关节置换导航装置、关节置换测量方法及电子设

本申请涉及手术导航，尤其涉及一种关节置换导航装置、关节置换测量方法及电子设备。背景技术：1、在相关技术中，随着人口老龄化的加剧，由于退行性骨关节炎、类风湿性关节炎等疾病的原因，会导致膝关节软骨破坏或膝关节异常磨损，造成韧带不平衡，下肢屈伸活动受限，为了恢复下肢功能，需要进行关节置换手术。因此，医院每年进行的关节置换手术也越来越多。2、而在关节置换手术中，以全膝关节置换手术为例，股骨的所有截骨面的角度和厚度都需要和股骨假体相适配，以达到最好的效果。因此，如何提升骨假体的角度计算精度，以提升截骨后的骨头与骨假体的适配度就成为了一个亟待优化的问题。技术实现思路1、根据本申请实施例的第一方面，提供一种关节置换导航装置，包括：2、第一获取模块，用于获取骨模型，以及根据所述骨模型规划得到远端规划截骨面与后方规划截骨面；其中，所述远端规划截骨面与所述后方规划截骨面相交，且所述后方规划截骨面与所述骨模型的解剖轴的延伸方向相对应并穿过所述骨模型位于关节处的部分，所述远端规划截骨面与所述骨模型的关节面相对应并穿过位于关节的部分所述骨模型；3、第一倾角计算模块，用于根据所述远端规划截骨面与所述后方规划截骨面，获取垂直于所述远端规划截骨面的第一法线与垂直于所述后方规划截骨面的第二法线；并将所述第一法线与所述第二法线投影至矢状面，分别得到第一法线投影与第二法线投影；获取所述第一法线投影与所述第二法线投影的规划夹角；4、切割模块，所述切割模块包括活动机构；所述活动机构的末端安装有截骨导板；5、第二获取模块，用于在截骨时获取所述截骨导板的位姿矩阵；6、第二倾角计算模块，用于通过所述位姿矩阵获取垂直于远端截骨面的第三法线；将所述第三法线投影至矢状面得到第三法线投影；根据规划夹角的角度旋转所述第三投影得到目标向量投影；根据所述目标投影向量得到后方截骨面的第四法线，并根据所述第四法线确定所述后方截骨面的位置。7、在一些实施例中，所述第二倾角计算模块，通过所述位姿矩阵获取垂直于远端截骨面的第三法线，包括：8、所述第二倾角计算模块通过所述位姿矩阵获取所述切割模块实际切割形成的远端截骨面；获取垂直于所述远端截骨面的所述第三法线。9、在一些实施例中，所述第二倾角计算模块，还用于根据所述位姿矩阵获取所述截骨导板的姿态向量，并判断所述姿态向量在所述矢状面的投影的正负；当所述姿态向量投影为正时，根据规划夹角的角度向所述骨模型的后方旋转所述第三法线投影；当所述姿态向量投影为负时，根据规划夹角的角度向所述骨模型的前方旋转所述第三法线投影。10、在一些实施例中，所述第二获取模块包括双目相机；11、所述第二获取模块获取所述截骨导板的位姿矩阵，包括：获取所述截骨导板上的定位阵列所包括的至少三个定位点在双目相机视野内的位置信息；通过多个所述定位点的位置信息得到所述截骨导板的位姿矩阵。12、在一些实施例中，所述截骨导板还包括安装固定部与切割工具固定部；13、所述安装固定部用于安装于所述活动机构的末端；所述切割工具固定部与所述安装固定部相连接，且用于安装切割工具；所述定位阵列与所述安装固定部或所述切割工具固定部相连接。14、在一些实施例中，还包括：骨阵列；15、所述第二获取模块在获取所述截骨导板的位姿矩阵之前，还用于获取贴合于骨的骨阵列的位置；并通过获取所述骨阵列的位置与相匹配的预设配准点之间的变化关系，得到所述骨阵列所在的坐标系与所述预设配准点所在的坐标系之间的变化矩阵。16、在一些实施例中，所述第二获取模块包括双目相机；17、所述第二获取模块获取所述骨阵列的位置，包括：获取所述骨阵列在所述双目相机视角内的骨阵列位姿矩阵，并通过所述骨阵列位姿矩阵得到所述骨阵列的位置。18、根据本申请实施例的第二方面，提供一种关节置换测量方法，包括：19、获取骨模型，以及根据所述骨模型规划得到远端规划截骨面与后方规划截骨面；其中，所述远端规划截骨面与所述后方规划截骨面相交，且所述后方规划截骨面与所述骨模型的解剖轴的延伸方向相对应并穿过所述骨模型位于关节处的部分，所述远端规划截骨面与所述骨模型的关节面相对应并穿过位于关节的部分所述骨模型；20、根据所述远端规划截骨面与所述后方规划截骨面，获取垂直于所述远端规划截骨面的第一法线与垂直于所述后方规划截骨面的第二法线；并将所述第一法线与所述第二法线投影至矢状面，分别得到第一法线投影与第二法线投影；获取所述第一法线投影与所述第二法线投影的规划夹角；21、获取截骨导板的位姿矩阵，根据所述位姿矩阵获取垂直于所述远端截骨面的第三法线；并将所述第三法线投影至矢状面得到第三法线投影；根据所述规划夹角的角度旋转所述第三投影得到目标向量投影；根据所述目标投影向量得到后方截骨面的第四法线，并根据所述第四法线确定所述后方截骨面的位置。22、根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器与处理器；23、所述存储器用于存储处理器可执行指令；24、所述处理器用于通过运行所述处理器可执行指令以实现前述的关节置换测量方法。25、根据本申请的第四方面，提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现前述的关节置换测量方法。26、根据上述实施例可知，通过第一获取模块获取得到骨头的骨模型后，可以通过对骨模型的规划得到后方规划截骨面与远端规划截骨面。并通过第一倾角计算模块获得后方规划截骨面与远端规划截骨面的法线在同一平面上的角度关系，也即获取第一法线投影与第二法线投影的规划夹角。在获取了预先规划的后方规划截骨面与远端规划截骨面之间的关系的基础上，通过第二获取模块获取截骨导板的位姿矩阵，以得到实际的远端截骨面。在得到实际的远端截骨面后，根据先前获得的后方规划截骨面与远端规划截骨面之间的关系，也即规划夹角，以及实际的远端截骨面，可以通过第二倾角计算模块计算得到后方截骨面的倾角，也即可以计算得到后方截骨面的位置。27、因此，通过本实施例的关节置换导航装置，可以在手术中根据事先确定的后方规划截骨面与远端规划截骨面之间的关系，根据远端截骨面实时获取后方截骨面的位置，从而，可以通过关节置换导航装置的辅助，在手术中更为精准地得到后方截骨面在骨头上的具体位置，进而，可以有效提升远端截骨面与后方截骨面的精确度，以提升骨假体与远端截骨面以及后方截骨面的适配度。28、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。技术特征：1.一种关节置换导航装置，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的关节置换导航装置，其特征在于，所述第二倾角计算模块，通过所述位姿矩阵获取垂直于远端截骨面的第三法线，包括：3.根据权利要求1所述的关节置换导航装置，其特征在于，所述第二倾角计算模块，还用于根据所述位姿矩阵获取所述截骨导板的姿态向量，并判断所述姿态向量在所述矢状面的投影的正负；当所述姿态向量投影为正时，根据规划夹角的角度向所述骨模型的后方旋转所述第三法线投影；当所述姿态向量投影为负时，根据规划夹角的角度向所述骨模型的前方旋转所述第三法线投影。4.根据权利要求1所述的关节置换导航装置，其特征在于，所述第二获取模块包括双目相机；5.根据权利要求4所述的关节置换导航装置，其特征在于，所述截骨导板还包括安装固定部与切割工具固定部；6.根据权利要求1所述的关节置换导航装置，其特征在于，还包括：骨阵列；7.根据权利要求6所述的关节置换导航装置，其特征在于，所述第二获取模块包括双目相机；8.一种关节置换测量方法，其特征在于，包括：9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器与处理器；10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现权利要求8所述的关节置换测量方法。技术总结本申请涉及一种关节置换导航装置、关节置换测量方法及电子设备。其中，关节置换导航装置包括：第一获取模块，用于获取骨模型及根据骨模型规划得到远端规划截骨面与后方规划截骨面。第一倾角计算模块，用于获取垂直于远端规划截骨面的第一法线与垂直于后方规划截骨面的第二法线，并分别得到二者在矢状面的投影，及第一法线投影与第二法线投影之间的规划夹角。切割模块，包括末端安装有截骨导板的活动机构。第二获取模块，用于获取第三法线。第二倾角计算模块，用于将第三法线投影至矢状面得到第三法线投影。根据规划夹角的角度旋转第三投影得到目标向量投影。根据目标投影向量得到后方截骨面的第四法线，并根据第四法线确定后方截骨面的位置。技术研发人员：许靖,陈云,王芳良,郭栋受保护的技术使用者：杭州键嘉医疗科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16