导向通道的姿态显示方法、装置和系统、可读存储介质与流程

本申请涉及医疗技术领域，尤其涉及一种导向通道的姿态显示方法、装置和系统、可读存储介质。

背景技术：

当前，在通过钢针对患肢进行固定时，钢针通常需要插入患肢内部，而对于患者而言，钢针的插入过程不可见，从而极易导致患者由于无法及时了解当前状态而焦虑、担忧，甚至产生不可抗的肢体运动，加大对患肢进行固定的难度，同时也不利于患者健康。

技术实现要素：

本申请提供一种导向通道的姿态显示方法、装置和系统、可读存储介质，以解决相关技术中的不足。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种导向通道的姿态显示方法，包括：

根据所述导向通道与患肢的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系；

获取所述导向通道的姿态变化数据；

基于所述姿态变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态，使得所述虚拟导向通道和所述三维患肢图像的相对位置关系、与所述导向通道和所述患肢的相对位置关系匹配。

可选的，所述根据所述导向通道与患肢的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系；包括：

根据所述导向通道在参考坐标系下的坐标信息、所述参考坐标系与绝对坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述导向通道在所述绝对坐标系下的坐标信息；

根据所述导向通道在所述绝对坐标系下的坐标信息、所述三维患肢图像在所述绝对坐标系下的坐标信息，确定所述三维患肢图像与所述虚拟导向通道的初始位置关系。

可选的，所述第一转换矩阵采用下述方式获得：

基于所述导向通道上定位标记在预设投影平面内的坐标信息、所述坐标信息对应的图像坐标系与所述绝对坐标系之间的转换关系，确定所述绝对坐标系下所述定位标记的标准二维坐标；

获取所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标；

建立所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标、待匹配二维坐标和第二转换矩阵之间的函数关系，所述第二转换矩阵用于表示所述参考坐标系与所述绝对坐标系之间的转换关系；

调整所述第二转换矩阵所包含的元素，并基于所述函数关系计算对应的待匹配二维坐标，直至所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配；

根据匹配于所述标准二维坐标的待匹配二维坐标对应的元素确定所述第一转换矩阵。

可选的，当所述待匹配二维坐标与标准二维坐标之间的二范数不大于预设阈值时，确定为所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配。

可选的，所述导向通道与所述患肢内的预设靶点保持接触状态；包括：

获取所述导向通道相对于所述参考坐标系的每一坐标轴的角度变化数据。

可选的，所述基于所述姿态变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态，包括：

根据所述角度变化数据、所述导向通道在所述参考坐标系下的初始位置信息，获取调整后的所述导向通道在所述参考坐标系下的坐标信息；

根据调整后的所述导向通道在参考坐标系下的坐标信息、所述参考坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，确定调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息；

根据所述调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息，调整所述虚拟导向通道的姿态。

可选的，所述定位标记的数量不少于四个，且所述定位标记中存在至少一个标记点与其他定位标记异面。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种导向通道的姿态显示装置，包括：

确定模块，根据所述导向通道与患肢的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系；

获取模块，获取所述导向通道的姿态变化数据；

调整模块，基于所述姿态变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态，使得所述虚拟导向通道和所述三维患肢图像的相对位置关系、与所述导向通道和所述患肢的相对位置关系匹配。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述方法的步骤。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种导向通道的姿态显示系统，包括：

导向通道；

与所述导向通道通信连接的展示装置，所述展示装置包括：

显示屏幕，所述显示屏幕用于示出虚拟导向通道和三维患肢图像；

导向通道；

与所述导向通道通信连接的展示装置，所述展示装置包括：

显示屏幕，所述显示屏幕用于示出虚拟导向通道和三维患肢图像；

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为用于实现如上述实施例中任一项所述方法的步骤。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请可以根据确定出的虚拟导向通道与三维患肢图像之间的初始位置关系、以及导向通道相对于患肢的姿态变化数据，调整虚拟导向通道相对于三维患肢图像的姿态，从而可以通过虚拟导向通道将导向通道的实时姿态在显示器上进行显示，便于患者及时了解医疗进度，有利于缓解患者情绪。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的姿态显示方法流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的姿态显示方法流程图。

图3a是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的结构简图。

图3b是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的结构简图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种导向通道与患肢的姿态示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的结构框图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的姿态显示系统框图。

图7是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的姿态显示系统示意图。

图8是根据一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的姿态显示装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的姿态显示方法流程图。如图1所示，该姿态显示方法可以包括：

在步骤101中，根据所述导向通道与患肢的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系。

在本实施例中，该导向通道可以为植入患肢体内的植入体进行导向，例如，当导向通道相对于患肢内骨骼表面预设靶点的角度确定时，通过该导向通道植入骨骼内部的植入体的轨迹就得以确定。假定医生将导向通道以任一角度植入患肢内，并与预设靶点接触时，可以根据导向通道与患肢之间的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道之间的初始位置关系，后续可以基于该初始位置关系针对虚拟导向通道进行姿态调整。

其中，可以根据导向通道在参考坐标系下的坐标信息、参考坐标系与绝对坐标系之间的第一转换矩阵，确定该导向通道在绝对坐标系下的坐标信息；其中，该导向通道在绝对坐标系下的坐标信息，即虚拟导向通道在绝对坐标系下的坐标系。因此，可以根据该导向通道在绝对坐标系下的坐标信息，三维患肢图像在绝对坐标系下的坐标信息，确定三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系。

该参考坐标系是基于导向通道而进行建立，即基于该参考坐标系，导向通道上各个位置的坐标信息均为已知；该绝对坐标系是基于三维患肢图像而建立，即基于该绝对坐标系，三维患肢图像的各个位置的坐标信息均为已知。因此，当绝对坐标系与参考坐标系之间的转换关系确定时，即可以确定出导向通道在绝对坐标系中的坐标信息，进一步可以确定出虚拟导向通道与三维患肢图像之间的初始位置关系。

具体而言，可以基于导向通道上定位标记在预设投影平面内的坐标信息、该坐标信息对应的图像坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，确定绝对坐标系下该定位标记的标准二维坐标；获取所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标；建立所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标、待匹配二维坐标和第二转换矩阵之间的函数关系，所述第二转换矩阵用于表示所述参考坐标系与所述绝对坐标系之间的转换关系；调整所述第二转换矩阵所包含的元素，并基于所述函数关系计算对应的待匹配二维坐标，直至所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配；根据匹配于所述标准二维坐标的待匹配二维坐标对应的元素确定所述第一转换矩阵。

进一步地，当所述待匹配二维坐标与标准二维坐标之间的二范数不大于预设阈值时，确定为所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配。

在步骤102中，获取所述导向通道的姿态变化数据。

在本实施例中，当调整导向通道的姿态时，可以始终保持导向通道与患肢内骨骼表面上的预设靶点进行接触，从而基于角度传感器获取到的导向通道相对于参考坐标系的每一坐标轴的角度变化数据，即可获取调整后的导向通道的姿态。

在步骤103中，基于所述姿态变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态，使得所述虚拟导向通道和所述三维患肢图像的相对位置关系、与所述导向通道和所述患肢的相对位置关系匹配。

在本实施例中，该姿态变化数据可以包括导向通道相对于参考坐标系的每一坐标轴的角度变化数据。根据该角度变化数据、导向通道与患肢之间的初始位置关系，获取调整后的导向通道在参考坐标系下的坐标信息；根据调整后的导向通道在参考坐标系下的坐标信息、参考坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，可以确定调整后的导向通道在在绝对坐标系中的坐标信息，从而可以根据调整后导向通道在绝对坐标系下的坐标信息，调整虚拟导向通道的姿态，使得导向通道和患肢之间的相对位置关系、与虚拟导向通道与三位患肢图像之间的相对位置关系匹配；即，根据显示于显示器上虚拟导向通道与三维患肢图像之间的相对位置关系，可以了解导向通道与患肢之间的相对位置关系。

由上述实施例可知，本申请可以根据确定出的虚拟导向通道与三维患肢图像之间的初始位置关系、以及导向通道相对于患肢的姿态变化数据，调整虚拟导向通道相对与三维患肢图像的姿态，从而可以通过虚拟导向通道将导向通道的实时姿态在显示器上进行显示，便于患者及时了解医疗进度，有利于缓解患者情绪。

为便于对本申请技术方案进行详细阐述，下述将结合具体操作流程就行详细说明。图2是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的姿态显示方法流程图，如图2所示，该方法可以包括：

在步骤201中，获取预设投影平面内导向通道与患肢的投影图像。

在本实施例中，在获取预设投影平面内的投影图像之前，可以先将导向通道插入患肢内，并且，导向通道的末端与位于骨骼表面的预设靶点进行接触。其中，该预设靶点可以由医护人员进行确定，由导向通道进行定位的植入体可以从该预设靶点穿入骨骼中，以对骨骼进行定位。

如图3a所示，该导向通道可以包括支架1，该支架1可以包括中空通道11，该中空通道11的一端可以用于供植入体穿入、相对的另一端可以用于供植入体穿出。

其中，如图3b所示，该导向通道还可以包括锁定装置3，植入体与支架1之间通过该锁定装置3进行可拆卸连接。例如，该锁定装置3可以包括螺母，当螺母旋转拧紧时，可以对植入体进行固定。进一步地，在中空通道11的内壁上对应于锁定装置3的位置可以设置弹性件，当锁紧锁定装置3时，弹性件发生变形并产生作用于植入体的作用力，以通过该作用力抵紧植入体，并且缓解对植入体的磨损。

其中，导向通道与患肢在预设平面内的投影图像可以通过医学投影设备获得。例如，如图4所示，c臂机100可以发射朝向预设投影方向的投影光线p，以获得患肢与导向通道在垂直于预设投影方向的预设投影平面内的二维图像。

在步骤202中，获取导向通道上定位标记在图像坐标系中的二维坐标t_2d。

在本实施例中，该定位标记位于导向通道上，且该定位标记与支架1之间的相对位置关系固定，其中，该定位标记的数量不少于四个，且该至少四个定位标记中至少存在一个定位标记与其他定位标记异面，从而保证后续每一第二转换矩阵对应可以计算出一个待匹配二维坐标。针对该第二转换矩阵以及待匹配二维坐标，后续将进行详细说明。

举例而言，导向通道可以包括至少四个定位球2，如图3a和3b所示，包括定位球21、22、23、24，每一定位球2的球心可以对应为一个定位标记。每一定位球位于导向通道的定位座内，其中，定位球23的球心与定位球24的球心异面，定位球21与定位球22的球心共面，定位球21与定位球22的球心与定位球23的球心异面，定位球21与定位球22的球心与定位球24的球心异面。

其中，如图4所示，可以是电子设备获得c臂机100朝预设投影方向的投影图像，并进一步获得该投影图像中定位标记的二维坐标t_2d；或者也可以是c臂机100获得投影图像中定位标记的二维坐标t_2d。后发送至电子设备，本申请并不对此进行限制。

在步骤203中，基于图像坐标系与绝对坐标系xyz之间的坐标转换关系，获取绝对坐标系xyz中的预设定位标记的标准二维坐标j_2d。

在本实施例中，可以基于投影方向p、c臂机100的坐标系确定出图像坐标系与绝对坐标系之间的转换关系。假定图像坐标系与绝对坐标系之间的转换关系可以用矩阵t1表示。那么，t1、t_2d、j_2d之间的函数关系可以表示为：

j_2d＝f1(t1，t_2d)；

其中，j_2d：标准二维坐标；t1：图像坐标系与绝对坐标系之间的转换关系；t_2d：图像坐标系下的二维坐标。

因此，基于已知的t1和t_2d即可求得对应的j_2d。

在步骤204中，获取参考坐标系xyz下定位标记点的三维坐标c_3d。

在本实施例中，该参考坐标系xyz可以是用户基于导向通道进行建立，且在参考坐标系xyz下，导向通道上各个位置的坐标信息均为已知，从而可以确定出定位标记点在参考坐标系xyz下的三维坐标c_3d。

在步骤205中，建立所述定位标记在参考坐标系下三维坐标、待匹配二维坐标d_2d、第二转换矩阵t2之间的函数关系。

在本实施例中，可以假定待匹配二维坐标d_2d与第二转换矩阵t2之间的函数关系可以表示为：

d_2d＝f2(t2，c_3d)

d_2d：待匹配二维坐标；t2：绝对坐标系与参考坐标系之间的任意一种转换关系；c_3d：参考坐标系下预设标记点的三维坐标信息。

其中，第二转换矩阵t2可以用于表示绝对坐标系与参考坐标系之间的转换关系，而且由于绝对坐标系与参考坐标系两者本身并不会发生形变，所以绝对坐标系与参考坐标系之间为刚性变换。亦即参考坐标系可以认为是绝对坐标经过平移和旋转后获得，所以，第二转换矩阵t3可以包括tx、ty、tz、rx、ry、rz六个元素。其中，tx：相对于绝对坐标系x轴的偏移量；ty：相对于绝对坐标系y轴的偏移量；tz：相对于绝对坐标系z轴的偏移量；rx：相对于绝对坐标系x轴的旋转量；ry：相对于绝对坐标系x轴的旋转量；rz：相对于绝对坐标系x轴的旋转量。

在步骤206中，计算tx＝tx1、ty＝ty1、tz＝tz1、rx＝rx1、ry＝ry1、rz＝rz1时的待匹配二维坐标d1_2d。

在步骤207中，计算待匹配二维坐标与标准二维坐标之间的二范数。

在步骤208中，确定二范数是否不大于预设阈值。

在本实施例中，当二范数不大于预设阈值时，转入步骤210，当二范数大于预设阈值时，转入步骤209。

其中，假定t2中所包含的元素tx＝tx1、ty＝ty1、tz＝tz1、rx＝rx1、ry＝ry1、rz＝rz1时，计算得到待匹配二维坐标d1_2d，进一步可以求得待匹配二维坐标d1_2d与标准二维坐标j_2d之间的二范数e1，若e1大于预设阈值转入步骤209，否则转入步骤210。

其中，该预设阈值可以用于表征绝对坐标系与参考坐标系之间的实际转换关系与理论转换关系之间的误差。例如，该预设阈值可以为0.01或者0.001等，本申请并不对此进行限制。

在步骤209中，调整tx、ty、tz、rx、ry、rz的取值，使得tx＝txn、ty＝tyn、tz＝tzn、rx＝rxn、ry＝ryn、rz＝rzn且n≠1。

例如，假定待匹配二维坐标d1_2d与标准二维坐标j_2d之间的二范数e1大于预设阈值，那么，可以调整tx、ty、tz、rx、ry、rz的取值，例如，假定n＝2，亦即tx＝tx2、ty＝ty2、tz＝tz2、rx＝rx2、ry＝ry2、rz＝rz2，从而可以求得对应的待匹配二维坐标d2_2d，并进一步求得待匹配二维坐标d2_2d与标准二维坐标j_2d之间的二范数e2，以判定该二范数e2与是否大于预设阈值。其中，可以根据前一次的计算结果确定tx、ty、tz、rx、ry、rz的调整量，从而使得求得的二范数呈减小的趋势，亦即，待匹配二维坐标d_2d越来越接近标准二维坐标j_2d。

在步骤210中，根据匹配于标准二维坐标的待匹配二维坐标对应的tx、ty、tz、rx、ry、rz确定第一转换矩阵t3。

在本实施例中，假定当t2中所包含的元素tx＝txm、ty＝tym、tz＝tzm、rx＝rxm、ry＝rym、rz＝rzm时，待匹配二维坐标dm_2d与标准二维坐标j_2d之间的二范数em不大于预设阈值。那么，可以认为此时待匹配二维坐标dm_2d与标准二维坐标j_2d匹配，从而确定出第一转换矩阵t3包括元素txm、tym、tzm、rxm、rym、rzm，得到绝对坐标系与参考坐标系之间的转换关系。

需要说明的是：在其他一些实施例中，也可以是获取预设集合内每一预设转换矩阵对应的待匹配二维坐标，然后计算每一待匹配二维坐标与标准二维坐标之间的二范数，然后比较获得最小的二范数对应的待匹配二维坐标，从而确定出第一转换矩阵t3。

在步骤211中，根据导向通道在参考坐标系下的坐标信息、参考坐标系与绝对坐标系之间的第一转换矩阵t3，确定导向通道在绝对坐标系下的坐标信息。

在步骤212中，根据导向通道在绝对坐标系下的坐标信息、三维患肢图像在绝对坐标系下的坐标信息，确定三维患肢图像与虚拟到导向通道之间的初始位置关系。

在本实施例中，参考坐标系已知，从而可以通过测量或者其他方式获得导向通道各个点在参考坐标系下的三维坐标信息、根据绝对坐标系与参考坐标系之间的第一转换矩阵，可以获得导向通道上各个点在绝对坐标系中的三维坐标信息；从而，基于导向通道各个点在绝对坐标系中三维坐标信息、三维患肢图像在绝对坐标系中的三维坐标信息，可以在绝对坐标系中定位出虚拟导向通道，确定出绝对坐标系中虚拟导向通道与三维患肢图像之间的初始位置关系。其中，三维患肢图像可以是基于绝对坐标系通过ct设备或者mr设备扫描后重建获得，本申请并不对此进行限制。

在步骤213中，获取导向通道基于预设靶点相对于参考坐标系的每一坐标轴的角度变化数据。

在本实施例中，如图5所示，导向通道还可以包括通信模块4和姿态检测模块5和控制器6。其中，通信模块4可以用于建立导向通道与外部电子设备之间的通信连接；该通信模块4可以为无线传输模块，例如wifi模块、射频模块或者蓝牙模块；或者该通信模块4可以为有线传输模块，该有线传输模块可以包括以太网接口模块、micro-usb接口模块等，本申请并不对此进行限制。

姿态检测模块5可以用于检测导向通道的姿态变化数据，该姿态变化数据可以用于指示外部电子设备调整虚拟导向通道的姿态，使得虚拟导向通道与三维患肢图像之间的相对位置关系，与导向通道与患肢之间的相对位置关系匹配。

举例而言，姿态检测模块5可以包括角度传感器51，姿态变化数据可以包括由角度传感器51测量得到的角度变化数据，该角度变化数据为导向通道基于预设靶点相对与参考坐标系上每一坐标轴的角度变化；进一步地，在调整过程中，导向通道的末端始终与患肢内的预设靶点保持接触状态，从而通过角度变化数据即可计算获得调整后的导向通道的姿态，有利于简化导向通道的结构，简化计算过程，提高响应效率。

控制器6可以分别与通信模块4、姿态检测模块5进行通信连接，从而通过控制器6可以将检测到的姿态变化数据发送至外部电子设备。其中，控制器6可以针对该姿态变化数据进行调制、过滤等处理，本申请并不对此进行限制。

在步骤214中，根据角度变化数据、导向通道与患肢的初始位置关系，确定调整后导向通道在参考坐标系下的坐标信息。

在本实施例中，假定角度变化数据c＝{rx、ry、rz}，其中：rx：导向通道基于预设靶点相对于参考坐标系x轴的旋转量；ry：导向通道基于预设靶点相对于参考坐标系y轴的旋转量；rz：导向通道基于预设靶点相对于参考坐标系y轴的旋转量。由于角度变化数据c＝{rx、ry、rz}、导向通道与患肢的初始位置关系已知，那么可以确定出调整后导向通道在参考坐标系下的坐标信息。例如，调整后导向通道在参考坐标系下的坐标信息与角度变化数据c＝{rx、ry、rz}之间的函数关系可以表示为：

d调参＝f3(c，d初)

其中：d调参：调整后导向通道在参考坐标系下的坐标信息；c：导向通道基于预设靶点相对与参考坐标系上每一坐标轴的角度变化；d初：导向通道在参考坐标系下的初始位置信息。

在步骤215中，根据调整后的所述导向通道在参考坐标系下的坐标信息、所述参考坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，确定调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息。

在本实施例中，可以根据导向通道在参考坐标系下的坐标信息d调参、绝对坐标系与参考坐标系之间的第一转换矩阵t3、建立函数关系f4如下：

d调绝＝f4(d调参，t3)

其中，t1：根据步骤209中确定出的绝对坐标系与参考坐标系之间的第一转换矩阵；d调参：调整后导向通道在参考坐标系下的坐标信息；d调绝：调整后导向通道在绝对坐标系下的坐标信息。

在步骤216中，根据所述调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息，调整所述虚拟导向通道的姿态。

在本实施例中，根据调整后导向通道在绝对坐标系下的坐标信息d调绝，可以针对显示器中示出的虚拟导向通道的姿态进行调整。并且，由于在导向通道的调整过程中，患肢的位置和姿态相对于参考坐标系并不会改变，亦即可以认为三维患肢图像相对于绝对坐标系的姿态和位置亦没有发生改变，从而根据调整后导向通道在绝对坐标系下的坐标信息d调绝，即可以确定出虚拟导向通道在绝对坐标系下的位置与姿态，可以使得虚拟导向通道与三维患肢图像之间的相对位置关系、和导向通道与患肢之间的相对位置关系相同。

需要说明的是：在实际过程中当需要改变患肢的姿态时，可以通过针对患肢的姿态检测模块获取患肢姿态数据，并通过该患肢姿态数据、绝对坐标系与参考坐标系之间的第一转换矩阵t3，确定出绝对坐标系中的患肢姿态，以根据绝对坐标系中的患肢姿态，调节显示器中示出的三维患肢图像的姿态，以保持患肢与导向通道之间的相对位置关系、和三维患肢图像与虚拟导向通道之间的相对位置关系相同，便于用户自身随时查看治疗情况，提升用户体验。

基于本公开的技术方案，如图6、图7所示，还提供一种导向通道的姿态显示系统，该姿态显示系统可以包括导向通道200和展示装置300，其中，该导向通道可以如图3a、图3b所示或者图4实施例所示；展示装置300可以包括处理器301、显示屏幕302和用于存储处理器301可执行指令的存储器303；其中，显示屏幕302可以用于显示虚拟导向通道和三维患肢图像，处理器301可以被配置为实现上述任一项实施例所述方法的步骤。

需要说明的是：显示屏幕302可以与处理器301装配为一体，例如移动终端或者计算机；或者该显示屏幕302与处理器301之间也可以分离，例如，可以通过处理器301将虚拟导向通道与三维患肢图像投影至显示屏幕上。

其中，该姿态显示系统还可以包括拍摄装置，该拍摄装置可以包括c臂机100，处理器301还用于通过c臂机100获取预设投影平面内定位标记的坐标信息，以根据所述坐标信息、图像坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，获取绝对坐标系下所述定位标记的标准二维坐标，并建立待匹配二维坐标关于第二转换矩阵、和所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标之间的函数关系，直至所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配时，将对应的第二转换矩阵确定为所述绝对坐标系与所述标准坐标系之间的第一转换矩阵，根据所述第一转换矩阵确定所述虚拟导向通道与所述三维患肢图像之间的初始位置关系。

所述姿态变化数据包括所述导向通道200相对于所述参考坐标系的每一坐标轴的参考角度变化数据，所述处理器301用于根据所述第一转换矩阵，将所述参考角度数据转换为基于绝对坐标系每一坐标轴的绝对角度变化数据，以根据所述绝对角度变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态。

与前述的姿态显示方法的实施例相对应，本申请还提供了姿态显示装置的实施例。

图8是一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。请参考图8，在硬件层面，该设备包括处理器802、内部总线804、网络接口806、内存808以及非易失性存储器810，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器802从非易失性存储器810中读取对应的计算机程序到内存808中然后运行，在逻辑层面上形成导向通道的姿态显示装置800。当然，除了软件实现方式之外，本说明书一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

请参考图9，在软件实施方式中，该导向通道的姿态显示装置900可以包括确定模块901、获取模块902和调整模块903；其中：

确定模块901，根据所述导向通道与患肢的初始位置关系，确定显示器中示出的三维患肢图像与虚拟导向通道的初始位置关系；

获取模块902，获取所述导向通道的姿态变化数据；

调整模块903，基于所述姿态变化数据调整所述虚拟导向通道的姿态，使得所述虚拟导向通道和所述三维患肢图像的相对位置关系、与所述导向通道和所述患肢的相对位置关系匹配。

可选的，确定模块901具体用于：

根据所述导向通道在参考坐标系下的坐标信息、所述参考坐标系与绝对坐标系之间的第一转换矩阵，确定所述导向通道在所述绝对坐标系下的坐标信息；

根据所述导向通道在所述绝对坐标系下的坐标信息、所述三维患肢图像在所述绝对坐标系下的坐标信息，确定所述三维患肢图像与所述虚拟导向通道的初始位置关系。

所述第一转换矩阵采用下述方式获得：

基于所述导向通道上定位标记在预设投影平面内的坐标信息、所述坐标信息对应的图像坐标系与所述绝对坐标系之间的转换关系，确定所述绝对坐标系下所述定位标记的标准二维坐标；

获取所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标；

建立所述定位标记在参考坐标系下的三维坐标、待匹配二维坐标和第二转换矩阵之间的函数关系，所述第二转换矩阵用于表示所述参考坐标系与所述绝对坐标之间的转换关系；

调整所述第二转换矩阵所包含的元素，并基于所述函数关系计算对应的待匹配二维坐标，直至所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配；

根据匹配于所述标准二维坐标的待匹配二维坐标对应的元素确定所述第一转换矩阵。

确定模块901具体还用于：

计算待匹配二维坐标与标准二维坐标之间的二范数；

当所述二范数不大于预设阈值时，确定所述待匹配二维坐标与所述标准二维坐标匹配。

所述导向通道与所述患肢内的预设靶点保持接触状态，所述获取模块具体用于：

获取所述导向通道相对于所述参考坐标系的每一坐标轴的角度变化数据。

调整模块803具体用于：

根据所述角度变化数据、所述导向通道在所述参考坐标系下的初始位置信息，获取调整后的所述导向通道在所述参考坐标系下的坐标信息；

根据调整后的所述导向通道在参考坐标系下的坐标信息、所述参考坐标系与绝对坐标系之间的转换关系，确定调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息；

根据所述调整后导向通道在绝对坐标系中的坐标信息，调整所述虚拟导向通道的姿态。

所述定位标记的数量不少于四个，且所述定位标记中存在至少一个标记点与其他定位标记异面。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器810，上述指令可由电子设备的处理器802执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。