【技术实现步骤摘要】
本申请属于点云配准领域，尤其涉及一种全髋关节置换手术中的点云配准方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、目前，用于全髋关节置换手术中的配准方法是：先粗配准，再精配准，最后再基于随机度数旋转。但是，存在镜像、选点质量不佳的问题，导致配准的准确度不高。
2、因此，如何提高全髋关节置换手术中的配准的准确度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种全髋关节置换手术中的点云配准方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够提高全髋关节置换手术中的配准的准确度。
2、第一方面，本申请实施例提供一种全髋关节置换手术中的点云配准方法，包括：
3、选取髋臼上缘、前缘、后缘3点为粗配准点，使用landmark算法，计算出粗配准转换矩阵t0；
4、术中选取n个精配准点，利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t1、距离误差矩阵dn；其中，n的取值范围为30至50；
5、基于误差矩阵dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点；其中，n1小于n；
6、基于n1个精配准点，再次利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t2、距离误差矩阵dn1；
7、若距离误差矩阵dn1的平均误差，小于距离误差矩阵dn的平均误差，则证明删点有效，输出配准结果。
8、可选的，在选取髋
9、设置同步有正负1mm的偏置，以应对骨缺损、骨赘、软骨、骨骼畸形情况；
10、三个粗配准点协同偏移旋转的选取角度为正负3度。
11、可选的，基于误差矩阵dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点，包括：
12、确定误差距离大于目标精度距离t的精配准点的下标索引；
13、按照下标索引，删除对应的精配准点，得到n1个精配准点。
14、可选的，在输出配准结果之后，还包括：
15、利用罗德里格斯旋转公式，针对原始n个精配准点，在正负160度范围内，每隔3度进行旋转；
16、利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵txi、距离误差矩阵dxi；其中，i表示旋转的角度；
17、若距离误差矩阵dxi的平均误差，小于距离误差矩阵dn1的平均误差，则证明旋转有效，输出配准结果。
18、可选的，利用罗德里格斯旋转公式，针对原始n个精配准点，在正负160度范围内，每隔3度进行旋转，包括：
19、选择坐标系原点作为旋转中心；
20、使用罗德里格斯旋转公式，计算每个旋转角度对应的旋转矩阵；
21、对于原始n个精配准点中的每个点，将其表示为齐次坐标，然后将旋转矩阵应用于该点，得到旋转后的坐标；
22、在正负160度范围内，每隔3度遍历旋转角度，将原始n个精配准点旋转到每个角度对应的位置。
23、可选的，罗德里格斯旋转公式，包括：
24、设v是一个三维空间向量，k是旋转轴的单位向量；
25、
26、则旋转以后的向量表示为：
27、vrot＝rv
28、其中：
29、
30、其中，e是3阶单位矩阵。
31、可选的，还包括：
32、若距离误差矩阵dn1的平均误差，大于距离误差矩阵dn的平均误差，则证明删点无效；
33、再补对应n-n1个精配准点，针对n+n-n1个精配准点，利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t3、距离误差矩阵dn+n-n1；
34、若距离误差矩阵dn+n-n1的平均误差，小于距离误差矩阵dn的平均误差，则证明补点有效，输出配准结果。
35、第二方面，本申请实施例提供了一种全髋关节置换手术中的点云配准装置，包括：
36、粗配准模块，用于选取髋臼上缘、前缘、后缘3点为粗配准点，使用landmark算法，计算出粗配准转换矩阵t0；
37、第一精配准模块，用于术中选取n个精配准点，利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t1、距离误差矩阵dn；其中，n的取值范围为30至50；
38、删点模块，用于基于误差矩阵dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点；其中，n1小于n；
39、第二精配准模块，用于基于n1个精配准点，再次利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t2、距离误差矩阵dn1；
40、配准结果输出模块，用于若距离误差矩阵dn1的平均误差，小于距离误差矩阵dn的平均误差，则证明删点有效，输出配准结果。
41、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
42、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现全髋关节置换手术中的点云配准方法。
43、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现全髋关节置换手术中的点云配准方法。
44、本申请实施例的全髋关节置换手术中的点云配准方法，包括：选取髋臼上缘、前缘、后缘3点为粗配准点，使用landmark算法，计算出粗配准转换矩阵t0；术中选取n个精配准点，利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t1、距离误差矩阵dn；其中，n的取值范围为30至50；基于误差矩阵dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点；其中，n1小于n；基于n1个精配准点，再次利用vtk_icp算法，与术前规划中的骨盆髋臼点云模型进行精配准，得到精配准转换矩阵t2、距离误差矩阵dn1；若距离误差矩阵dn1的平均误差，小于距离误差矩阵dn的平均误差，则证明删点有效，输出配准结果。
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1.一种全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，在选取髋臼上缘、前缘、后缘3点为粗配准点之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，基于误差矩阵Dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点，包括：
4.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，在输出配准结果之后，还包括：
5.根据权利要求4所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，利用罗德里格斯旋转公式，针对原始n个精配准点，在正负160度范围内，每隔3度进行旋转，包括：
6.根据权利要求4所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，罗德里格斯旋转公式，包括：
7.根据权利要求6所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，还包括：
8.一种全髋关节置换手术中的点云配准装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法。
...【技术特征摘要】
1.一种全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，在选取髋臼上缘、前缘、后缘3点为粗配准点之后，还包括：
3.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，基于误差矩阵dn，删除误差距离大于目标精度距离t的精配准点，得到n1个精配准点，包括：
4.根据权利要求1所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，在输出配准结果之后，还包括：
5.根据权利要求4所述的全髋关节置换手术中的点云配准方法，其特征在于，利用罗德里格斯旋转公式，针对原始n个精配准点，在正负160...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘星宇，张逸凌，
申请(专利权)人：北京长木谷医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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