角。12、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，骨骼数字模型为股骨数字模型和胫骨数字模型，第一参考特征包括股骨远端截骨面和胫骨近端截骨面，第三输入包括基于下肢伸直状态下股骨远端截骨面和胫骨近端截骨面的间距所确定的下肢屈曲状态下第二参考特征与胫骨近端截骨面的间距。13、第二方面，提供一种手术方案规划方法，用于规划安装假体的骨骼的形貌。方法包括：生成与骨骼对应的骨骼数字模型；基于骨骼数字模型的原始参考特征，生成第一参考特征；接收第一输入；基于第一输入，调整第一参考特征在骨骼数字模型上的方向和位置；生成第二参考特征；第二参考特征相对于第一参考特征具有预定的空间位置关系。14、在一种可能的实现方式中，空间位置关系为第二参考特征相对于第一参考特征的角度关系。15、结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，角度关系为垂直。16、第三方面，提供一种手术方案规划系统，用于规划用于安放假体的骨骼的形貌。系统包括输入装置和计算机装置，计算机装置用于经由输入装置接收来自用户的输入，计算机装置被配置为用于执行第一方面和第二方面中任一说明的方法。17、第四方面，提供一种手术方案规划系统，用于规划用于安放假体的骨骼的形貌。系统包括重建模块、第一规划模块、第一接收模块、调整模块、第二接收模块及第二规划模块。重建模块用于生成与骨骼对应的骨骼数字模型；第一规划模块用于基于骨骼数字模型的原始参考特征，生成第一参考特征；第一接收模块用于接收第一输入；调整模块用于基于第一输入，调整第一参考特征在骨骼数字模型上的方向和位置；第二接收模块用于接收第二输入；第二规划模块用于确定第二参考特征相对于第一参考特征的空间位置关系，并根据空间位置关系生成第二参考特征。18、第五方面，提供一种外科手术系统，包括末端执行器、机器人臂、手术方案规划系统及控制系统。末端执行器用于作用于生物体；机器人臂用于连接末端执行器；手术方案规划系统用于规划手术方案；控制系统用于控制机器人臂和/或末端执行器以执行手术方案；其中，手术方案规划系统为第三或第四方面说明的手术方案规划系统。19、第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器加载时执行第一方面和第二方面任一说明的方法。20、利用了上述规划方法的手术，规划截骨平面时不再依赖于机械定位结构，也无需提前建立假体的数字三维模型，而是在接收用户的信息后确定第二参考特征与第一参考特征的空间位置关系。并且手术过程中可以基于以该方法获得的手术方案进一步利用计算机系统和机器人系统切削患骨而获得高精度的初始参考平面，可避免传统机械定位方式造成的医源性伤害。技术特征：1.一种手术方案规划方法，用于规划安装假体的骨骼的形貌，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述空间位置关系为所述第二参考特征相对于所述第一参考特征的角度关系。3.根据权利要求1所述的手术方案规划方法，其特征在于，还包括：接收第三输入；以及4.根据权利要求3所述的手术方案规划方法，其特征在于，还包括：5.根据权利要求4所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述原始参考特征包括参考线，所述第三输入用于调整所述第二参考特征与所述第一参考特征的交界线与所述参考线的角度。6.根据权利要求5所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，所述第一参考特征包括股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面，所述第二参考特征与所述第一参考特征的交界线与所述参考线的角度用于表征骨骼的旋转角度。7.根据权利要求1所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，所述原始参考特征包括特征点和/或由所述特征点表征的参考线。8.根据权利要求7所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述参考线包括下肢力线和/或通髁线。9.根据权利要求1所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述第一输入包括所述第一参考特征与所述原始参考特征的方向和位置关系。10.根据权利要求9所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述骨骼数字模型为股骨数字模型和/或胫骨数字模型，所述第一参考特征包括股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面，所述方向和位置关系包括所述股骨远端截骨面和/或胫骨近端截骨面的截骨量、内翻角或外翻角以及前倾角或后倾角。11.根据权利要求3所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述骨骼数字模型为股骨数字模型和胫骨数字模型，所述第一参考特征包括股骨远端截骨面和胫骨近端截骨面，所述第三输入包括基于下肢伸直状态下所述股骨远端截骨面和胫骨近端截骨面的间距所确定的下肢屈曲状态下所述第二参考特征与所述胫骨近端截骨面的间距。12.一种手术方案规划方法，用于规划安装假体的骨骼的形貌，其特征在于，包括：13.根据权利要求12所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述空间位置关系为所述第二参考特征相对于所述第一参考特征的角度关系。14.根据权利要求13所述的手术方案规划方法，其特征在于，所述角度关系为垂直。15.一种手术方案规划系统，用于规划用于安放假体的骨骼的形貌，其特征在于，包括输入装置和计算机装置，所述计算机装置用于经由所述输入装置接收来自用户的输入，所述计算机装置被配置为用于执行权利要求1至14任一所述方法。16.一种手术方案规划系统，用于规划用于安放假体的骨骼的形貌，其特征在于，包括：17.一种外科手术系统，其特征在于，包括：18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载时执行权利要求1至14任一所述的方法。技术总结本公开提供一种手术方案规划方法、系统、外科手术系统及存储介质，用于改进手术方案规划方法。手术方案规划方法用于规划安装假体的骨骼的形貌。方法包括：生成与骨骼对应的骨骼数字模型；基于骨骼数字模型的原始参考特征，生成第一参考特征；接收第一输入；基于第一输入，调整第一参考特征在骨骼数字模型上的方向和位置；接收第二输入；基于第二输入，确定第二参考特征相对于第一参考特征的空间位置关系，并根据空间位置关系生成第二参考特征。技术研发人员：李书纲,张晓峰,盛林,杜可斌受保护的技术使用者：北京和华瑞博医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/15