[发明专利]植入螺钉的椎骨与螺钉的位置关系的展示方法及装置

权利要求书

1.一种植入螺钉的椎骨与螺钉间位置关系的展示方法，其特征在于，包括：

依据预设的术前椎骨文件和包含已植入螺钉的术后椎骨文件，重建术前椎骨三维模型、术后椎骨三维模型，以及螺钉三维模型；在同一坐标系下，所述螺钉三维模型与术后椎骨中植入的螺钉重合；

以所述术前椎骨三维模型为参考，确定所述术后椎骨三维模型与所述术前椎骨三维模型配准的配准参数；

按照所述配准参数，对所述螺钉三维模型进行移动；

显示所述移动后的螺钉三维模型与所述术前椎骨三维模型；

所述以所述术前椎骨三维模型为参考，确定所述术后椎骨三维模型与所述术前椎骨三维模型配准的配准参数，包括：

固定所述术前椎骨三维模型，确定所述术后椎骨三维模型与所述术前椎骨三维模型间的粗配准参数；

固定所述术前椎骨三维模型，确定粗配准术后椎骨三维模型与术前椎骨三维模型之间的精配准参数，所述粗配准参数和所述精配准参数构成所述配准参数；所述粗配准术后椎骨三维模型通过按照所述粗配准参数对所述术后椎骨三维模型进行移动得到；

所述按照所述配准参数，对所述螺钉三维模型进行移动，包括：

依据所述粗配准参数，移动所述螺钉三维模型，得到粗配准后的螺钉三维模型；

依据所述精配准参数，对所述粗配准后的螺钉三维模型进行移动；

所述固定所述术前椎骨三维模型，确定所述术后椎骨三维模型与所述术前椎骨三维模型间的粗配准参数，包括：

分别确定所述术前椎骨三维模型的上下表面的中心点，以及分别确定所述术后椎骨三维模型的上下表面的中心点；

将所述术前椎骨三维模型的下表面中心点为起点，上表面中心点为终点构成的向量，作为术前主向量；将所述术后椎骨三维模型的下表面中心点为起点，上表面中心点为终点构成的向量，作为术后主向量；

固定所述术前椎骨三维模型，确定第一平移旋转矩阵；按照所述第一平移旋转矩阵移动所述术后椎骨三维模型，移动后的术后椎骨三维模型与所述术前椎骨三维模型之间满足术后主向量的起点与所述术前主向量的起点重合，并且，所述术后主向量的方向与所述术前主向量的方向相同；

通过将第一术后椎骨三维模型，围绕所述术后主向量按照沿预设旋转方向多次旋转，确定目标旋转角度；所述第一术后椎骨三维模型为按照所述第一平移旋转矩阵移动后得到的术后椎骨三维模型；所述第一术后椎骨三维模型旋转所述目标旋转角度时，所述第一术后椎骨三维模型的待配准区域与所述术前椎骨三维模型的待配准区域的预设配准误差函数的取值最小；

所述第一平移旋转矩阵与所述目标旋转角度构成所述粗配准参数；

所述术后椎骨三维模型的待配准区域与所述术前椎骨三维模型的待配准区域的确定方式，包括：

将所述术后椎骨三维模型和所述术前椎骨三维模型分别作为目标椎骨三维模型，执行以下流程：

确定所述目标椎骨三维模型中椎骨棘突到下关节突部分的网格点，得到所述目标椎骨三维模型的棘突标记区域；

将所述目标椎骨三维模型的上表面和下表面分别作为第一表面，执行目标流程，得到所述目标椎骨三维模型上下表面的边缘标记区域；所述目标流程包括：确定目标椎骨三维模型的第一表面边缘上的两个标记点，得到第一标记点和第二标记点；计算所述第一表面上，从所述第一标记点到所述第二标记点沿顺时针方向的最短路径，以及沿逆时针方向的最短路径；将沿顺时针方向的最短路径与沿逆时针方向的最短路径取并集，得到环绕所述第一表面边缘的最短路径，得到第一表面的边缘线；通过确定所述第一表面的边缘线上各点的最近点集合，并对点集合取并集，得到所述第一表面的边缘标记区域；

将所述目标椎骨三维模型的棘突标记区域与上下表面的边缘标记区域合并，所述目标椎骨三维模型的待配准区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述术后椎骨三维模型的待配准区域与所述术前椎骨三维模型的待配准区域的确定方式，包括：

将所述术后椎骨三维模型和所述术前椎骨三维模型分别作为目标椎骨三维模型，执行以下流程：

将所述目标椎骨三维模型的上棘突到下关节突部分的区域，作为所述目标椎骨三维模型的棘突标记区域；

将所述目标椎骨三维模型的上表面和下表面分别作为第二表面，将所述目标椎骨三维模型的第二表面，作为所述第二表面的标记区域，得到所述目标椎骨三维模型上下表面的边缘标记区域；

将所述目标椎骨三维模型的棘突标记区域和上下表面的标记区域合并，得到所述目标椎骨三维模型的待配准区域。