CN116687437A - 医疗透视设备、医疗导航系统以及医学图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医疗透视设备、医疗导航系统以及医学图像处理方法，所述医疗透视设备用以生成存在位置标识的医学图像；所述医疗透视设备包括显影定位组件，和/或，所述医疗透视设备提供显影定位功能；其中，所述显影定位组件包括有位置标识，所述位置标识能够在医学图像中可视化地显现，所述医疗透视设备进行透视的过程中，所述显影定位组件位于所述医疗透视设备的射线发射端与射线接收端之间的透视通路上，所述医疗透视设备通过透视获得所述存在位置标识的医学图像；其中，所述显影定位功能为所述医疗透视设备在获得的原始医学图像上叠加位置标识，获得所述存在位置标识的医学图像。

Description

医疗透视设备、医疗导航系统以及医学图像处理方法

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种医疗透视设备、医疗导航系统、医学图像处理方法、计算机设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。

背景技术

在临床医疗骨科手术中，一些手术会存在需要插入骨科手术工具或器械的需求，以发生股骨近端骨折(如转子间骨折)或者胫骨或肱骨等长骨骨干骨折为例，进行骨科手术时需要插入髓内钉，通过采用髓内钉固定的方式进行处理，以方便骨折愈合。在插入骨科手术工具或器械时，这些骨科手术工具或器械的具体插入位置和插入方向，会影响到后期的手术效果以及手术结束后的恢复效果。

基于此，出现了用以辅助确定骨科手术工具或器械的插入位置的技术，然而，发明人发现，传统的用以辅助确定骨科手术工具或器械的插入位置的技术，存在手术效率低的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种医疗透视设备、医疗导航系统、医学图像处理方法以及计算机设备。

第一方面，本申请提供了一种医疗透视设备，所述医疗透视设备用以生成存在位置标识的医学图像；

所述医疗透视设备包括显影定位组件，和/或，所述医疗透视设备提供显影定位功能；

其中，所述显影定位组件包括有位置标识，所述位置标识能够在医学图像中可视化地显现，所述医疗透视设备进行透视的过程中，所述显影定位组件位于所述医疗透视设备的射线发射端与射线接收端之间的透视通路上，所述医疗透视设备通过透视获得所述存在位置标识的医学图像；

其中，所述显影定位功能为所述医疗透视设备在获得的原始医学图像上叠加位置标识，获得所述存在位置标识的医学图像。

第二方面，本申请提供了一种医疗导航系统，包括：导航组件，以及如上所述的医疗透视设备；

所述导航组件的至少部分能够在医学图像中可视化地显现；

所述医疗透视设备生成的存在位置标识的医学图像，为所述导航组件处于基准位置时获得的图像，所述存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及所述导航组件的至少部分的图像；所述位置标识，用以确定目标偏移位置信息，所述目标偏移位置信息用于指示所述基准位置与目标位置之间的相对位置关系；

所述导航组件，用于提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息；所述第一相对位置信息为所述导航组件的实时位置与所述基准位置之间的相对位置信息，所述实时位置由所述实时位置信息确定；所述第二相对位置信息为所述实时位置与所述目标位置之间的相对位置信息，所述第二相对位置信息由所述实时位置信息和所述目标偏移位置信息确定；

所述第一相对位置信息结合所述目标偏移位置信息，和/或，所述第二相对位置信息，可用于辅助引导与所述导航组件相固定的骨科手术工具移动至所述目标位置。

第三方面，本申请提供了一种医学图像处理方法，所述方法包括：

获取存在位置标识的医学图像，所述存在位置标识的医学图像为导航组件处于基准位置时获得的图像，所述存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及所述导航组件的至少部分的图像；

基于所述存在位置标识的医学图像中的位置标识，获得目标偏移位置信息，所述目标偏移位置信息为指示所述导航组件所处的基准位置与目标位置之间的相对位置关系的信息；

其中，所述目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的所述导航组件的实时位置信息，确定所述导航组件的实时位置相对于所述目标位置的第二相对位置信息，所述第二相对位置信息，可用于辅助引导所述骨科手术工具移动至所述目标位置，所述实时位置由所述实时位置信息确定；和/或，所述目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的所述导航组件的实时位置相对于所述基准位置的第一相对位置信息，辅助引导所述骨科手术工具移动至所述目标位置。

第四方面，本申请提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其中，所述计算机程序在由所述处理器执行时，使得所述处理器实现如上所述任一实施例中的方法的步骤。

第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序在由所述处理器执行时，使得所述处理器实现如上所述任一实施例中的方法的步骤。

第六方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述任一实施例中的方法的步骤。

基于如上所述的本申请的实施例，医疗透视设备通过包含的显影定位组件，和/或，通过提供的显影定位功能，能够获得存在位置标识的医学图像。进而可以基于该存在位置标识的医学图像进行医疗导航，其中，基于该存在位置标识的医学图像中的位置标识，能够获得指示导航组件所处的基准位置与目标位置之间的相对位置关系的目标偏移位置信息，进而在此基础上获得第一相对位置信息和/或第二相对位置信息，即可辅助引导与导航组件相固定的骨科手术工具移动至髓内钉理想进钉点等目标位置，不会造成手术过程中的辐射量增大，方便便捷，且有利于辅助提高骨科手术的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例中医疗透视设备的结构框图；

图2为本申请一个实施例中的显影定位组件的结构示意图；

图3为本申请另一个实施例中的显影定位组件的结构示意图；

图4为本申请另一个实施例中的显影定位组件的结构示意图；

图5为一些实施例中不具有显影定位组件或者不具有显影定位功能的医疗透视设备获得的原始医学图像的示意图；

图6为本申请一些实施例的医疗透视设备获得的存在位置标识的医学图像的示意图；

图7为本申请一些实施例的医疗透视设备通过显影定位功能获得的存在位置标识的医学图像的示意图；

图8为本申请一些实施例的医疗透视设备的结构示意图；

图9为本申请另一些实施例的医疗透视设备的结构示意图；

图10为本申请一些实施例的医疗导航系统的结构框图；

图11为本申请一些实施例的导航组件的示意图；

图12为本申请一些实施例的导航组件的传感器的坐标系的示例；

图13为本申请一些实施例中的导航组件显示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的示意图；

图14为本申请一些实施例中确定高度差的原理示意图；

图15为本申请一些实施例中确定外偏角的原理示意图；

图16为本申请一些实施例中确定俯仰角的原理示意图；

图17为股骨近端的髓内钉理想进钉点的理想进钉位置的示意图；

图18为股骨近端的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向的示意图；

图19为一些实施例中将导航组件放置在患侧股骨近端体表的示意图；

图20为一些实施例中将导航组件放置在患侧股骨近端体表后获得的存在位置标识的医学图像的示意图；

图21为一些实施例中基于存在位置标识的医学图像确定目标偏移位置信息的示意图；

图22为一些实施例中将导航组件与导针相固定的示意图；

图23为一些实施例中将导航组件与电钻相固定的示意图；

图24为一些实施例的应用场景中确定髓内钉理想进钉点的理想进钉位置的示意图；

图25为一些实施例的应用场景中确定髓内钉理想进钉点的理想进钉方向的示意图；

图26为一些实施例的医学图像处理方法的流程示意图；

图27为一个实施例中的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

以下参考详细的实施例进行举例说明，这些实施方案的示例在附图中示出。下面的详细描述中示出许多具体细节，以便提供对各种所描述的实施例的充分理解。但是，对本领域的普通技术人员应该理解，各种所描述的实施例可以在没有这些具体细节的情况下而实现。在其他实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件、电路和网络，以免不必要地使实施例模糊。

在本文中对各种所述实施方案的描述中所使用的术语只是为了描述特定实施方案的目的，而并非旨在进行限制。如在对各种所述实施例中的描述和所附权利要求书中所使用的那样，单数形式“一个”和“该/所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。还将理解的是，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联的所列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。还将理解的是，术语“包括”在本说明书中使用时是指存在所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件和/或部件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的一些实施例提供一种医疗透视设备，该医疗透视设备能够生成存在位置标识的医学图像。

在一些实施例中，参考图1所示，该医疗透视设备100包括显影定位组件110，医疗透视设备100通过该显影定位组件110，生成存在位置标识的医学图像。

其中，显影定位组件110包括有位置标识，该位置标识能够在医学图像中可视化地显现，医疗透视设备100进行透视的过程中，显影定位组件110位于医疗透视设备100的射线发射端与射线接收端之间的透视通路上，医疗透视设备100通过透视获得存在位置标识的医学图像。

在另一些实施例中，该医疗透视设备100能够提供显影定位功能，并通过该显影定位功能生成存在位置标识的医学图像。

其中，显影定位功能为医疗透视设备100在获得的原始医学图像上叠加位置标识，获得存在位置标识的医学图像。

应当理解的是，在一些实施例中，医疗透视设备100可以同时具有该显影定位组件110，并提供显影定位功能，从而有助于医务人员在使用过程中，结合实际需要在透视过程中选用显影定位组件110或者通过显影定位功能，获得存在位置标识的医学图像。

其中，通过显影定位功能在原始医学图像上叠加的位置标识，与显影定位组件110的位置标识可以以相同或不同的方式进行设置，例如各位置标识的排列方式、各位置标识之间的相对关系(如距离、角度)等。以通过显影定位功能在原始医学图像上叠加的位置标识，与显影定位组件110的位置标识以相同的方式进行设置为例，以下结合显影定位组件110的其中几种设置方式进行举例说明。

参考图2所示，一些实施例中的显影定位组件110，可以包括有角度标识111。其中，该显影定位组件110上，包括多个角度标识111，从而，医疗透视设备100通过透视获得存在多个角度标识111的医学图像后，利用医学图像来查看待手术部位的具体位置和角度等信息，以角度标识为参照，可更容易地辅助确定目标位置的预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，以便于能够辅助引导骨科手术工具移动至髓内钉理想进钉点等目标位置。

在一些实施例中，多个角度标识可以包括基准角度标识(如图2中加粗显示的角度标识111)，以及布设于基准角度标识至少一侧的非基准角度标识。

如此，方便根据需要读取角度标识，可以以基准角度标识为参照，并找出多个角度标识中，与目标位置的预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，相对应的基准角度标识或非基准角度标识，更方便读取对应的角度标识，也能更方便地辅助确定目标位置的预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。在应用于需要确定预期插入方向与其他指定方向(例如下述实施例中提及的导航组件的轴线方向)之间的夹角的场景时，通过辅助确定预期插入方向对应的角度标识，以及其他指定方向对应的角度标识，可以更方便地确定这两个方向之间的夹角。

在一些实施例中，非基准角度标识包括以基准角度标识为参考基准，对称布设于基准角度标识的两侧的正角度标识和负角度标识。如此，通过对称分布的方式，能更方便读取对应的角度标识，更方便地辅助确定目标位置的预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。在应用于需要确定预期插入方向与其他指定方向之间的夹角的场景时，也可以据此更便捷地确定这两个方向之间的夹角。

其中，在一些实施例中，多个角度标识可以是等角度设置，即任意相邻的两个角度标识之间的夹角均相同。

一些实施例中的显影定位组件110，可以包括有距离标识。其中，该显影定位组件110上，包括多个距离标识，从而，医疗透视设备100通过透视获得存在多个距离标识的医学图像后，利用医学图像来查看待手术部位的具体位置和距离等信息，以距离标识为参照，可更容易地辅助确定目标位置的预期插入位置。在应用于需要确定预期插入位置与其他指定位置(例如下述实施例中提及的导航组件的基准位置)之间的距离的场景时，通过辅助确定预期插入位置对应的距离标识，以及其他指定位置对应的距离标识，可以更方便地确定这两个位置之间的距离。

在一些实施例中，在显影定位组件110上，包括有至少一组距离标识，同一组距离标识中的多个距离标识等距离设置，即任意相邻的两个距离标识之间的距离均相同。

以存在两组距离标识为例，参考图3所示，显影定位组件110上存在多个距离标识112、113，其中，多个距离标识112构成第一组距离标识，多个距离标识113构成第二组距离标识。第一组距离标识中的多个距离标识112等距离设置，第二组距离标识中的多个距离标识113等距离设置，且距离标识112与距离标识113垂直设置。

从而，医疗透视设备100通过透视获得存在多个距离标识的医学图像后，利用医学图像查看待手术部位的具体位置和距离等信息，以两组相互垂直的距离标识为参照，可更容易和准确地辅助确定目标位置的预期插入位置。在应用于需要确定预期插入位置与其他指定位置(例如下述实施例中提及的导航组件的基准位置)之间的距离的场景时，通过两组相互垂直的距离标识为参照，可以从相互垂直的两个方向为参照，更方便便捷地确定这两个位置之间的距离。

在一些实施例中，在显影定位组件110上，可同时包括有角度标识和距离标识。以包含多个角度标识和多个距离标识113构成的第二组距离标识为例，显影定位组件110的结构示意图如图4所示。

参考图4可见，该显影定位组件包含多个角度标识111和多个距离标识113，且角度标识111中的基准角度标识(如图4中加粗显示的角度标识111)与距离标识113垂直设置。

以不具有显影定位组件或者不具有显影定位功能的医疗透视设备为例，其进行透视获得的原始医学图像的示意图如图5所示，可见，在该原始医学图像中，若不经过图像分析的处理，比较难以确定目标位置的预期插入方向。

以本申请实施例的医疗透视设备具有如图2所示的显影定位组件或者显影定位功能能够叠加如图2所示的显影定位组件的位置标识为例，通过该显影定位组件进行透视或者通过显影定位功能获得的医学图像如图6所示，可见，在该医学图像上，具有多个角度标识，从而可以通过该角度标识辅助确定目标位置的预期插入方向。

其中，显影定位组件110的设置位置，可以设置在任何可能的位置，只要在医疗透视设备100进行医疗透视时，该显影定位组件110能够位于医疗透视设备的射线发射端与射线接收端之间的透视通路上，使得医疗透视设备100透视获得的医学图像上存在该位置标识即可。

参考图8所示，医疗透视设备100具有射线发射端120和射线接收端130。在医疗透视的过程中，可通过移动患者的待手术部位和/或移动承载患者的医护设备(如手术床)和/或移动医疗透视设备，使待手术部位位于射线发射端120和射线接收端130之间，随后医疗透视设备100控制射线发射端120发送射线，射线接收端130接收射线发射端120发送的射线，由于射线在经过待手术部位时，待手术部位的不同的组织部位对射线的透射率不同，从而射线接收端130接收到射线后，不同的组织部位基于透射率的不同在医学图像中进行区分，从而获得最终的医学图像。

在其中一些实施例中，显影定位组件110可设置于医疗透视设备100的射线发射端120。从而，在医疗透视的过程中，射线发射端120发送的射线，依次经过显影定位组件110和待手术部位，到达射线接收端130，使得显影定位组件110的位置标识以及待手术部位，均能够在最终获得的医学图像中成像。

在其中一些实施例中，显影定位组件110可设置于医疗透视设备100的射线接收端130。从而，在医疗透视的过程中，射线发射端120发送的射线，依次经过待手术部位和显影定位组件110，到达射线接收端130，使得显影定位组件110的位置标识以及待手术部位，均能够在最终获得的医学图像中成像。

在一些实施例中，医疗透视设备100的射线接收端130包括影像增强器，显影定位组件110的位置标识位于影像增强器的影像输入屏上。从而，无需提供额外的独立的设备，通过直接在影像增强器的影像输入屏上布设多个位置标识，即可通过透视获得存在位置标识的医学图像，简单便捷。

在一些实施例中，医疗透视设备100提供的显影定位功能，可以是医疗透视设备100在获得的原始医学图像上叠加预设图层，获得存在位置标识的医学图像；其中，预设图层中存在位置标识。

其中，医疗透视设备100上可以设置有显影定位功能的实体按键，在医疗透视设备100具有显示屏的情况下，也可以是在显示屏上显示有显影定位功能的按钮。医务人员可以通过按下该实体按键，或者通过触摸或者鼠标点击的方式操作该显影定位功能的按钮，以使用该显影定位功能，基于显影定位功能在原始医学图像上叠加预设图层。

其中，医疗透视设备100上可以预先存储有该预设图层，并在原始医学图像上叠加预设图层时，直接获得该预设图层，并将该预设图层叠加到原始医学图像上。

一些实施例中，将预设图层叠加到原始医学图像上时，可以是将预设图层叠加到原始医学图像的整个图像，从而无需关心待手术部位的具体位置，即可实现预设图层的叠加。

在另一些实施例中，在将预设图层叠加到原始医学图像上时，可以是将预设图层叠加到原始医学图像的预设位置，该预设位置可以是预先设定的原始医学图像中的位置，例如原始医学图像的中间位置，或者在通过鼠标操作的情况下，鼠标所在的位置。然后，可以响应于用户操作，调整该预设图层的具体位置，例如响应于用户操作，将预设图层拖动到待手术部位，从而将预设图层叠加到原始医学图像上，获得存在位置标识的医学图像。

在另一些实施例中，医疗透视设备100将预设图层叠加到原始医学图像上后，还可以响应于用户的操作，将该预设图层缩放到合适的大小，例如将预设图层缩放到刚好覆盖待手术部位的位置，从而获得最终的存在位置标识的医学图像。

以本申请实施例的医疗透视设备具有显影定位功能，且显影定位功能提供的位置标识与如图2所示的显影定位组件的位置标识相同为例，通过显影定位功能获得的医学图像也可以是如图7所示。可见，在该医学图像上，医学图像上具有的位置标识可以仅叠加在医学图像中手术部位的图像部分的上方，通过叠加在医学图像中手术部位的图像部分的上方的角度标识，可辅助确定目标位置的预期插入方向。在应用于需要确定预期插入方向与其他指定方向之间的夹角的场景时，也可以据此更便捷地确定这两个方向之间的夹角。

其中，参考图8、图9所示，该医疗透视设备100获得的存在位置标识的医学图像，可以在医疗透视设备100具有的显示屏140上进行显示，也可以是医疗透视设备100通过有线或无线的方式发送给其他终端设备，并在其他终端设备的显示屏150上进行显示。

基于如上所述的医疗透视设备100，本申请实施例还提供一种医疗导航系统。如图10所示，该医疗导航系统10包括导航组件200，以及如上所述的医疗透视设备100。

其中，导航组件200的至少部分能够在医学图像中可视化地显现；

医疗透视设备100生成的存在位置标识的医学图像，为导航组件200处于基准位置时获得的图像，存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及导航组件的至少部分的图像；其中，位置标识，用以确定目标偏移位置信息，目标偏移位置信息用于指示基准位置与目标位置之间的相对位置关系；

导航组件200，用于提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息；其中，第一相对位置信息为导航组件的实时位置与基准位置之间的相对位置信息，实时位置由实时位置信息确定；第二相对位置信息为实时位置与目标位置之间的相对位置信息，第二相对位置信息由实时位置信息和目标偏移位置信息确定；

第一相对位置信息结合目标偏移位置信息，和/或，第二相对位置信息，可用于辅助引导骨科手术工具移动至目标位置。

目标位置可以是任何待进行手术的部位的位置，一些实施例中，该目标位置可以包括髓内钉理想进钉点。

其中，第一相对位置信息和/或第二相对位置信息，可以由导航组件200本身确定，也可以是由不同于导航组件200的外部设备确定。在由外部设备确定的情况下，导航组件200，用于在导航组件200与骨科手术工具相固定的状态下，将导航组件200的实时位置信息发送给外部设备，并接收外部设备反馈的第一相对位置信息和/或第二相对位置信息，并提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息。在此情况下，基准位置由预先记录的基准位置信息确定，基准位置信息包括第一基准位置信息和/或第二基准位置信息。其中，第一基准位置信息为导航组件200响应于触发指令获得、并发送给外部设备的导航组件200的位置信息，第二基准位置信息为外部处理设备响应于触发指令获得的预先设置的位置信息。

其中，导航组件200可以可拆卸地与骨科手术工具相固定。例如，导航组件200可以通过磁吸和/或卡接的方式，可拆卸地与骨科手术工具相固定。该骨科手术工具可以为导针、把持器或者电钻。

一些实施例中，导航组件200可以设置有触控屏，从而，导航组件200可以通过触控屏接收触发指令，该触发指令可用于指示记录上述基准位置的基准位置信息。

其中，可以通过操作触控屏上显示的相应按钮或者控件，或者在触控屏的指定区域或者任意位置单击或者双击，或者在触控屏滑动指定的轨迹，或者通过其他的触控方式，发出触发指令。导航组件200若通过触控屏接收到操作相应按钮或控件的操作动作，或者识别到指定的触摸动作，例如单击、双击、或者指定的滑动轨迹等，则确定接收到触发指令。

在一些实施例中，导航组件200还可以设置有实体按键和/或语音采集组件，以通过实体按键和/或语音采集组件接收触发指令，该触发指令可用于指示记录上述基准位置的基准位置信息。

若导航组件200设置有实体按键，可以通过直接按压该实体按键发出触发指令。导航组件200在通过实体按键接收到按压操作时，则确定接收到触发指令。

若导航组件200设置有语音采集组件，医务人员(如医生)可发出“记录基准位置”、“记录位置”或者其他的语音信息发出该触发指令。语音采集组件采集语音信息，并对语音信息进行识别。若识别出语音信息中包含“记录基准位置”、“记录位置”或者其他预先定义的用以指示记录基准位置的基准位置信息的信息，则导航组件200确定接收到触发指令。

其中，在一些实施例中，也可以是通过不同于导航组件200的外部设备接收该触发指令。外部设备可以是例如医疗透视设备100，也可以是不同于医疗透视设备100的其他设备。该外部设备接收的触发指令，可以转发给导航组件200。

导航组件200提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的方式，可以是将第一相对位置信息和/或第二相对位置信息实时显示，也可以是输出第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的语音信息，即对第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的语音信息进行语音提示。

实时显示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的方式不限，例如，可以仅显示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息，也可以在显示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的同时，同时显示与之相对应的描述信息，该描述信息用以说明其显示的第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的具体含义。一些实施例中，也可以同时显示基于第一相对位置信息和/或第二相对位置信息给出的建议的移动方向的信息，其中，不同的移动方向可以以不同的标记分别进行标记，例如不同的颜色和/或不同的箭头方向等。

实时语音提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的方式不限，例如仅语音提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息，也可以在语音提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的同时，同时语音提示与之相对应的描述信息，该描述信息用以说明其语音提示的第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的具体含义，一些实施例中，也可以同时语音提示出基于第一相对位置信息和/或第二相对位置信息给出的建议的移动方向的信息。

其中，导航组件200上，可以设置有传感器，且该传感器的数量可以为1个。其中，传感器可以是集成在导航组件200中，传感器测量获得的位置信息，可以作为导航组件200的位置信息，从而通过一个传感器即可实现医疗导航过程。在下述各实施例的说明中，所涉及的导航组件200的位置信息，均可以是指导航组件200的传感器测量获得的位置信息。

一些实施例中，上述基准位置信息，为接收到触发指令时，响应于触发指令获得的传感器实时测量获得的位置信息。其中，当是由导航组件200接收该触发指令时，导航组件200可直接获得传感器实时测量获得的位置信息。在由外部设备确定第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的情况下，也可以是外部设备接收该触发指令，外部设备可将该触发指令转发给导航组件200，或者基于该触发指令向导航组件200发送指示导航组件200提供位置信息的指令，以指示导航组件200获得传感器实时测量获得的位置信息，采用这种方式获得的基准位置信息，本申请实施例中可称为第一基准位置信息。

一些实施例中，上述基准位置信息，为接收到触发指令时，响应于触发指令初始化导航组件200的传感器后，导航组件200的传感器测量获得的位置信息，即该基准位置信息可以是传感器的初始位置信息，本申请实施例中可称为第二基准位置信息。该初始位置信息可以基于实际技术需要设定，一些实施例中，该初始位置信息可以为零位位置信息。其中，零位位置信息，可以是指与位置相关的信息的数值均设置为0，例如高度值为0。

其中，当是由导航组件200接收该触发指令时，导航组件200可直接初始化传感器，以获得传感器初始化后测量获得的位置信息。在由外部设备确定第一相对位置信息和/或第二相对位置信息的情况下，也可以是外部设备接收该触发指令，一些实施例中，外部设备可以将预先设置在外部设备的位置信息作为该基准位置信息，该预先设置的位置信息为传感器初始化后的初始位置信息。其中，外部设备接收该触发指令时，可同时将该触发指令转发给导航组件200，或者基于该触发指令向导航组件200发送初始化指令，以指示导航组件200初始化传感器。

其中，外部设备接收该触发指令时，可将该触发指令转发给导航组件200，或者基于该触发指令向导航组件200发送指令，通过该指令指示导航组件200初始化传感器，并提供初始化传感器后传感器测量获得的位置信息。导航组件200接收到该指令，初始化传感器后，获得传感器测量获得的位置信息，并反馈给外部设备，从而使外部设备获得该基准位置信息。

一些实施例中，第一相对位置信息包括实时位置与基准位置之间的第一位移偏差和/或第一角度偏差。

第一位移偏差可以包括：在垂直于水平面的方向上，导航组件200(即导航组件200的传感器)的实时位置与基准位置之间的距离。其中，在一些实施例中，第一位移偏差也可以称之为高度差，如图14所示。

第一角度偏差可以包括：将与骨科手术工具相固定的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，以及处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向均投影至同一平面后，在该平面上的两个投影之间的夹角。其中，在一些实施例中，第一角度偏差也可以称之为外偏角。

一些实施例中，该导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向具体可以是导航组件200的轴线方向，该同一平面具体可以是水平面，如图15所示。其中，在将与骨科手术工具相固定的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，以及处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向进行投影时，可以结合传感器自身建立的坐标系进行投影。一个示例中传感器自身建立的坐标系如图12所示，图12所示中，传感器自身建立的坐标系的X轴，为导航组件200的轴线方向，即为导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向。

一些实施例中，第二相对位置信息包括实时位置与目标位置之间的第二位移偏差和/或第二角度偏差，其中，目标位置由骨科手术工具在人体中的预期插入位置和/或预期插入方向确定。一些实施例中，该目标位置可以是髓内钉理想进钉点等预期插入手术工具的位置，以目标位置是髓内钉理想进钉点为例，第二相对位置信息包括实时位置与髓内钉理想进钉点之间的第二位移偏差和/或第二角度偏差，此时，预期插入位置为髓内钉理想进钉点的理想进钉位置，预期插入方向为髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。

第二角度偏差包括：将处于实时位置的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向以及目标位置的预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，均投影至同一平面后，在同一平面上的两个投影之间的夹角。一些实施例中，该导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向具体可以是导航组件200的轴线方向，该同一平面具体可以是水平面。

其中，预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，可以通过各种可能的方式确定。

一些实施例中，预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，可以是由医务人员对医学图像进行观察得到，例如，在导航组件200(即导航组件200的传感器)位于基准位置时，进行拍摄获得医学图像，该医学图像中可视化的显现有角度标识和/或距离标识。医务人员通过查看该医学图像，可以确定出目标位置的预期插入位置和/或预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向等预期插入方向)。

一些实施例中，预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，为用户提供的插入方向。例如，在导航组件200位于基准位置时，进行拍摄获得医学图像，该医学图像中可视化的显现有角度标识。医务人员通过查看该医学图像，可以确定出髓内钉理想进钉点的理想进钉方向等预期插入方向，并结合显示的角度标识，观察确定出与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向等预期插入方向相平行的角度标识，或者，通过尺子等能够确定线条平行性的测量工具，测量获得与标记的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向等预期插入方向相平行的角度标识，然后，通过点击或者输入该角度标识的信息等操作选择该角度标识，并将该操作选择的角度标识对应的方向，确定为用户提供的预期插入方向，例如确定为用户提供的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。

一些实施例中，预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，也可以是对医学图像进行分析获得的，医学图像为导航组件200处于基准位置时拍摄获得的。例如，通过对医学图像进行图像处理，识别出预期插入方向，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。以应用于髓内钉进钉点导航为例，也可以是通过对医学图像进行图像处理，识别出股骨干轴线方向，并结合股骨干轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的角度(例如5°)，确定出髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。

上述目标偏移位置信息，可以结合医学图像中的角度标识确定，以指示基准位置与目标位置(例如髓内钉理想进钉点)之间的相对位置关系。一些实施例中，该目标偏移位置信息，可以包括：处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，与目标位置(例如髓内钉理想进钉点)的预期插入方向(例如理想进钉方向)之间的夹角。

一些实施例中，在确定处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，与目标位置(例如髓内钉理想进钉点)的预期插入方向(例如理想进钉方向)之间的夹角时，可以通过各种可能的方式确定。

一些实施例中，若医务人员通过查看医学图像，确定出预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)以及导航组件200的轴线方向，则可结合显示的角度标识，观察确定出与预期插入方向相平行的角度标识，以及与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，并将这两个角度标识之间的夹角，作为基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，与目标位置的预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)之间的夹角。确定该夹角后，医护人员可自行记录该夹角，以方便后续使用。一些实施例中，医护人员也可通过输入或者其他方式将确定的该夹角输入到导航组件200，以方便后续使用。

一些实施例中，若是通过对医学图像进行分析获得预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)，则进行图像分析的设备可以从显示的各角度标识中，分析确定出与识别出的预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)相平行的角度标识，并将该角度标识对应的方向确定为预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)。并从显示的各角度标识中，分析确定出与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，并将这两个角度标识之间的夹角，作为处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)的指定方向，与目标位置的预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)之间的夹角。若进行图像处理的设备是不同于导航组件200的设备，则进行图像处理的设备也可以是将夹角θ通过有线或无线的方式传输给导航组件200，也可以是提供给医护人员知晓后，由医护人员将该夹角θ输入到导航组件200中。

其中，在医学图像中可视化的显现有距离标识的情况下，上述目标偏移位置信息，可以包括：处于基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)，与目标位置(例如髓内钉理想进钉点)的预期插入位置(例如理想进钉位置)之间的距离。

例如，医务人员通过查看医学图像，确定出预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)，则可结合显示的距离标识，观察确定出预期插入位置所在的距离标识以及基准位置所在的距离标识，并将这两个距离标识之间的距离，作为基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)，与目标位置的预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)之间的距离。在各距离标识等距离设置的情况下，结合这两个距离标识之间间隔的距离标识的数目、以及相邻两个距离标识之间的距离，即可确定基准位置时的导航组件200(即导航组件200的传感器)，与目标位置的预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)之间的距离。确定该距离后，医护人员可自行记录该距离，以方便后续使用。一些实施例中，医护人员也可通过输入或者其他方式将确定的该距离输入到导航组件200，以方便后续使用。

其中，第二位移偏差可以包括：在垂直于水平面的方向上，导航组件200(即导航组件200的传感器)所处的实时位置与预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)之间的距离。

其中，预期插入位置可以基于预定插入区域确定，预定插入区域可以是指用以确定预期插入位置的区域。以目标位置为股骨近端的髓内钉理想进钉点为例，该预定插入区域可以是大转子顶点脊状轮廓线。预期插入位置的具体的位置信息，可以在与导航组件200(即导航组件200的传感器)相固定的骨科手术工具的移动过程中确定。

一些实施例中，预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)在垂直于水平面的方向上的高度值，由第一参考高度值和第二参考高度值确定，其中，第一参考高度值为骨科手术工具的插入端位于预定插入区域的第一侧顶点时，导航组件200(即导航组件200的传感器)在垂直于水平面方向上的高度值，第二参考高度值为骨科手术工具的插入端位于预定插入区域的第二侧顶点时，导航组件200(即导航组件200的传感器)在垂直于水平面方向上的高度值。其中，以目标位置为股骨近端的髓内钉理想进钉点为例，第一侧顶点可以是指大转子顶点脊状轮廓最靠近腹侧的顶点，第二侧顶点可以是指大转子顶点脊状轮廓最靠近背侧的顶点。

在一些实施例中，导航组件200的传感器还可以用于测量俯仰角，其中，俯仰角为导航组件200的底面与水平面之间的夹角，如图16所示。

在一些实施例中，导航组件200还用于提示传感器测量的俯仰角。

在一些实施例中，导航组件200，还用于提供误差提示信息。

在一些实施例中，误差提示信息为累计时长大于预设时长时生成的信息。其中，累计时长为从记录基准位置信息时或者上一次校准传感器时开始计时的时长。传感器在使用过程中，当使用时间过长时，可能会带来误差，因此，还可以自记录基准位置信息时或者上一次校准传感器时开始计时累计时长，当累计时长大于预设时长时，则认为传感器存在误差，可以提供误差提示信息。

一些实施例中，误差提示信息为计算获得的误差大于误差阈值时生成的信息。在传感器的使用过程中，导航组件200可同时监测并计算传感器的误差，当计算获得的误差大于误差阈值时，生成误差提示信息。其中，误差阈值可以根据传感器的精度等进行设置，本申请实施例不做具体限定。

其中，导航组件200提供的误差提示信息，可以由导航组件200提示，导航组件200也可以将误差提示信息发送给外部提示设备进行提示。

医务人员在获知提示的误差提示信息时，确定传感器的误差较大，因此可以对传感器进行初始化处理或者重新校准，并重新确定基准位置信息，以提高医疗导航的准确性。一些实施例中，医务人员也可以直接选用包含其他传感器的导航组件200进行医疗导航，来提高医疗导航的准确性。

基于如上所述的示例，以髓内钉手术为例，以下结合具体的手术过程中，基于医疗导航系统10进行医疗导航的过程，进行举例说明。在下述各实施例的说明中，以第一相对位置信息和/或第二相对位置信息由导航组件200本身确定为例进行说明。应当理解的是，这些实施例的说明并不用以对本申请提供的医疗导航系统10可应用的骨科手术类型进行限定，本申请提供的医疗导航系统10，可同样适用于其他的骨科手术，在其他骨科手术过程中，基于医疗导航系统10进行医疗导航的方式，可以做类似的处理。

股骨近端骨折(如转子间骨折)或者胫骨肱骨等长骨骨干骨折，经常采用髓内钉内固定的方式进行处理，以方便骨折愈合。在进行髓内钉内固定的整个手术的实施过程中，髓内钉的进钉位置以及进钉方向的选取至关重要。这是因为，进钉位置与进钉方向会影响后期扩髓通道的建立以及髓内钉主钉放入的位置和方向，选择不当会导致主钉难以进入髓腔，即使能强行敲入髓腔，也会导致主钉在髓腔内受力不均且变形较大，此时容易破坏骨折复位效果，主钉为长主钉时更容易发生远端锁钉锁不准的情况，严重时还会导致骨折处延迟愈合甚至不愈合或畸形愈合。

以股骨近端髓内钉的进钉点为例，在临床中，理想进钉位置位于大转子顶点并靠近股骨颈中轴线的位置，如图17所示，而理想进钉方向是股骨干轴线外偏5°，以适应主钉的外偏角，如图18所示。

在手术过程中，通常通过打入导针的方式确认进钉点的进钉位置和进钉方向，导针的进针位置便是后期主钉的进钉位置，导针的进针方向便是后期主钉的进钉方向。为了更好地选择进钉点，本申请的发明人发现，已有的打入导针的方式，为了确保打入的导针是处于满意的进钉位置和进钉方向，要么需要在整个打入导针的过程中持续地进行射线透视，以实时观察导针针尖的位置和方向，但这种方法无疑会增加患者和医生受到的辐射量。要么医生通过触摸大转子顶点预估进钉点后先打入一根导针，然后进行透视，根据透视图像确认进钉位置和进钉方向，若进钉位置和进钉方向不理想，医生通过透视图像预估需要调整的位置和角度，在不拔出第一根导针的情况下打入第二根导针，再次透视查看第二根导针的进钉位置和进钉方向，如此反复，直到经过透视查看，确定打入的导针达到了满意的进钉位置和进钉方向。但依据主观经验第一次打入的导针通常难以到达预期的髓内钉理想进钉点，后期根据透视结果进行的调整过程也大大延长了手术时间，且位置与角度的调整量也无法精确把控，同时还增加了患者与医生的透视次数和辐射量。

据此，本申请实施例提供一种医疗透视设备100，并提供包含该医疗透视设备100以及导航组件200的医疗导航系统10。医疗透视设备100设置有显影定位组件110或者提供显影定位功能，以获得存在位置标识的医学图像，导航组件200可用于引导骨科手术工具的移动，例如可用于引导骨科手术工具移动至髓内钉理想进钉点。

其中，导航组件200内部集成有传感器，该传感器可以是一个六自由度惯性传感器，传感器用于测量导航组件200相对于基准位置的位置偏差(x,y,z)和角度偏差(α,β,γ)。传感器的自身坐标系的定义如图12所示，在设定传感器的基准位置信息之后，再移动传感器，传感器可测量传感器的实时位置相对于基准位置的相对位置信息，即沿着3个坐标轴的位移量(x,y,z)以及各个坐标轴当前方向与基准坐标轴方向的角度偏差(α,β,γ)。其中，传感器集成在导航组件200内部，因此可将传感器的基准位置信息作为导航组件200的基准位置信息，传感器的实时位置信息作为导航组件200的实时位置信息，基准位置信息决定了传感器和/或导航组件200的基准位置，实时位置信息决定了传感器和/或导航组件200的实时位置。其中，在一些实施例中，传感器还可以测量导航组件200的底面相对于绝对水平面的俯仰角。在另一些实施例中，导航组件200也可以通过集成有一个水平仪，通过水平仪测量导航组件200底面相对于绝对水平面的俯仰角。

在图11、图13所示的导航组件200中，该导航组件200设置有数字显示屏幕(以下简称屏幕)，其上显示3个数字，符号“△”表示位移偏差符号，用以指示与之相邻的数值为位移偏差(例如如上所述的第一位移偏差或第二位移偏差)，符号“°”表示其对应的数值为角度，用以指示与之相邻的数值为角度偏差(例如如上所述的第一角度偏差或第二角度偏差)或者俯仰角。

例如，图13所示中，“△3”表示传感器和/或导航组件200的实时位置相对于基准位置的第一位移偏差为3，或者传感器和/或导航组件200的实时位置相对于预期插入位置(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置)的第二位移偏差为3。“18°”表示传感器和/或导航组件200的实时位置相对于基准位置的第一角度偏差为18°，或者传感器和/或导航组件200的实时位置相对于预期插入方向(例如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)的第二角度偏差为18°，“4°”表示俯仰角为4°。

其中，上述第一位移偏差、第二位移偏差、第一角度偏差、以及第二角度偏差的确定，可以结合传感器和/或导航组件200在位于基准位置以及实时位置时，传感器的坐标系确定。记传感器在基准位置的坐标系为Ψ(以下简称基准坐标系)，传感器在实时位置时的坐标系为Ψ’(以下简称当前坐标系)，则可以通过计算当前坐标系Ψ’相对于基准坐标系Ψ的位置偏移和角度偏移，以获得上述第一位移偏差、第二位移偏差、第一角度偏差、第二角度偏差。

例如，以确定第一位移偏差为例，将当前坐标系Ψ’的原点相对于基准坐标系Ψ的原点的位移在基准坐标系Ψ的Z轴上的投影，作为高度差△h，如图14所示，该高度差△h即为上述第一位移偏差；将当前坐标系Ψ’的X轴，即导航组件200的轴线方向所在的坐标轴，在基准坐标系Ψ的XOY平面上的投影，与基准坐标系的X轴的夹角，作为外偏角，如图15所示，该外偏角即为上述第一角度偏差。再例如，将导航组件200的底面所在平面相对于绝对水平面的俯仰角度，作为俯仰角，其中，当尾部(窄端)翘起时该偏差为正值，当头部(宽端)翘起时该偏差为负值，如图16所示。

由于不同部位的髓内钉，如股骨、胫骨、肱骨髓内钉等位置的进钉点的场景类似，以下以股骨近端髓内钉手术为例进行详细阐述。

股骨近端髓内钉手术中患者常用体位为仰卧位，在皮肤切口之后打入导针之前，将导航组件200放置在基准位置，例如放置在患者的患侧股骨近端体表。

将导航组件200放置在基准位置之后，可记录该基准位置的基准位置信息。

一些实施例中，可以通过用户发出触发指令的方式，通过响应该触发指令来记录基准位置信息。例如，医务人员(如医生)通过导航组件200输入触发指令。导航组件200接收到该触发指令，将接收到触发指令时传感器测量的位置信息，作为基准位置信息进行记录。其中，导航组件200接收到该触发指令后，也可以是先初始化传感器，将初始化后的传感器测量的位置信息(即传感器的初始位置信息)，作为基准位置信息进行记录。

其中，记录的基准位置信息，可以包括传感器相对于水平面的基准高度，以及传感器的指定方向(如导航组件200的轴线方向)。以基准位置信息为零位位置信息为例，此时，传感器输出的高度为0值。若导航组件200实时提示第一相对位置信息，则导航组件200的屏幕上的高度差Δh显示为0，外偏角显示为0°，俯仰角接近于0°。

在导航组件200放置在该基准位置的情况下，医护人员利用医疗透视设备100拍摄股骨近端的正位片，获得医学图像，其中，待手术部位，如股骨近端，以及导航组件200的至少部分结构(例如轴线方向)，均能够在医学图像中可视化的显现。

其中，可以是通过将显影定位组件放置在医疗透视设备100的射线发送端与射线接收端的透视通路上后，再利用医疗透视设备100进行拍摄，以获得存在位置标识的医学图像。也可以是通过医疗透视设备100拍摄获得原始医学图像(即不存在位置标识的医学图像)后，通过医疗透视设备100提供的显影定位功能，在原始医学图像上叠加位置标识，获得存在位置标识的医学图像。

获得医学图像后，可基于医学图像，从医学图像的各个位置标识中，选择与预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)平行的角度标识，选择与导航组件200的轴线方向平行的角度标识，并确定这两个角度标识之间的角度值X，该角度值X也是导航组件200的轴线方向与预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)之间的夹角θ，该夹角θ即为目标位置(如髓内钉理想进钉点)与传感器的基准位置之间的目标偏移位置信息。

由于医生在进行骨科手术时，医生明确知晓预计进行骨科手术的位置，例如髓内钉理想进钉点的理想进钉位置位于大转子顶点并靠近股骨颈中轴线的位置，而理想进钉方向则是股骨干轴线外偏5°，以适应主钉的外偏角。

一些实施例中，医生通过查看医学图像，即可以快速确定医学图像中的理想进钉方向，进而可以找到与该理想进钉方向相平行的角度标识，并可以结合显示的导航组件200，确定出导航组件200的轴线方向，进而找到与导航组件200的轴线方向平行的角度标识，并确定这两个角度标识之间的角度值X，而该角度值X也是导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ，从而可以快速、便捷地获得夹角θ。

另一些实施例中，医生通过查看医学图像，即可以快速确定医学图像中的股骨干轴线，进而可以找到与股骨干轴线相平行的角度标识，并可以结合显示的导航组件200，确定出导航组件200的轴线方向，进而找到与导航组件200的轴线方向平行的角度标识，并确定这两个角度标识之间的角度值X，而该角度值X，加上股骨干轴线与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角5°，即可获得夹角θ。

从而，通过医生直接观察的方式，可以无需复杂的图像处理，即可确定预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)与导航组件200位于基准位置时的轴线方向之间的夹角θ，获得目标偏移位置信息。如图21所示中，观察确定出与股骨干轴线相平行的位置标识为角度标识202，与导航组件200处于基准位置时的轴线方向相平行的位置标识为角度标识201，以相邻的两个角度标识之间的夹角为5°为例，则角度标识201与角度标识202之间的夹角X为20°，进而可以确定夹角θ的值为25°。

一些实施例中，预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)以及夹角θ的确定，也可以是由医务人员在医学图像上通过标记测量的方式确定。

例如，一些实施例中，可以由医务人员(如医生)在该医学图像上手动标记预期插入方向(如髓内钉理想进钉点的理想进钉方向)，并利用尺子或者其他能够确定线条之间的平行性的测量工具，测量获得与标记的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向相平行的角度标识，以及与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，并将这两个角度标识之间的角度X，确定为导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ。

再例如，医护人员(如医生)可以通过机械制图的方式，在医学图像中手动标记出股骨干轴线，并利用尺子或者其他能够确定线条之间的平行性的测量工具，测量获得与标记的股骨干轴线相平行的角度标识，以及与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，由于股骨近端的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向是股骨干轴线外偏5°，以适应主钉的外偏角，因此，将这两个角度标识之间的角度X加上5°得到的夹角，即为导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ。

再例如，将获得的医学图像导入图像工作站，在图像工作站利用图像处理的方法，自动识别医学图像中的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向以及导航组件200的轴线方向，并从医学图像中的各角度标识中，分析确定出与识别出的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向相平行的角度标识以及与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，并将这两个角度标识之间的角度X，确定为导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ。

再例如，将获得的医学图像导入图像工作站，在图像工作站利用图像处理的方法，自动识别医学图像中的股骨干轴线以及导航组件200的轴线方向，并从医学图像中的各角度标识中，分析确定出与识别出的股骨干轴线相平行的角度标识以及与导航组件200的轴线方向相平行的角度标识，并结合这两个角度标识之间的角度X，以及股骨干轴线与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的角度(如5°)，确定出导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的角度θ，例如将角度X加上5°得到的夹角，即为导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ。

其中，识别医学图像中的髓内钉理想进钉点的理想进钉方向和/或股骨干轴线的图像处理方法，可以采用模式识别算法或者深度学习智能算法进行实现，本申请实施例不做具体限定。

在获得目标偏移位置信息，例如导航组件200处于基准位置时的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ以后，以由医护人员(如医生)自行观察确定该夹角θ为例，若在医疗导航的过程中是提示第一相对位置信息，则医护人员(如医生)可以自行记录该夹角θ，也可以将该夹角θ输入到导航组件200中。若在医疗导航的过程中是提示第二相对位置信息，则医护人员需要将该夹角θ输入到导航组件200中。

一些实施例中，以通过图像处理的方式确定夹角θ为例，进行图像处理的设备可以是导航组件200或者医疗透视设备100本身，也可以是不同于导航组件200和医疗透视设备100的设备。

若在医疗导航的过程中是提示第一相对位置信息，则进行图像处理的设备可以将该夹角θ进行提示，以供医护人员(如医生)知晓该夹角θ。若进行图像处理的设备是不同于导航组件200和医疗透视设备100的设备，则进行图像处理的设备也可以将夹角θ通过有线或无线的方式传输给导航组件200，也可以是提供给医护人员知晓后，由医护人员将该夹角θ输入到导航组件200中。

若在医疗导航的过程中是提示第二相对位置信息，且进行图像处理的设备是不同于导航组件200和医疗透视设备100的设备，则进行图像处理的设备需要将该夹角θ提供给导航组件200，例如进行图像处理的设备将夹角θ通过有线或无线的方式传输给导航组件200，也可以是进行图像处理的设备将夹角θ提供给医护人员知晓后，由医护人员将该夹角θ输入到导航组件200中。

随后，将导航组件200从患者的患侧股骨近端体表拿开，并将导航组件200与骨科手术工具(如导针或把持器或电钻，以下实施例中以导针为例进行说明)相固定。

以徒手插入导针的方式为例，导航组件200与导针相固定的示意图如图22所示，其中，导航组件200的底部可以设置有凹槽，以直接将导航组件200与导针相固定，导航组件200也可以是通过其他的方式与导针相固定。若插入导针时选择使用把持器或者电钻，可将导航组件200通过磁吸的方式直接安装于把持器或者电钻，以将导航组件200与把持器或电钻相固定，导航组件200与把持器或者电钻相固定的示意图如图23所示。

患者仰卧时，患侧大转子顶点脊状轮廓线大体沿着竖直方向，可被医生从切口中手动触摸到，如图24中放大部分的虚线所示。医生手持固定有导航组件200的导针并使其轴线方向近似位于水平面，导航组件200的屏幕上的俯仰角数值，可辅助医生查看导针是否近似保持水平。

随后医生移动固定有导航组件200的骨科手术工具，并结合导航组件200的提示，将骨科手术工具移动至髓内钉理想进钉点。

在移动骨科手术工具的过程中，导航组件200的传感器实时测量获得实时位置信息。

以通过提示第一相对位置信息将骨科手术工具导航至髓内钉理想进钉点为例，以下结合如上所述的导航组件200的导航过程进行举例说明。

在移动骨科手术工具的过程中，导航组件200基于传感器测量的实时位置信息，确定传感器的实时位置相对于基准位置的高度差ΔH。

将导针尖端放于大转子顶点脊状轮廓最靠近腹侧的顶点上，导航组件200基于传感器测量的实时位置信息，确定的传感器的实时位置相对于基准位置的高度差ΔH为高度差Δh1(若导航组件200对传感器进行了归零处理，则高度差Δh1实际上可为第一参考高度值h1)。

将导针尖端放于大转子顶点脊状轮廓最靠近背侧的顶点上，此时导航组件200基于传感器测量的实时位置信息，确定的传感器的实时位置相对于基准位置的高度差ΔH为高度差Δh2(若导航组件200对传感器进行了归零处理，则高度差Δh2实际上可为第二参考高度值h2)。

医生近似水平地手持导针使其尖端在大转子顶点脊状轮廓上移动，导航组件200实时显示的高度差ΔH将在高度差Δh1至高度差Δh2之间变化。其中，若导航组件200对传感器进行了归零处理，则实际上实时提示的高度值H将在高度值h1至h2之间变化。

其中，若医生选择大转子顶点脊状轮廓的中点作为手术位置点，则当提示的高度差ΔH为(Δh1+Δh2)/2时，或者对传感器进行了归零处理的情况下，提示的高度值H为(h1+h2)/2时，便是大转子顶点脊状轮廓的中点位置，即髓内钉理想进钉点的理想进钉位置。同理，若医生选择大转子顶点脊状轮廓前1/3处作为手术位置点，则当提示的高度差ΔH为(Δh2-Δh1)/3+Δh1(若高度差以整数值显示，可向上或向下取整，以下的实施例中相同)时，或者对传感器进行了归零处理的情况下，提示的高度值H为(h2-h1)/3+h1时，便是髓内钉理想进钉点的理想进钉位置。

在这种方式下，髓内钉理想进钉点的理想进钉位置可以结合实际位置需要，由医生自主判断和选择，因而可适用于不同髓内钉产品进钉位置选择不同的特异化需求。

在确定导针到达了髓内钉理想进钉点的理想进钉位置之后，即可进行角度的调整，以使得导针的进针方向到达髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。

调整时，医生保持导针尖端位于髓内钉理想进钉点的理想进钉位置不变，调整导针外偏角度。导航组件200基于传感器测量的实时位置信息，确定传感器的实时位置相对于基准位置的外偏角，并进行提示。在医生保持导针尖端位于髓内钉理想进钉点的理想进钉位置不变，调整导针外偏角度的过程中，当导航组件200提示的外偏角，为上述确定的导航组件200的轴线方向与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角θ时，此时导针的进针方向到达髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，如图25所示。医生可参考提示的俯仰角，将导针的前倾角调整合适后，再插入导针。

以通过提示第二相对位置信息将骨科手术工具导航至髓内钉理想进钉点为例，以下结合如上所述的导航组件200的导航过程进行举例说明。

在移动骨科手术工具的过程中，导航组件200会将传感器实时测量的实时位置信息中的高度值进行提示。将导针尖端放于大转子顶点脊状轮廓最靠近腹侧的顶点上，一些实施例中，医生通过操作导航组件200或者语音输入等方式发出记录指令，导航组件200记录此时传感器测量的第一参考高度值h1，在另一些实施例中，导航组件200会将该高度值进行提示，医务人员(如医生)可以自行记下此时传感器测量的第一参考高度值h1。

将导针尖端放于大转子顶点脊状轮廓最靠近背侧的顶点上，一些实施例中，医生通过操作导航组件200或者语音输入等方式发出记录指令，导航组件200记录此时传感器测量的第二参考高度值h2。在另一些实施例中，导航组件200会将该高度值进行提示，医务人员(如医生)可以自行记下此时传感器测量的第二参考高度值h2。

随后，在导航组件200记录第一参考高度值h1和第二参考高度值h2的情况下，导航组件200基于第一参考高度值h1和第二参考高度值h2，确定髓内钉理想进钉点的理想进钉位置在垂直于水平面的方向上的高度值H，并记录该高度值H。在医务人员(如医生)自行记下第一参考高度值h1和第二参考高度值h2的情况下，医务人员(如医生)基于自行记下的第一参考高度值h1和第二参考高度值h2，自行确定髓内钉理想进钉点的理想进钉位置在垂直于水平面的方向上的高度值H后，将确定的高度值H输入到导航组件200，由导航组件200记录。

其中，若医生选择大转子顶点脊状轮廓的中点作为手术位置点，则髓内钉理想进钉点的理想进钉位置的高度值H为(h1+h2)/2。同理，若医生选择大转子顶点脊状轮廓前1/3处作为手术位置点，则髓内钉理想进钉点的理想进钉位置的高度值H为(h2-h1)/3+h1。

医生近似水平地手持导针使其尖端在大转子顶点脊状轮廓上移动，在移动过程中，导航组件200结合传感器的实时位置信息，以及记录的高度值H，确定第二位移偏差，并提示该第二位移偏差。

其中，在上述导航过程中，当实时提示的第二位移偏差为0时，确定到达了髓内钉理想进钉点的理想进钉位置。

在这种方式下，在选择确定髓内钉理想进钉点的理想进钉位置后，在移动骨科手术工具的过程中，当实时提示的第二位移偏差为0时，即可确定到达了髓内钉理想进钉点的理想进钉位置，直观且便捷。

在确定导针到达了髓内钉理想进钉点的理想进钉位置之后，即可进行角度的调整，以使得导针的进针方向到达髓内钉理想进钉点的理想进钉方向。

调整时，医生保持导针尖端位于髓内钉理想进钉点的理想进钉位置不变，调整导针外偏角度。其中，导航组件200基于传感器测量的实时位置信息，实时确定传感器的实时位置相对于目标位置的第二角度偏差，即传感器处于实时位置时的指定方向(例如导航组件200的轴线方向)与髓内钉理想进钉点的理想进钉方向之间的夹角，并提示该第二角度偏差。

其中，在医生保持导针尖端位于髓内钉理想进钉点的理想进钉位置不变，调整导针外偏角度的过程中，当导航组件200提示的第二角度偏差为0时，此时导针的进针方向到达髓内钉理想进钉点的理想进钉方向，医生可参考提示的俯仰角，将导针的前倾角调整合适后，再插入导针。

基于如上所述的本申请各实施例提供的医疗导航系统10，基于传感器，通过跟进和提示实时位置对于基准位置的第一高度偏差和/或第一角度偏差，和/或，第二高度偏差和/或第二角度偏差，实现髓内钉理想进钉点的理想进钉位置与理想进钉方向的选取，从根本上实现了手术时的髓内钉理想进钉点的理想进钉位置与理想进钉方向的精准定位，为医生提供实时的位置信息和角度信息，以保证导针能够一次打入成功，无需多次打入导针进行调整。而且，本申请各实施例提供的导航组件200，小巧易用，可大大缩短手术时间，且减少了医生和患者的X射线辐射量，提高了手术质量和手术效率。

基于如上所述的各实施例，本申请实施例还提供一种医学图像处理方法，如图26所示，一些实施例中的医学图像处理方法，包括：

步骤S101：获取存在位置标识的医学图像，存在位置标识的医学图像为导航组件处于基准位置时获得的图像，存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及导航组件的至少部分的图像。

步骤S102：基于存在位置标识的医学图像中的位置标识，获得目标偏移位置信息，目标偏移位置信息为指示导航组件所处的基准位置与目标位置之间的相对位置关系的信息。

其中，目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的导航组件的实时位置信息，确定导航组件的实时位置相对于目标位置的第二相对位置信息，第二相对位置信息，可用于辅助引导骨科手术工具移动至目标位置，实时位置由实时位置信息确定；和/或，目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的导航组件的实时位置相对于基准位置的第一相对位置信息，辅助引导骨科手术工具移动至目标位置。

其中，关于医学图像处理方法的具体实现方式，可以参考上述各实施例中对医疗透视设备和/或医疗导航系统的描述，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然上述涉及的各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，这些流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图27所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种如上所述的医学图像处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述医学图像处理方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述医学图像处理方法中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述医学图像处理方法中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述任一实施例的医学图像处理方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种医疗透视设备，其特征在于，所述医疗透视设备用以生成存在位置标识的医学图像；

所述医疗透视设备包括显影定位组件，和/或，所述医疗透视设备提供显影定位功能；

其中，所述显影定位组件包括有位置标识，所述位置标识能够在医学图像中可视化地显现，所述医疗透视设备进行透视的过程中，所述显影定位组件位于所述医疗透视设备的射线发射端与射线接收端之间的透视通路上，所述医疗透视设备通过透视获得所述存在位置标识的医学图像；

所述显影定位功能为所述医疗透视设备在获得的原始医学图像上叠加位置标识，获得所述存在位置标识的医学图像。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述位置标识包括角度标识和/或距离标识；

所述显影定位组件和/或所述存在位置标识的医学图像上，包括多个所述角度标识，多个所述角度标识包括基准角度标识，以及布设于所述基准角度标识至少一侧的非基准角度标识；

所述显影定位组件和/或所述存在位置标识的医学图像上，包括有至少一组所述距离标识，同一组所述距离标识中的多个所述距离标识等距离设置。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述基准角度标识与所述距离标识垂直设置。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述显影定位组件和/或所述存在位置标识的医学图像上，包括有两组所述距离标识，两组所述距离标识垂直设置。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的设备，其特征在于，包括以下各项中的任意一项：

所述显影定位组件设置于所述医疗透视设备的射线发射端；

所述显影定位组件设置于所述医疗透视设备的射线接收端；

所述医疗透视设备的射线接收端包括影像增强器，所述显影定位组件的位置标识位于所述影像增强器的影像输入屏上。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的设备，其特征在于，所述显影定位功能，为所述医疗透视设备在所述原始医学图像上叠加预设图层，获得所述存在位置标识的医学图像；其中，所述预设图层中存在位置标识。

7.一种医疗导航系统，其特征在于，包括：导航组件，以及如权利要求1至6任意一项所述的医疗透视设备；

所述导航组件的至少部分能够在医学图像中可视化地显现；

所述医疗透视设备生成的存在位置标识的医学图像，为所述导航组件处于基准位置时获得的图像，所述存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及所述导航组件的至少部分的图像；所述位置标识，用以确定目标偏移位置信息，所述目标偏移位置信息用于指示所述基准位置与目标位置之间的相对位置关系；

所述导航组件，用于提示第一相对位置信息和/或第二相对位置信息；所述第一相对位置信息为所述导航组件的实时位置与所述基准位置之间的相对位置信息，所述实时位置由所述实时位置信息确定；所述第二相对位置信息为所述实时位置与所述目标位置之间的相对位置信息，所述第二相对位置信息由所述实时位置信息和所述目标偏移位置信息确定；

所述第一相对位置信息结合所述目标偏移位置信息，和/或，所述第二相对位置信息，可用于辅助引导与所述导航组件相固定的骨科手术工具移动至所述目标位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述目标位置包括髓内钉理想进钉点。

9.一种医学图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取存在位置标识的医学图像，所述存在位置标识的医学图像为导航组件处于基准位置时获得的图像，所述存在位置标识的医学图像包含手术部位的图像、以及所述导航组件的至少部分的图像；

基于所述存在位置标识的医学图像中的位置标识，获得目标偏移位置信息，所述目标偏移位置信息为指示所述导航组件所处的基准位置与目标位置之间的相对位置关系的信息；

其中，所述目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的所述导航组件的实时位置信息，确定所述导航组件的实时位置相对于所述目标位置的第二相对位置信息，所述第二相对位置信息，可用于辅助引导所述骨科手术工具移动至所述目标位置，所述实时位置由所述实时位置信息确定；和/或，所述目标偏移位置信息，用于结合与骨科手术工具相固定的所述导航组件的实时位置相对于所述基准位置的第一相对位置信息，辅助引导所述骨科手术工具移动至所述目标位置。

10.一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由所述处理器执行时，使得所述处理器实现权利要求9所述的方法的步骤。