【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于肩关节置换，具体涉及一种基于混合现实的反向肩关节置换系统及操作方法。
技术介绍
1、反向肩关节置换术是治疗终末期肩关节病变的手术方法之一，可应用于严重的肩关节病损，包括肩袖巨大撕裂、严重肱骨近端粉碎性骨折、肱骨近端骨折后遗症、类风湿性关节炎、创伤性关节炎等肩关节损伤疾病，具有损伤小、并发症少等优势。在手术操作过程中，通常采用ct图像观察判断手术区域部位，但缺少精准的三维影像，无法骨骼组织进行分割提取。除此之外，手术人员在手术时无法实时判断手术器械与手术部位相对方位，在手术视野受限的状态下无法保证操作精度。
2、为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种骨关节置换手术机器人的ct图像的三维重建方法及系统[202111215711.7]，其首先获取ct图像的骨骼分割数据；然后根据获得的ct图像的骨骼分割数据生成骨骼三维模型；采用一种基于改进的surf特征点视频图像匹配算法，对视频图像的目标进行匹配跟踪，然后求解目标的空间姿态，再对虚拟的三维物体进行相应的空间变换，从而实现增强现实的效果。
3、上述方案在一定程度上解决了手术区域三维图像建立的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如无法及时确定手术器械与手术部位相对方位、操作精度受限等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，有效提高手术操作精度的基于混合现实的反向肩关节置换系统。
2、本专利技
3、为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，包括基准定位机构，基准定位机构配备有植入校准机构以及二维码标识机构，基准定位机构配备有追踪机构以及显示机构。
4、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统中，基准定位机构包括夹紧件，夹紧件具有延伸部且延伸部具有导向孔；植入校准机构包括校准轴且校准轴具有沿中心轴线延伸的校准孔，校准轴外侧滑动安装有若干相对其中心对称的校准夹爪，校准夹爪与校准轴之间设置有校准刻度。
5、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统中，二维码标识机构包括标识枪体，标识枪体的端头处设置有打标组件，标识枪体端头处设置有与打标组件相对的压力传感器；打标组件采用粘贴、喷涂或钉压方式标记二维码。
6、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统中，追踪机构包括固定插杆，固定插杆上安装有图像传感器或追踪器；显示机构包括显示屏以及ar眼镜。
7、一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法，包括如下步骤：
8、s1：通过基准定位机构确定基准坐标系；
9、s2：利用植入校准机构采集分析组织表面状态；
10、s3：利用二维码标识机构进行标识；
11、s4：追踪机构对手术器械以及手术部位进行实时追踪；
12、s5：显示机构提供增强现实图像并通过追踪机构进行交互。
13、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法中，步骤s1包括如下步骤：
14、s11：通过手术部位的ct扫描数据建立数模，在数模上选定第一基准轴；
15、s12：对第一基准轴进行拉伸处理得到拉伸面，以第一基准轴为中心翻转拉伸面，选定与数模表面的交接点；
16、s13：选定与第一基准轴距离最远的交接点为基准点且基准点相对基准轴的垂线为第二基准轴，第二基准轴与第一基准轴的交点为原点，相对第一基准轴和第二基准轴垂直的轴线为第三基准轴，建立绝对坐标系；
17、s14：基准定位机构与手术部件夹紧固定，引导钻头沿第一基准轴钻取基准孔。
18、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法中，步骤s2包括如下步骤：
19、s21：植入校准机构与手术部位抵靠，选定若干接触点；
20、s22：确定各接触点与植入校准机构的校准矩阵，对校准矩阵进行翻转以及平行使其与基准定位机构的绝对坐标系相合，得到各接触点的绝对坐标；
21、s23：以各接触点为基点对手术部位进行二次拟合。
22、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法中，步骤s3包括如下步骤：
23、s31：二维码标识机构与手术部位或手术器械顶压将二维码固定至指定位置；
24、s32：追踪机构扫描手术部位上的二维码，确定二维码相对绝对坐标系的空间方位。
25、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法中，步骤s4包括如下步骤：
26、s41：追踪机构扫描手术器械的二维码，识别手术器械种类；
27、s42：追踪机构检测二维码的位置和姿态，间接求取手术器械当前位置和姿态。
28、在上述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统的操作方法中，步骤s5包括如下步骤：
29、s51：显示机构显示增强现实图像，以二维码为基准与手术部位或手术器械图像叠加；
30、s52：追踪机构采集手术部位实际图像，对实际图像增强处理后由显示机构进行显示。
31、与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：采用二维码标识机构对手术器械以及手术部位进行标识，通过增强混合现实图像提高手术操作精度；追踪机构实时追踪手术器械，有显示机构对图像进行增强处理，对手术细节区域进行显示；通过坐标转换的方式将三维图像与实际图像拟合，引导手术操作。
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1.一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，包括基准定位机构(1)，其特征在于，所述的基准定位机构(1)配备有植入校准机构(2)以及二维码标识机构(3)，所述的基准定位机构(1)配备有追踪机构(4)以及显示机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，其特征在于，所述的基准定位机构(1)包括夹紧件(11)，所述的夹紧件(11)具有延伸部(12)且所述的延伸部(12)具有导向孔(13)；所述的植入校准机构(2)包括校准轴(21)且所述的校准轴(21)具有沿中心轴线延伸的校准孔(22)，所述的校准轴(21)外侧滑动安装有若干相对其中心对称的校准夹爪(23)，所述的校准夹爪(23)与校准轴(21)之间设置有校准刻度(24)。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，其特征在于，所述的二维码标识机构(3)包括标识枪体(31)，所述的标识枪体(31)的端头处设置有打标组件(32)，所述的标识枪体(31)端头处设置有与打标组件(32)相对的压力传感器；所述的打标组件(32)采用粘贴、喷涂或钉压方式标记二维码。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，包括基准定位机构(1)，其特征在于，所述的基准定位机构(1)配备有植入校准机构(2)以及二维码标识机构(3)，所述的基准定位机构(1)配备有追踪机构(4)以及显示机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，其特征在于，所述的基准定位机构(1)包括夹紧件(11)，所述的夹紧件(11)具有延伸部(12)且所述的延伸部(12)具有导向孔(13)；所述的植入校准机构(2)包括校准轴(21)且所述的校准轴(21)具有沿中心轴线延伸的校准孔(22)，所述的校准轴(21)外侧滑动安装有若干相对其中心对称的校准夹爪(23)，所述的校准夹爪(23)与校准轴(21)之间设置有校准刻度(24)。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的反向肩关节置换系统，其特征在于，所述的二维码标识机构(3)包括标识枪体(31)，所述的标识枪体(31)的端头处设置有打标组件(32)，所述的标识枪体(31)端头处设置有与打标组件(32)相对的压力传感器；所述的打标组件(32)采用粘贴、喷涂或钉压方式标记二维码。
4.根据权利要求1所...
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