一种手术参考方案生成方法及装置

1.本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种手术参考方案生成方法及装置。


背景技术：

2.现如今，医生在对对象体进行胫骨高位截骨手术之前，会获得对象体的三维骨骼透视图像，然后医生根据三维骨骼透视图像了解对象体的下肢骨结构，进而确定手术方案。
3.这种情况下，医生所确定的手术方案往往会受到对象体年龄、医生手术经验等人为主观因素的影响，从而导致手术方案的准确度低。因此，需要提供一种为医生提供参考信息的手术参考方案，进而提高最终所确定手术方案的准确度。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种手术参考方案生成方法及装置，以为医生提供参考信息。具体技术方案如下：
5.第一方面，本发明实施例提供了一种手术参考方案生成方法，所述方法包括：
6.获得对象体畸变部位的三维模型，并获得基于所述三维模型得到的、对所述畸变部位的畸变骨骼进行矫正的截骨线信息、矫正角度，其中，所述三维模型通过对所述对象体的三维骨骼透视图像中所述畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到；
7.确定所述三维模型中所述畸变骨骼上的关键点；
8.基于所述截骨线信息、矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型；
9.基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置，其中，所述目标位置为：所述关键点在调整后的三维模型中的位置，所述位置转换关系为：所述关键点的位置与所述钢板中标定点位置之间的转换关系；
10.生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案。
11.本发明的一个实施例中，所述截骨线信息包括截骨线的位置以及所述截骨线的长度；
12.所述基于所述截骨线信息、矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，包括：
13.根据所述截骨线的位置，在所述三维模型中确定所述截骨线所在的截骨平面；
14.基于所述截骨平面的位置、所述截骨线的长度、所述矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型。
15.本发明的一个实施例中，所述基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置，包括：
16.基于目标位置以及预设的位置转换关系，在所述三维模型中确定与所述标定点对应的对应点；
17.根据所述对应点的位置以及所述标定点的位置，对所述三维模型和所述钢板的三
维钢板模型进行模型配准，得到所述三维模型中与所述钢板模型相匹配的匹配区域；
18.基于所述匹配区域的位置，确定在所述畸变骨骼上安装所述钢板的位置。
19.本发明的一个实施例中，所述根据所述对应点的位置以及所述标定点的位置，对所述三维模型和所述钢板的三维钢板模型进行模型配准，得到所述三维模型中与所述钢板模型相匹配的匹配区域，包括：
20.获得所述钢板的三维钢板模型中的多个第一配准点；
21.获得所述三维模型中所述畸变骨骼上与各个第一配准点相对应的第二配准点，其中，各个第二配准点是基于所述对应点的位置以及相对位置关系确定的，所述相对位置关系为所述标定点的位置与各个第一配准点的位置之间的位置关系；
22.根据各个第一配准点的位置和各个第二配准点的位置，计算对所述钢板模型进行调整的调整信息；
23.基于所得调整信息，对所述钢板模型进行调整；
24.根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算各个第一配准点与相对应第二配准点之间的平均距离；
25.若所述平均距离大于等于预设距离阈值，则基于所述平均距离，对各个第二配准点的位置进行修正，并返回所述计算对所述钢板模型进行调整的调整信息的步骤；
26.若所述平均距离小于所述预设距离阈值，则确定所述三维模型中与调整后的钢板模型重合的区域为匹配区域。
27.本发明的一个实施例中，在确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置之后，所述方法还包括：
28.基于所确定的钢板位置以及钢板固定孔在所述钢板上的位置，确定所述畸变骨骼上的各进钉点；
29.针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度，其中，所述置钉直线经过该进钉点，且与所述进钉方向平行；
30.所述生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案，包括：
31.生成以所确定位置的位置信息、各进钉点的进钉深度作为参考信息的手术参考方案。
32.本发明的一个实施例中，所述确定该进钉点上的进钉方向，包括：
33.计算该进钉点所在曲面的曲面法向量；
34.基于所述曲面法向量的方向确定进钉方向。
35.本发明的一个实施例中，所述基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度，包括：
36.基于该距离，在预先获得的各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度，作为对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
37.本发明的一个实施例中，所述预设选择条件为：在小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长。
38.第二方面，本发明实施例还提供了一种手术参考方案生成装置，所述装置包括：
39.信息获得模块，用于获得对象体畸变部位的三维模型，并获得基于所述三维模型
得到的、对所述畸变部位的畸变骨骼进行矫正的截骨线信息、矫正角度，其中，所述三维模型通过对所述对象体的三维骨骼透视图像中所述畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到；
40.关键点确定模块，用于确定所述三维模型中所述畸变骨骼上的关键点；
41.数据调整模块，用于基于所述截骨线信息、矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型；
42.位置确定模块，用于基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置，其中，所述目标位置为：所述关键点在调整后的三维模型中的位置，所述位置转换关系为：所述关键点的位置与所述钢板中标定点位置之间的转换关系；
43.方案生成模块，用于生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案。
44.本发明的一个实施例中，所述截骨线信息包括截骨线的位置以及所述截骨线的长度；
45.所述数据调整模块，具体用于：
46.根据所述截骨线的位置，在所述三维模型中确定所述截骨线所在的截骨平面；
47.基于所述截骨平面的位置、所述截骨线的长度、所述矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型。
48.本发明的一个实施例中，所述位置确定模块，包括：
49.对应点确定子模块，用于基于目标位置以及预设的位置转换关系，在所述三维模型中确定与所述标定点对应的对应点；
50.模型配准子模块，用于根据所述对应点的位置以及所述标定点的位置，对所述三维模型和所述钢板的三维钢板模型进行模型配准，得到所述三维模型中与所述钢板模型相匹配的匹配区域；
51.位置确定子模块，用于基于所述匹配区域的位置，确定在所述畸变骨骼上安装所述钢板的位置。
52.本发明的一个实施例中，所述模型配准子模块，具体用于：
53.获得所述钢板的三维钢板模型中的多个第一配准点；
54.获得所述三维模型中所述畸变骨骼上与各个第一配准点相对应的第二配准点，其中，各个第二配准点是基于所述对应点的位置以及相对位置关系确定的，所述相对位置关系为所述标定点的位置与各个第一配准点的位置之间的位置关系；
55.根据各个第一配准点的位置和各个第二配准点的位置，计算对所述钢板模型进行调整的调整信息；
56.基于所得调整信息，对所述钢板模型进行调整；
57.根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算各个第一配准点与相对应第二配准点之间的平均距离；
58.若所述平均距离大于等于预设距离阈值，则基于所述平均距离，对各个第二配准点的位置进行修正，并返回所述计算对所述钢板模型进行调整的调整信息的步骤；
59.若所述平均距离小于所述预设距离阈值，则确定所述三维模型中与调整后的钢板模型重合的区域为匹配区域。
60.本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
61.进钉点确定模块，用于在确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置之后，基于所确定的钢板位置以及钢板固定孔在所述钢板上的位置，确定所述畸变骨骼上的各进钉点；
62.深度确定模块，用于针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度，其中，所述置钉直线经过该进钉点，且与所述进钉方向平行；
63.所述方案生成模块，具体用于：
64.生成以所确定位置的位置信息、各进钉点的进钉深度作为参考信息的手术参考方案。
65.本发明的一个实施例中，所述深度确定模块，具体用于：
66.针对每一进钉点，计算该进钉点所在曲面的曲面法向量，基于所述曲面法向量的方向确定进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度
67.本发明的一个实施例中，所述深度确定模块，具体用于：
68.针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，基于该距离，在预先获得的各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度，作为对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
69.本发明的一个实施例中，所述预设选择条件为：在小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长。
70.第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
71.存储器，用于存放计算机程序；
72.处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的方法步骤。
73.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法步骤。
74.本发明实施例有益效果：
75.由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在获得上述三维模型、截骨线信息、矫正角度后，首先确定三维模型中畸变部位上的关键点，然后对三维模型中畸变骨骼的数据进行调整，得到调整后的三维模型，再基于目标位置以及位置转换关系，确定畸变骨骼上安装钢板的位置。由于位置转换关系为关键点的位置与钢板中标定点的位置之间的转换关系，并且标定点在钢板上的位置通常是已知的，因此，得到调整后的三维模型后，可以依据关键点在调整后的三维模型中的位置以及上述位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置，从而生成以所确定位置作为参考信息的手术参考方案，医生可以参考手术参考方案包含的参考信息，从而确定手术方案。因此，应用本发明实施例提供的手术参考方案生成方案，能够为医生提供参考信息。
76.另外，在调整三维模型中畸变骨骼的数据时，是基于截骨线信息、矫正角度进行调整的，因此，调整三维模型中数据的过程可以看做是模拟手术过程中对畸变骨骼进行截骨操作的过程，调整后的三维模型可以看做是对畸变骨骼进行截骨操作后畸变部位的三维模型。由于钢板需要安装在截骨操作后的畸变骨骼上，因此，在确定钢板的安装位置时，基于关键点在调整后的三维模型上的位置以及位置转换关系进行确定，能够提高所确定位置的准确性，从而为医生提供较为准确的参考信息。
77.当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
78.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
79.图1a为本发明实施例提供的第一种手术参考方案生成方法的流程示意图；
80.图1b为本发明实施例提供的第一种畸变部位的三维模型的结构示意图；
81.图2a为本发明实施例提供的第二种手术参考方案生成方法的流程示意图；
82.图2b为本发明实施例提供的第二种畸变部位的三维模型的结构示意图；
83.图3a为本发明实施例提供的第三种手术参考方案生成方法的流程示意图；
84.图3b为本发明实施例提供的第三种畸变部位的三维模型的结构示意图；
85.图4为本发明实施例提供的第四种手术参考方案生成方法的流程示意图；
86.图5a为本发明实施例提供的第五种手术参考方案生成方法的流程示意图；
87.图5b为本发明实施例提供的第四种畸变部位的三维模型的结构示意图；
88.图6为本发明实施例提供的第六种手术参考方案生成方法的流程示意图；
89.图7为本发明实施例提供的第七种手术参考方案生成方法的流程示意图；
90.图8为本发明实施例提供的第一种手术参考方案生成装置的结构示意图；
91.图9为本发明实施例提供的第二种手术参考方案生成装置的结构示意图；
92.图10为本发明实施例提供的第三种手术参考方案生成装置的结构示意图；
93.图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
94.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本发明所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
95.参见图1a，图1a为本发明实施例提供的第一种手术参考方案生成方法，上述方法包括以下步骤s101-s105：
96.步骤s101：获得对象体畸变部位的三维模型，并获得基于三维模型得到的、对畸变部位的畸变骨骼进行矫正的截骨线信息、矫正角度。
97.其中，三维模型通过对对象体的三维骨骼透视图像中畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到。
98.上述对象体可以是人、动物体等。
99.上述三维骨骼透视图像可以是ct图像，并且在对对象体进行胫骨高位截骨手术之前，为了让医生能够更好的观察对象体的骨骼结构，上述三维骨骼透视图像所展示的对象体的骨骼可以是对象体的下肢骨骼，所以，上述三维骨骼透视图像可以是对象体处于负重位的情况下的下肢力线全长ct图像。
100.上述畸变部位为对象体的下肢骨骼中存在畸变的骨骼所在的部位，例如，上述畸变部位可能是股骨所在部位，还可能是胫骨所在部位。
101.医生在对对象体进行胫骨高位截骨手术时，通常需要对对象体畸变部位的骨骼进行切锯，切锯后所形成的缺口可以被称为骨缺口，然后将上述骨缺口撑开一定的角度，以实现对畸变部位进行矫正。其中，上述骨缺口撑开的角度为矫正角度，上述骨缺口的深度，也就是切锯的深度，为截骨线长度，切锯上述骨缺口的位置为截骨线的位置。上述截骨线信息可以包括截骨线的位置、长度等信息。
102.获得上述对象体畸变部位的三维模型时，可以通过以下两种实现方式中任一种实现。
103.第一种实现方式中，可以首先获得对象体的三维骨骼透视图像，在所获得三维骨骼透视图像中确定畸变部位所在区域，然后对上述三维骨骼透视图像中畸变部位的数据进行三维图像数据渲染，从而得到畸变部位的三维模型。
104.确定三维骨骼透视图像中畸变部位所在区域的具体实现方式可参见后续实施例，这里暂不详述。
105.对上述三维骨骼透视图像中畸变部位的数据进行三维图像数据渲染，得到畸变部位的三维模型，具体可以应用现有技术实现，这里不再详述。
106.第二种实现方式中，还可以直接获得由其他设备对对象体的三维骨骼透视图像中畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到的三维模型，作为对象体畸变部位的三维模型。
107.上述其他设备同样可以获得对象体的三维骨骼透视图像，确定畸变部位所在区域，对所获得三维骨骼透视图像中畸变部位的数据进行三维图像数据渲染，得到渲染后的三维模型。
108.与获得上述三维模型相类似，获得上述截骨线信息、矫正角度同样可以通过以下两种实现方式中任一种实现。
109.第一种实现方式中，在获得对象体畸变部位的三维模型后，可以基于所获得三维模型，计算得到上述截骨线信息、矫正角度。
110.对本实现方式的具体描述可参见后续实施例，这里暂不详述。
111.第二种实现方式中，还可以直接获得由其他设备基于对象体畸变部位的三维模型得到的截骨线信息、矫正角度。
112.步骤s102：确定三维模型中畸变骨骼上的关键点。
113.其中，上述关键点可以是预先设定好的骨骼上的点。例如，上述关键点可以是对上述畸变骨骼有表征性的特征点，如畸变骨骼上的端点、拐点等；上述关键点还可以是依据上
述特征点的位置确定的其他骨骼点。
114.例如，若上述畸变骨骼为胫骨，则上述关键点可以是胫骨中的、且位于膝关节一侧的骨骼端点，上述关键点还可以是依据该骨骼端点的位置确定的其他骨骼点，如位于该骨骼端点正下方预设长度处的骨骼点。
115.另外，针对不同畸变骨骼，可以预先设定与该畸变骨骼对应的关键点，且上述关键点的数量可以是一个，也可以是多个。
116.本发明的一个实施例中，可以通过以下两种实现方式中任一种实现确定关键点。
117.第一种实现方式中，由于不同身体部位所包含的骨骼往往不同，不同骨骼的形状往往不同，并且畸变骨骼是已知的，因此，可以基于畸变骨骼的形状特征，识别三维模型中畸变骨骼上的关键点。
118.第二种实现方式中，还可以首先获得对象体的三维骨骼透视图像，在所获得三维骨骼透视图像中识别畸变骨骼上的候选关键点，然后根据三维骨骼透视图像与畸变部位的三维模型之间的映射关系，确定上述三维模型中与候选关键点对应的点，作为畸变骨骼上的关键点。
119.在识别三维骨骼透视图像中的候选关键点时，可以基于畸变骨骼的形状特征进行识别；还可以对上述三维骨骼透视图像进行特征提取，确定三维三维骨骼透视图像中畸变骨骼上的候选关键点。
120.上述对三维骨骼透视图像进行特征提取可以基于训练后的、且用于识别三维骨骼透视图像中畸变骨骼上的关键点的深度神经网络实现。
121.在对上述深度神经网络进行训练时，可以将样本数据分成训练数据、验证数据以及测试数据。训练数据用于训练深度神经网络，验证数据用于调整深度神经网络的超参数，例如学习率、正则化参数等，测试数据用于测试深度神经网络的网络性能。
122.步骤s103：基于截骨线信息、矫正角度，调整三维模型中畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对畸变骨骼进行截骨操作后畸变部位的三维模型。
123.上述截骨线信息、矫正角度用于对畸变部位的畸变骨骼进行矫正，医生在手术过程中，需要依据上述截骨线信息、矫正角度对畸变骨骼进行截骨操作，因此，基于截骨线信息、矫正角度，调整三维模型中畸变骨骼的数据，可以看做是模拟对畸变骨骼进行截骨操作，得到调整后的三维模型可以看做是对畸变骨骼进行截骨操作后畸变部位的三维模型。
124.如图1b所示，图1b为第一种畸变部位的三维模型的结构示意图，图1b中所示三维模型为调整数据后的畸变部位的三维模型，从图1b中可以看出，三维模型中的畸变骨骼被截出一个缺口，该缺口的深度为截骨线的长度，该缺口撑开的角度为矫正角度。
125.基于截骨线信息、矫正角度调整三维模型中畸变骨骼的数据可以应用现有技术实现，这里不再详述。
126.例如，可以利用现有技术中用于模拟手术过程的模拟软件调整三维模型中畸变骨骼的数据。
127.步骤s104：基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置。
128.其中，目标位置为：关键点在调整后的三维模型中的位置。
129.上述钢板有多种，例如，上述钢板可以是t型钢板，还可以是其他种类的钢板，本发
明实施例对此并不限定。
130.上述位置转换关系为：关键点的位置与钢板中标定点位置之间的转换关系。
131.上述标定点可以是钢板中的螺钉固定点、端点等。
132.上述钢板中的标定点的数量可以是一个，也可以是多个。在钢板中包括多个标定点的情况下，上述位置转换关系可以包括关键点的位置与每一标定点的位置之间的转换关系，上述位置转换关系也可以包括关键点的位置与多个标定点中的一个标定点之间的转换关系，以及各标定点的位置之间的转换关系。
133.基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置的具体实现方式可参见后续实施例，这里暂不详述。
134.步骤s105：生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案。
135.上述手术参考方案中包括参考信息，上述参考信息为上述所确定位置的位置信息，医生在阅览上述手术参考方案时，可以获得上述位置信息。
136.医生在确定手术方案时，可以直接将上述手术参考方案中包含的参考信息作为所确定手术方案中的信息，也可以在上述参考信息的基础上依据自身手术经验调整参考信息，从而确定手术方案。
137.另外，在生成手术参考方案时，除了可以将上述所确定位置的位置信息作为参考信息，上述步骤s101中获得的截骨线信息、矫正信息均可作为参考信息。另外，还可以对对象体的三维骨骼透视图像进行三维图像数据渲染，得到对象体的对象模型，基于对象模型，确定对象体的畸变类型，将畸变类型也作为参考信息。
138.由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在获得上述三维模型、截骨线信息、矫正角度后，首先确定三维模型中畸变部位上的关键点，然后对三维模型中畸变骨骼的数据进行调整，得到调整后的三维模型，再基于目标位置以及位置转换关系，确定畸变骨骼上安装钢板的位置。由于位置转换关系为关键点的位置与钢板中标定点的位置之间的转换关系，并且标定点在钢板上的位置通常是已知的，因此，得到调整后的三维模型后，可以依据关键点在调整后的三维模型中的位置以及上述位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置，从而生成以所确定位置作为参考信息的手术参考方案，医生可以参考手术参考方案包含的参考信息，从而确定手术方案。因此，应用本发明实施例提供的手术参考方案生成方案，能够为医生提供参考信息。
139.另外，在调整三维模型中畸变骨骼的数据时，是基于截骨线信息、矫正角度进行调整的，因此，调整三维模型中数据的过程可以看做是模拟手术过程中对畸变骨骼进行截骨操作的过程，调整后的三维模型可以看做是对畸变骨骼进行截骨操作后畸变部位的三维模型。由于钢板需要安装在截骨操作后的畸变骨骼上，因此，在确定钢板的安装位置时，基于关键点在调整后的三维模型上的位置以及位置转换关系进行确定，能够提高所确定位置的准确性，从而为医生提供较为准确的参考信息。
140.下面对确定三维骨骼透视图像中畸变部位所在区域的实现方式进行说明。
141.本发明的一个实施例中，在获得对象体的三维骨骼透视图像后，可以在三维骨骼透视图像中识别预设关节部位的部位关键点，并对所获得三维骨骼透视图像的数据进行三维图像数据渲染，得到对象体的对象模型，根据三维骨骼透视图像与对象模型之间的映射关系，确定对象模型中与部位关键点对应的映射点，然后基于映射点的位置信息，确定对象
体的畸变部位，从而在三维骨骼透视图像中确定出畸变部位所在区域。
142.上述预设关节部位可以是髋关节、膝关节或者踝关节等。
143.在三维骨骼透视图像中识别部位关键点的方式与上述步骤s102中提及的识别候选关键点的方式相类似，这里不再赘述。
144.由于对象体预设关节部位的部位关键点可以是预设关节部位所包含的骨骼中的点，因此对象体的骨骼可以以该骨骼中的部位关键点表示，对象体骨骼的形状特征可以以该骨骼中的多个部位关键点之间的相对位置关系表示，上述映射点与上述部位关键点一一对应，因此，在上述对象模型中，对象体的骨骼可以以该骨骼中的映射点表示，对象体骨骼的形状特征可以以该骨骼中的多个映射点之间的相对位置关系表示。因此，可以通过确定不同映射点之间的相对位置，并基于不同映射点之间的相对位置获得特定参数，例如，上述特定参数可以是不同映射点之间的距离，或者利用不同映射点获得的角度，判断上述特定参数的参数值是否在预设的参数值范围内，从而确定映射点对应的骨骼是否发生畸变，进而确定对象体的畸变部位。若上述特定参数的参数值不在预设的参数值范围内，则确定映射点对应的骨骼发生畸变。
145.对象体的畸变部位可能是胫骨，也可能是股骨。因此可以通过对象模型中胫骨的映射点之间的相对位置关系来确定对象体的畸变部位是否为胫骨，也可以通过股骨的映射点之间的相对位置关系来确定对象体的畸变部位是否为股骨。
146.在确定对象体的畸变部位后，可以在三维骨骼透视图像中确定与所确定畸变部位对应的区域为畸变部位所在区域。
147.下面对基于畸变部位的三维模型，计算得到截骨线信息、矫正角度的实现方式进行说明。
148.本发明的一个实施例中，可以采用上述实施例中提及的方式确定畸变部位的三维模型中畸变骨骼上的映射点，并预设手术后上述三维模型中畸变骨骼上映射点的位置，根据术前映射点的位置信息以及术后映射点的位置信息，确定上述截骨线信息、矫正角度。
149.除此之外，本发明的另一个实施例中，还可以基于上述对象模型，在畸变部位为股骨的情况下，通过以下步骤一至步骤五确定截骨线信息、矫正角度。
150.步骤一：在上述对象模型中获得对应对象体的股骨头中心的第一映射点、对应对象体的下肢中点的第二映射点、对应对象体的踝关节中心的第三映射点、对应对象体的合页位置的第四映射点以及对应对象体的股骨中第一预设位置的第五映射点。
151.上述第一预设位置可以是股骨中距离股骨内侧平台30mm的位置。
152.步骤二：确定第二映射点和第三映射点所在的第一直线，并确定第一映射点和第四映射点为端点的第一线段。
153.步骤三：确定与第一线段等长度的第二线段，其中，第二线段的一个端点为第四映射点，另一端点位于第一直线上，第二线段相比于第一线段靠近对象体的大腿内侧。
154.步骤四：将第一线段和第二线段所形成的夹角的角度确定为矫正角度。
155.步骤五：确定第四映射点和第五映射点所在直线的位置为截骨线位置，根据第四映射点和第五映射点之间的距离和预设比例，确定对畸变骨骼进行矫正的截骨线长度，其中，上述预设比例标识：三维模型中的单位长度与实际场景中的单位长度之间的比例。
156.在畸变部位为胫骨的情况下，可以通过以下步骤六至步骤十确定截骨线信息、矫
正角度。
157.步骤六：在上述对象模型中获得上述第一映射点、对应对象体的膝关节中心的第六映射点、上述第三映射点、对应对象体的胫骨中第二预设位置的第七映射点以及对象对象体的胫骨中第三预设位置的第八映射点。
158.上述第二预设位置可以是距离胫骨外侧平台10mm至15mm的位置范围内的任一位置。
159.上述第三预设位置可以是距离胫骨内侧平台30mm的位置。
160.步骤七：确定第一映射点和第六映射点所在的第二直线，并确定以第三映射点和第七映射点为端点的第三线段。
161.步骤八：确定与第三线段等长度的第四线段，其中，第四线段的一个端点为第七映射点，另一端点位于第二直线上，第四线段相比于第三线段靠近对象体的小腿外侧。
162.步骤九：将第三线段和第四线段所形成夹角的角度确定为矫正角度。
163.步骤十：确定第七映射点和第八映射点所在直线的位置为截骨线位置，根据第七映射点和第八映射点之间的距离和上述预设比例，确定对畸变骨骼进行矫正的截骨线长度。
164.在调整三维模型中畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型时，除了应用上述图1a所示实施例中步骤s103提供的方式外，还可以通过以下图2a所示实施例中步骤s103a-s103b调整三维模型中畸变骨骼的数据。
165.本发明的一个实施例中，参见图2a，提供了第二种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，截骨线信息包括截骨线的位置以及截骨线的长度，上述步骤s103可以通过以下步骤s103a-s103b实现。
166.步骤s103a：根据截骨线的位置，在三维模型中确定截骨线所在的截骨平面。
167.具体的，医生在进行截骨操作时，通常是从畸变骨骼的侧面进行切锯的，因此，在获得上述截骨线的位置后，可以根据截骨线的位置确定另一截骨直线，该截骨直线可以是与截骨线相交，且与上述对象体的身体朝向相平行的直线。在确定上述截骨直线后，确定截骨线以及该截骨直线所在的平面为上述截骨平面。
168.步骤s103b：基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度，调整三维模型中畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型。
169.参见图2b，图2b为第二种畸变部位的三维模型的结构示意图，图2b中，菱形区域所在平面为截骨平面。该截骨平面将三维模型中的畸变骨骼分为上下两个区域，调整三维模型中畸变骨骼的数据存在以下三种情况。
170.第一种情况下，可以基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度，仅调整三维模型中位于截骨平面下方的骨骼区域的数据。
171.第二种情况下，可以基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度，仅调整三维模型中位于截骨平面上方的骨骼区域的数据。
172.第三种情况下，还可以基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度，分别对三维模型中位于截骨平面上、下方两块骨骼区域的数据进行调整。
173.调整三维模型中的数据可以基于现有技术实现，这里不再详述。
174.由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在调整三维模
型中畸变骨骼的数据时，首先基于截骨线的位置，在三维模型中确定了截骨平面，然后基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度对畸变骨骼的数据进行调整，由于在手术过程中医生会对畸变骨骼进行切锯，形成切锯后的平面，上述截骨平面可以理解为在三维模型中的切锯平面，因此，在确定上述截骨平面后，基于截骨平面的位置、截骨线长度、矫正角度，能够较为准确的对三维模型中畸变骨骼的数据进行调整，从而能够提高所生成手术参考方案的准确性。
175.下面对上述步骤s104中基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置的实现方式进行说明。
176.本发明的一个实施例中，参见图3a，提供了第三种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，上述步骤s104可以通过以下步骤s104a-s104c实现。
177.步骤s104a：基于目标位置以及预设的位置转换关系，在三维模型中确定与标定点对应的对应点。
178.由于在畸变骨骼上安装钢板时，钢板会与畸变骨骼贴合，因此，畸变骨骼上存在与上述标定点贴合的对应点。在调整上述三维模型中畸变骨骼的数据后，可以获得畸变骨骼上关键点在调整后的三维模型中的位置，基于所获得的关键点的位置以及上述位置转换关系，确定上述对应点的位置，该对应点的位置即为安装钢板时标定点的安装位置。
179.参见图3b，图3b为第三种畸变部位的三维模型的结构示意图，从图3b中可以看出，钢板安装在畸变骨骼上时，钢板与畸变骨骼贴合，钢板上标定点与畸变骨骼上对应点贴合，位置相同。
180.例如，上述三维模型中的位置可以以三维坐标的形式表示，上述位置转换关系可以表示为关键点的坐标与安装钢板时标定点的安装坐标之间的关系，该关系也可以以三维坐标的形式表示，若上述关键点的坐标为(x1，y1，z1)，上述位置转换关系表示为(x2，y2，z2)，则基于关键点的坐标以及位置转换关系，可以计算得到上述标定点的安装坐标为(x1-x2，y1-y2，z1-z2)，即上述对应点的坐标为(x1-x2，y1-y2，z1-z2)。
181.步骤s104b：根据对应点的位置以及标定点的位置，对三维模型和钢板的三维钢板模型进行模型配准，得到三维模型中与钢板模型相匹配的匹配区域。
182.具体的，可以预先获得钢板的三维钢板模型，并获得钢板模型中标定点的位置，根据对应点在三维模型中的位置以及标定点在钢板模型中的位置，对三维模型和钢板模型进行模型配准，得到三维模型中的匹配区域。
183.本发明的一个实施例中，对三维模型和钢板模型进行模型配准可以通过以下三种实现方式中任一种实现。
184.第一种实现方式中，可以计算出将标定点在钢板模型中的位置转换为对应点在三维模型中的位置的位置转换信息，基于该位置转换信息，对钢板模型进行调整，获得调整后的钢板模型与三维模型重合的区域，并将该区域作为上述匹配区域。
185.第二种实现方式中，还可以应用后续图4所示实施例中步骤s104b1-s104b8实现模型配准，这里暂不详述。
186.第三种实现方式中，还可以应用现有的模型配准技术对三维模型和钢板模型进行模型配准，这里不再详述。
187.步骤s104c：基于匹配区域的位置，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置。
188.得到匹配区域的位置后，可以确定匹配区域与三维模型中畸变骨骼之间的相对位置关系，基于该相对位置关系，可以确定在畸变骨骼上安装钢板的位置。
189.由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在三维模型中确定了与标定点对应的对应点，该对应点在三维模型的位置可以理解为安装钢板时标定点的安装位置，这样根据对应点的位置和标定点的位置，对三维模型和钢板模型进行模型配准，能够准确得到三维模型中与钢板模型相匹配的匹配区域，从而基于匹配区域的位置，能够准确确定畸变骨骼上安装钢板的位置。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
190.在确定上述对应点之后，除了可以采用模型配准的方式得到上述匹配区域外，还可以采用以下方式得到上述匹配区域。
191.本发明的一个实施例中，上述标定点与钢板之间的相对位置关系可以看做是标定点与钢板边界之间的点-边界位置关系，因此，可以基于匹配点的位置、该点-边界位置关系，在三维模型中确定与钢板边界对应的曲线，并且由于钢板边界为闭合的，因此该曲线也是闭合曲线，这样可以确定由该闭合曲线围成的区域为钢板的安装区域。
192.在对三维模型和钢板模型进行模型配准时，除了可以采用上述实施例中提供的方式外，还可以应用以下图4所示实施例中步骤s104b1-s104b8实现上述步骤s104b。
193.本发明的一个实施例中，参见图4，提供了第四种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，可以通过以下步骤s104b1-s104b8实现上述步骤s104b。
194.步骤s104b1：获得钢板模型中的多个第一配准点。
195.第一种实现方式中，可以按照预设的选择方式，在钢板模型中选择第一配准点。
196.例如，上述选择方式可以是每间隔一定长度选择一个模型中的点作为第一配准点。
197.第二种实现方式中，还可以依据钢板模型中标定点的位置选择第一配准点。
198.例如，可以选择距离标定点预设长度的多个点作为第一配准点。
199.第三种实现方式中，还可以在钢板模型中任意选择多个点作为第一配准点。
200.另外，上述第一配准点可以包括上述标定点，也可以不包括上述标定点。
201.步骤s104b2：获得三维模型中畸变骨骼上与各个第一配准点相对应的第二配准点。
202.其中，各个第二配准点是基于对应点的位置以及相对位置关系确定的，相对位置关系为标定点的位置与各个第一配准点的位置之间的位置关系。
203.具体的，钢板模型中包括标定点与各第一配准点，标定点的位置与各个第一配准点之间存在相对位置关系。三维模型中包括与上述标定点对应的对应点，基于对应点的位置以及上述相对位置关系，可以确定与第一配准点相对应的第二配准点。
204.例如，三维模型和钢板模型中的位置可以以三维坐标的形式表示，若在钢板模型中存在标定点a，第一配准点a以及第一配准点b，标定点a的坐标为(1,2,3)，第一配准点a的坐标为(1,2,4)，第一配准点b的坐标为(2,2,3)，则可以获得标定点a与第一配准点a之间的相对位置关系a，以及，标定点a与第一配准点b之间的相对位置关系b，此时，若三维模型中对应点的坐标为(2,3,4)，则基于对应点的坐标以及相对位置关系a，可以在三维模型中确定第一个第二配准点的坐标为(2,3,5)，该第二配准点与第一配准点a相对应；基于对应点
的坐标以及相对位置关系b，可以确定第二个第二配准点的坐标为(3,3,4)，该第二配准点与第一配准点b相对应。
205.另外，在获得上述第二配准点时，还可以将用户依据上述对应点的位置指定的点作为第二配准点。
206.步骤s104b3：根据各个第一配准点的位置和各个第二配准点的位置，计算对钢板模型进行调整的调整信息。
207.根据各个第一配准点的位置和各个第二配准点的位置计算上述调整信息可以利用现有技术实现，这里不再详述。
208.例如，可以利用现有的icp(iterative closest point，迭代最近点)算法计算上述调整信息，这种情况下，计算得到的调整信息包括旋转矩阵和平移矩阵这两种矩阵。
209.步骤s104b4：基于所得调整信息，对钢板模型进行调整。
210.例如，在上述调整信息包括旋转矩阵和平移矩阵的情况下，基于调整信息，对钢板模型进行调整，可以理解为基于旋转矩阵和平移矩阵，对钢板模型进行旋转、平移变换。
211.步骤s104b5：根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算各个第一配准点与相对应第二配准点之间的平均距离。
212.一种实现方式中，上述第一配准点和第二配准点一一对应，可以分别计算每一第一配准点和与其对应的第二配准点之间的距离，然后计算各个距离的平均值，将该平均值作为上述平均距离。
213.另一种实现方式中，可以利用以下表达式计算上述平均距离d：
[0214][0215]
其中，n表示第一配准点的数量，pi表示第i个第一配准点，qi表示第i个第二配准点。
[0216]
步骤s104b6：判断平均距离是否大于等于预设距离阈值，若为是，则执行步骤s104b7，若为否，则执行步骤s104b8。
[0217]
其中，上述预设距离阈值可以是人为设置的阈值。
[0218]
具体的，若上述平均距离大于或等于预设距离阈值，则说明对三维模型与钢板模型进行模型配准的效果较差，三维模型中畸变骨骼与钢板模型中的钢板并未贴合，此时执行步骤s104b7；若上述平均距离小于预设距离阈值，则说明对三维模型与钢板模型进行模型配准的效果较好，三维模型中畸变骨骼与钢板模型中的钢板已贴合，此时执行步骤s104b8。
[0219]
步骤s104b7：基于平均距离，对各个第二配准点的位置进行修正，并返回计算对钢板模型进行调整的调整信息的步骤。
[0220]
具体的，上述第二配准点所在位置可以看做是在三维模型中，与其所对应的第一配准点的安装位置，若上述平均距离大于或等于预设距离阈值，则说明当前第二配准点的位置与期望的第一配准点在三维模型中的安装位置之间存在偏差，此时，需要对第二配准点进行修正，以消除该偏差。
[0221]
在对第二配准点的位置进行修正时，可以预先设置修正方向，然后根据上述平均
距离确定对第二配准点进行修正的修正量，从而基于上述修正方向、修正量，对各个第二配准点的位置进行修正。
[0222]
另外，针对每一第二配准点，可以设置该第二配准点的修正方向，不同第二配准点的修正方向可以相同，也可以不同。
[0223]
例如，上述修正方向可以是从第二配准点指向对应点的方向。
[0224]
在对各个第二配准点的位置进行修正后，可以返回上述步骤s104b3，根据各个第一配准点的位置和修正后的各个第二配准点的位置，计算对钢板模型进行调整的调整信息。
[0225]
步骤s104b8：确定三维模型中与调整后的钢板模型重合的区域为匹配区域。
[0226]
具体的，上述三维模型与钢板模型重合的区域可以理解为两个模型中位置信息相同的区域，因此，可以通过比较三维模型和钢板模型，在三维模型中确定与钢板模型中的位置信息相同的区域，从而确定该区域为上述匹配区域。
[0227]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在对三维模型和钢板模型进行模型配准的过程中，获得钢板模型上的多个第一配准点以及三维模型上的多个第二配准点，根据各个第一配准点、第二配准点的位置计算调整信息，基于调整信息对钢板模型进行调整，根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算上述平均距离，若平均距离大于等于预设距离阈值，则基于平均距离修正各个第二配准点，并返回计算调整信息的步骤，直至平均距离小于预设距离阈值。平均距离小于预设距离阈值可以认为三维模型中畸变骨骼与钢板模型中的钢板已贴合，与实际手术过程相符，此时，可以准确确定三维模型中与调整后钢板模型重合的区域为匹配区域，进而能够基于匹配区域的位置，准确确定在畸变骨骼上安装钢板的位置。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
[0228]
另外，本方案中迭代结束条件为上述平均距离小于预设距离阈值，除此之外，还可以统计本方案中进行迭代的迭代次数，将迭代次数大于预设的次数阈值作为另一迭代结束条件，在满足这两种迭代结束条件中任一种的情况下，可以认为迭代结束，将三维模型中与调整后的钢板模型重合的区域确定为匹配区域。
[0229]
本发明的一个实施例中，参见图5a，提供了第五种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，在确定在畸变骨骼上安装钢板的位置之后，上述方法方法还包括以下步骤s106-s107，上述步骤s105可以通过以下步骤s105a实现。
[0230]
步骤s106：基于所确定的钢板位置以及钢板固定孔在钢板上的位置，确定畸变骨骼上的各进钉点。
[0231]
具体的，所确定的钢板位置可以理解为安装钢板的安装区域，该区域的形状与钢板的形状相同。钢板固定孔在钢板上的位置可以预先获得，基于钢板固定孔在钢板上的位置，可以确定钢板固定孔与整个钢板之间的相对位置关系，然后根据该相对位置关系，可以在上述安装区域中确定进钉点。
[0232]
例如，若钢板固定孔位于钢板的几何中心位置处，则在所确定的钢板位置中，该钢板位置中的几何中心处即为进钉点。
[0233]
另外，钢板固定孔的数量通常为多个，针对每一钢板固定孔，可以基于该钢板固定孔在钢板上的位置，可以确定该钢板固定孔与整个钢板之间的相对位置关系，然后根据该
相对位置关系，可以在上述安装区域中确定该钢板固定孔对应的进钉点。
[0234]
步骤s107：针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0235]
其中，置钉直线经过该进钉点，且与进钉方向平行。
[0236]
上述置钉直线为在上述进钉点处进行置钉的置钉路线所在的直线。
[0237]
具体的，针对每一进钉点，可以首先确定该进钉点上的进钉方向，根据所确定的进钉方向以及该进钉点的位置，确定经过该进钉点的置钉直线，然后在三维模型中，确定该置钉直线与畸变骨骼外表面相交的两个交点，获得这两个交点的位置，基于所获得的两个交点的位置计算这两个交点之间的距离，最后基于计算得到的距离确定该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0238]
参见图5b，图5b为第四种畸变部位的三维模型的结构示意图，从图5b中可以看出，畸变骨骼上存在多个进钉点，每一进钉点处置入了一颗螺钉，每一进钉点处螺钉所在直线即为该进钉点对应的置钉直线，不同置钉直线可以平行，可以不平行，即不同进钉点上的进钉方向可以相同，可以不同。
[0239]
本发明的一个实施例中，可以通过以下三种实现方式中任一种确定进钉点上的进钉方向。
[0240]
第一种实现方式中，医生可以根据自身经验，手动确定进钉点上的进钉方向。
[0241]
第二种实现方式中，在钢板安装在畸变骨骼上时，每一进钉点对应一个钢板固定孔，因此，可以将垂直于钢板固定孔所在钢板平面的方向确定为与该钢板固定孔对应的进钉点的进钉方向。
[0242]
第三种实现方式中，可以通过后续图6所示实施例中步骤s107a确定进钉点上的进钉方向，这里暂不详述。
[0243]
在基于计算得到的距离确定该进钉点处进行置钉的进钉深度时，可以直接将计算得到的距离确定为上述进钉深度，还可以通过后续图7所示实施例中步骤s107d确定上述进钉深度，这里暂不详述。
[0244]
在确定各个进钉点处的进钉深度后，可以通过以下步骤s105a实现上述步骤s105。
[0245]
步骤s105a：生成以所确定位置的位置信息、各进钉点的进钉深度作为参考信息的手术参考方案。
[0246]
上述参考信息包括所确定位置的位置信息以及各个进钉点的进钉深度，这样医生在阅览上述手术参考方案时，可以获得上述各进钉点的进钉深度，这样针对每一进钉点，医生可以在手术过程中选择合适长度的螺钉，对该进钉点处进行置钉。
[0247]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，不仅将所确定位置的位置信息作为参考信息，还将各个进钉点上的进钉深度作为参考信息，因此，应用本发明实施例提供的方案能够为医生提供更丰富的参考信息。
[0248]
在确定进钉点上的进钉方向时，除了可以通过上述步骤s107中提供的方式实现之外，还可以通过如下图6所示实施例中步骤s107a-s107b实现。
[0249]
本发明的一个实施例中，参见图6，提供了第六种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，可以通过以下步骤s107a-s107b实现上述步骤s107。
[0250]
步骤s107a：针对每一进钉点，计算该进钉点所在曲面的曲面法向量，基于曲面法向量的方向确定进钉方向。
[0251]
具体的，针对每一进钉点，可以首先基于该进钉点的位置，确定该进钉点所在曲面，计算该进钉点所在曲面的曲面法向量。由于进钉方向通常是指向骨骼内部的，因此，在计算得到该进钉点所在曲面的曲面法向量后，可以确定与该曲面法向量平行、且指向骨骼内部的方向为该进钉点上的进钉方向。
[0252]
计算进钉点所在曲面的曲面法向量可以通过现有的法向量计算技术实现，这里不再详述。
[0253]
步骤s107b：针对每一进针点，确定该进针点对应的置钉直线与畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0254]
本步骤与上述步骤s107中确定进钉深度的方式相类似，这里不再赘述。
[0255]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，通过计算进钉点所在曲面的曲面法向量，基于曲面法向量的方向能够准确确定出进钉点上的进钉方向，这样基于进钉方向能够准确确定对进钉点处进行置钉的进钉深度。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
[0256]
在确定进钉点处的进钉深度时，除了可以通过上述步骤s107中提供的方式实现之外，还可以通过如下图7所示实施例中步骤s107c-s107d实现。
[0257]
本发明的一个实施例中，参见图7，提供了第七种手术参考方案生成方法的流程示意图，本实施例中，可以通过以下步骤s107c-s107d实现上述步骤s107。
[0258]
步骤s107c：针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离。
[0259]
确定上述进钉方向以及上述距离的实现方式可参见上述实施例中的描述，这里不再赘述。
[0260]
步骤s107d：针对每一进钉点，基于该进钉点对应的距离，在预先获得的各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度，作为对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0261]
本发明的一个实施例中，上述预设选择条件为：在小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长。
[0262]
例如，若存在三种螺钉长度，分别为4cm、6cm、8cm，上述距离为7cm，则可以确定小于该距离的螺钉长度为4cm和6cm，进而可以确定对进钉点处进行置钉的进钉深度为6cm。
[0263]
本方案中，将小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长的螺钉长度作为进钉深度，这样在对畸变骨骼上进钉点处进行置钉时，能够尽可能保证置钉牢固可靠，提高手术的可靠性。
[0264]
本发明的另一实施例中，上述预设选择条件为：小于计算得到的距离的多个螺钉长度中任一螺钉长度。
[0265]
上述预设选择条件还可以是：与计算得到的距离最接近的螺钉长度。
[0266]
另外，不同进钉点对应的距离可能不同，因此，根据上述预设选择条件选择的螺钉长度也可能不同，针对每一进钉点，可以依据该进钉点对应的距离以及上述预设选择条件，选择对该进钉点进行置钉的进钉深度。
[0267]
例如，从上述图5b中可以看出，针对每一进钉点，在基于该进钉点对应的距离选择螺钉长度作为该进钉点处的进钉深度时，所选择螺钉长度可以小于该进钉点对应的距离，也可以大于该进钉点对应的距离。
[0268]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，由于手术过程中使用的螺钉通常为固定的长度的多种螺钉中的一种或几种，因此，可以预先获得各螺钉的螺钉长度，从各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度作为对进钉点处进行置钉的进钉深度，这样医生在阅览所生成手术参考方案时，可以直接选择参考信息中包括的螺钉长度的螺钉作为手术方案中的信息。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高医生确定手术方案的效率。
[0269]
与上述手术参考方案生成方法相对应，本发明实施例还提供了一种手术参考方案生成装置。
[0270]
本发明的一个实施例中，参见图8，提供了第一种手术参考方案生成装置的结构示意图，所述装置包括：
[0271]
信息获得模块801，用于获得对象体畸变部位的三维模型，并获得基于所述三维模型得到的、对所述畸变部位的畸变骨骼进行矫正的截骨线信息、矫正角度，其中，所述三维模型通过对所述对象体的三维骨骼透视图像中所述畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到；
[0272]
关键点确定模块802，用于确定所述三维模型中所述畸变骨骼上的关键点；
[0273]
数据调整模块803，用于基于所述截骨线信息、矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型；
[0274]
位置确定模块804，用于基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置，其中，所述目标位置为：所述关键点在调整后的三维模型中的位置，所述位置转换关系为：所述关键点的位置与所述钢板中标定点位置之间的转换关系；
[0275]
方案生成模块805，用于生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案。
[0276]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在获得上述三维模型、截骨线信息、矫正角度后，首先确定三维模型中畸变部位上的关键点，然后对三维模型中畸变骨骼的数据进行调整，得到调整后的三维模型，再基于目标位置以及位置转换关系，确定畸变骨骼上安装钢板的位置。由于位置转换关系为关键点的位置与钢板中标定点的位置之间的转换关系，并且标定点在钢板上的位置通常是已知的，因此，得到调整后的三维模型后，可以依据关键点在调整后的三维模型中的位置以及上述位置转换关系，确定在畸变骨骼上安装钢板的位置，从而生成以所确定位置作为参考信息的手术参考方案，医生可以参考手术参考方案包含的参考信息，从而确定手术方案。因此，应用本发明实施例提供的手术参考方案生成方案，能够为医生提供参考信息。
[0277]
另外，在调整三维模型中畸变骨骼的数据时，是基于截骨线信息、矫正角度进行调整的，因此，调整三维模型中数据的过程可以看做是模拟手术过程中对畸变骨骼进行截骨操作的过程，调整后的三维模型可以看做是对畸变骨骼进行截骨操作后畸变部位的三维模型。由于钢板需要安装在截骨操作后的畸变骨骼上，因此，在确定钢板的安装位置时，基于
关键点在调整后的三维模型上的位置以及位置转换关系进行确定，能够提高所确定位置的准确性，从而为医生提供较为准确的参考信息。
[0278]
本发明的一个实施例中，所述截骨线信息包括截骨线的位置以及所述截骨线的长度；
[0279]
所述数据调整模块803，具体用于：
[0280]
根据所述截骨线的位置，在所述三维模型中确定所述截骨线所在的截骨平面；
[0281]
基于所述截骨平面的位置、所述截骨线的长度、所述矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型。
[0282]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在调整三维模型中畸变骨骼的数据时，首先基于截骨线的位置，在三维模型中确定了截骨平面，然后基于截骨平面的位置、截骨线的长度、矫正角度对畸变骨骼的数据进行调整，由于在手术过程中医生会对畸变骨骼进行切锯，形成切锯后的平面，上述截骨平面可以理解为在三维模型中的切锯平面，因此，在确定上述截骨平面后，基于截骨平面的位置、截骨线长度、矫正角度，能够较为准确的对三维模型中畸变骨骼的数据进行调整，从而能够提高所生成手术参考方案的准确性。
[0283]
本发明的一个实施例中，参见图9，提供了第二种手术参考方案生成装置的结构示意图，本实施例中，所述位置确定模块804，包括：
[0284]
对应点确定子模块804a，用于基于目标位置以及预设的位置转换关系，在所述三维模型中确定与所述标定点对应的对应点；
[0285]
模型配准子模块804b，用于根据所述对应点的位置以及所述标定点的位置，对所述三维模型和所述钢板的三维钢板模型进行模型配准，得到所述三维模型中与所述钢板模型相匹配的匹配区域；
[0286]
位置确定子模块804c，用于基于所述匹配区域的位置，确定在所述畸变骨骼上安装所述钢板的位置。
[0287]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在三维模型中确定了与标定点对应的对应点，该对应点在三维模型的位置可以理解为安装钢板时标定点的安装位置，这样根据对应点的位置和标定点的位置，对三维模型和钢板模型进行模型配准，能够准确得到三维模型中与钢板模型相匹配的匹配区域，从而基于匹配区域的位置，能够准确确定畸变骨骼上安装钢板的位置。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
[0288]
本发明的一个实施例中，所述模型配准子模块804b，具体用于：
[0289]
获得所述钢板的三维钢板模型中的多个第一配准点；
[0290]
获得所述三维模型中所述畸变骨骼上与各个第一配准点相对应的第二配准点，其中，各个第二配准点是基于所述对应点的位置以及相对位置关系确定的，所述相对位置关系为所述标定点的位置与各个第一配准点的位置之间的位置关系；
[0291]
根据各个第一配准点的位置和各个第二配准点的位置，计算对所述钢板模型进行调整的调整信息；
[0292]
基于所得调整信息，对所述钢板模型进行调整；
[0293]
根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算各个第一配准点与相对应第二配准点之间的平均距离；
[0294]
若所述平均距离大于等于预设距离阈值，则基于所述平均距离，对各个第二配准点的位置进行修正，并返回所述计算对所述钢板模型进行调整的调整信息的步骤；
[0295]
若所述平均距离小于所述预设距离阈值，则确定所述三维模型中与调整后的钢板模型重合的区域为匹配区域。
[0296]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，在对三维模型和钢板模型进行模型配准的过程中，获得钢板模型上的多个第一配准点以及三维模型上的多个第二配准点，根据各个第一配准点、第二配准点的位置计算调整信息，基于调整信息对钢板模型进行调整，根据各个第一配准点在调整后的钢板模型中的位置和各个第二配准点的位置，计算上述平均距离，若平均距离大于等于预设距离阈值，则基于平均距离修正各个第二配准点，并返回计算调整信息的步骤，直至平均距离小于预设距离阈值。平均距离小于预设距离阈值可以认为三维模型中畸变骨骼与钢板模型中的钢板已贴合，与实际手术过程相符，此时，可以准确确定三维模型中与调整后钢板模型重合的区域为匹配区域，进而能够基于匹配区域的位置，准确确定在畸变骨骼上安装钢板的位置。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
[0297]
本发明的一个实施例中，参见图10，提供了第三种手术参考方案生成装置的结构示意图，本实施例中，所述装置还包括：
[0298]
进钉点确定模块806，用于在确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置之后，基于所确定的钢板位置以及钢板固定孔在所述钢板上的位置，确定所述畸变骨骼上的各进钉点；
[0299]
深度确定模块807，用于针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度，其中，所述置钉直线经过该进钉点，且与所述进钉方向平行；
[0300]
所述方案生成模块805，具体用于：
[0301]
生成以所确定位置的位置信息、各进钉点的进钉深度作为参考信息的手术参考方案。
[0302]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，不仅将所确定位置的位置信息作为参考信息，还将各个进钉点上的进钉深度作为参考信息，因此，应用本发明实施例提供的方案能够为医生提供更丰富的参考信息。
[0303]
本发明的一个实施例中，所述深度确定模块807，具体用于：
[0304]
针对每一进钉点，计算该进钉点所在曲面的曲面法向量，基于所述曲面法向量的方向确定进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，并基于该距离确定对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0305]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，通过计算进钉点所在曲面的曲面法向量，基于曲面法向量的方向能够准确确定出进钉点上的进钉方向，这样基于进钉方向能够准确确定对进钉点处进行置钉的进钉深度。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高生成手术参考方案的准确性。
[0306]
本发明的一个实施例中，所述深度确定模块807，具体用于：
[0307]
针对每一进钉点，确定该进钉点上的进钉方向，并确定置钉直线与所述畸变骨骼外表面相交的两个交点，计算该两个交点之间的距离，基于该距离，在预先获得的各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度，作为对该进钉点处进行置钉的进钉深度。
[0308]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，由于手术过程中使用的螺钉通常为固定的长度的多种螺钉中的一种或几种，因此，可以预先获得各螺钉的螺钉长度，从各螺钉长度中选择满足预设选择条件的螺钉长度作为对进钉点处进行置钉的进钉深度，这样医生在阅览所生成手术参考方案时，可以直接选择参考信息中包括的螺钉长度的螺钉作为手术方案中的信息。因此，应用本发明实施例提供的方案，能够提高医生确定手术方案的效率。
[0309]
本发明的一个实施例中，所述预设选择条件为：在小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长。
[0310]
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案生成手术参考方案时，小于计算得到的距离的多个螺钉长度中长度最长的螺钉长度作为进钉深度，这样在对畸变骨骼上进钉点处进行置钉时，能够尽可能保证置钉牢固可靠，提高手术的可靠性。
[0311]
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图11所示，包括处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信，
[0312]
存储器1103，用于存放计算机程序；
[0313]
处理器1101，用于执行存储器1103上所存放的程序时，实现如下步骤：
[0314]
获得对象体畸变部位的三维模型，并获得基于所述三维模型得到的、对所述畸变部位的畸变骨骼进行矫正的截骨线信息、矫正角度，其中，所述三维模型通过对所述对象体的三维骨骼透视图像中所述畸变部位的数据进行三维图像数据渲染得到；
[0315]
确定所述三维模型中所述畸变骨骼上的关键点；
[0316]
基于所述截骨线信息、矫正角度，调整所述三维模型中所述畸变骨骼的数据，得到调整后的三维模型，作为对所述畸变骨骼进行截骨操作后所述畸变部位的三维模型；
[0317]
基于目标位置以及预设的位置转换关系，确定在所述畸变骨骼上安装钢板的位置，其中，所述目标位置为：所述关键点在调整后的三维模型中的位置，所述位置转换关系为：所述关键点的位置与所述钢板中标定点位置之间的转换关系；
[0318]
生成以所确定位置的位置信息作为参考信息的手术参考方案。
[0319]
除此之外，上述电子设备还可以实现如前方法实施例部分所述的其他手术参考方案生成方法，这里不再详述。
[0320]
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0321]
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
[0322]
存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
[0323]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0324]
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一手术参考方案生成方法的步骤。
[0325]
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一手术参考方案生成方法。
[0326]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0327]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0328]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0329]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。