[发明专利]基于强化学习的髋臼杯位置调整方法、装置及存储介质

说明书

本发明提供一种基于强化学习的髋臼杯位置调整装置、方法及存储介质，包括：数据获取模块，用于根据获得的髋臼的中心点位置和半径确定髋臼杯的初始放置位置、中心位置和髋臼杯的型号，并将骨盆的体积、髋臼杯的中心位置和髋臼杯的型号作为3D原始数据；视图转换模块，用于将所述3D原始数据转换为不同截面的视图数据，所述视图数据包括冠状面视图、矢状面视图和横断面视图；髋臼杯调整模块，用于将转换后的不同截面的所述视图数据输入到训练好的深度双网络DDQN网络模型，并根据训练好的深度双网络DDQN网络模型输出的调整信号调整所述髋臼杯的位置。本发明提供的技术方案，能够基于深度强化学习和3D原始数据对髋臼杯假体的位置进行自动定位和精准调整，相比人为放置提高了覆盖率和速度。

技术领域

本发明涉及深度强化学习技术领域，尤其涉及一种基于强化学习的髋臼杯位置调整方法、装置及存储介质。

背景技术

THA(全髋关节置换术)是大多数晚期髋关节疾病的最有效的解决方案，在进行THA手术时，外科医生需要将髋臼杯和股骨柄放在患病的髋关节中。髋臼杯、股骨柄的放置位置的组合选择会影响术后结果。根据观察，髋臼杯的尺寸和放置位置方向的不正确可能会导致松动、骨折、骨溶解、脱位等并发症；因此，术前计划至关重要。

由于缺乏三维角度作为参考，需要医生的想象力来放置髋臼杯。为了克服这些难点，通常外科医生会使用一些例如Orthoview规划软件、ZedHip规划软件等术前规划系统来完成全髋关节置换术的术前规划等，但是这些方法都不能完全满足术前规划的要求。例如，基于二维X线片的术前规划方法很容易因为放大倍数、拍摄角度和标记位置不当而受到干扰，无法准确地制定出一套完善的手术方案。

因此，亟需提出一种可以对髋臼杯假体的位置进行自动定位和精准调整的方式。

发明内容

本发明实施例提供一种基于深度强化学习的髋臼杯位置调整装置、方法及存储介质，能够基于深度强化学习和3D原始数据对髋臼杯假体的位置进行自动定位和精准调整。

本发明实施例的第一方面，提供一种基于强化学习的髋臼杯位置调整装置，包括：

数据获取模块，用于根据获得的髋臼的中心点位置和半径确定髋臼杯的初始放置位置、中心位置和髋臼杯的型号，并将骨盆的体积、髋臼杯的中心位置和髋臼杯的型号作为3D原始数据；

视图转换模块，用于将所述3D原始数据转换为不同截面的视图数据，所述视图数据包括冠状面视图、矢状面视图和横断面视图；

髋臼杯调整模块，用于将转换后的不同截面的所述视图数据输入到训练好的深度双网络DDQN网络模型，并根据训练好的深度双网络DDQN网络模型输出的调整信号调整所述髋臼杯的位置；。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述视图转换模块用于根据特征转换函数对所述3D原始数据进行转换：

X_t＝[V_pelvis,R_size,P_t] S_t＝f(X)＝[Cor_t,Sag_t,Axi_t]；

其中，X_t表示3D原始数据，V_pelvis表示骨盆的体积，R_size表示髋臼杯的半径，P_t表示当前步长的髋臼杯的中心点位置，f(X)表示特征转换函数,[Cor_t,Sag_t,Axi_t]表示在P_t处相交的冠状面、矢状面、横断面的视图。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述髋臼杯调整模块还包括：