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申请/专利权人：杭州柳叶刀机器人有限公司

摘要：本发明公开一种髋臼打磨的动态上色方法，包括：根据臼杯模型生成两个半球壳模型hemisphere_0和hemisphere_1，其中hemisphere_1比hemisphere_0大一定缓冲距离；将臼杯模型移动至髋臼模型的预定位置，并应用变换矩阵于两个半球壳模型；利用vtkbool模组计算生成待打磨区域Green、警示区域Red；在导航式打磨过程中，通过实时差集运算更新髋臼模型，并利用VTK库函数根据预设模板区域动态设置模型表面颜色，实现精准磨削与可视化警示；本发明减少了vtkbool模组的调用次数，降低了对vtkbool库的依赖度，提高了运算效率和系统稳定性。

主权项：1.一种髋臼打磨的动态上色方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据臼杯模型cup生成两个半球壳表面网格模型，分别记为hemisphere_0和hemisphere_1，其中，hemisphere_0的半径与cup的最外层相同，而hemisphere_1的半径则比hemisphere_0大一个指定的缓冲距离n；S2、将臼杯模型cup移动至髋臼模型bone的预定位置，获得其变换矩阵T，并应用变换矩阵T于hemisphere_0和hemisphere_1；S3、通过vtkbool模组，计算并生成髋臼模型bone中的待打磨区域Green、警示区域Red；S4、在导航式髋臼打磨过程中，使用磨削头模型reamer对髋臼模型bone进行磨削，通过实时差集运算更新髋臼模型bone，并利用VTK库函数根据预设的模板区域动态设置模型表面颜色，实现精准磨削与可视化警示；步骤S4中，所述在导航式髋臼打磨过程中，使用磨削头模型reamer对髋臼模型bone进行磨削，包括：S4.1、在磨削器械与患者髋臼上分别刚性固连光学追踪阵列；S4.2、通过定位相机实时回传定位相机坐标系Fcamera至器械追踪阵列坐标系FtoolRF的转换矩阵TcameraToToolRF，以及Fcamera至骨追踪阵列坐标系FboneRF的转换矩阵TcameraToBoneRF；S4.3、进行图像配准操作，将上述两个转换矩阵用于图像导航定位，以确保真实世界中患者髋臼与磨削器械的相对位置关系在图像空间中与髋臼模型与磨削器械模型的相对位置关系保持一致；S4.4、对真实世界中的磨削器械进行移动，利用建立的图像导航定位关系，实时更新图像中髋臼模型与磨削器械模型的位置，使得两者在图像空间中的相对位置关系与真实世界中的相对位置关系保持同步；所述通过实时差集运算更新髋臼模型bone，包括：S4.5、监测reamer位置的变化，使用vtkbool模组对bone与reamer进行差集运算，生成新的髋臼模型表面网格数据；S4.6、将新生成的表面网格数据重新赋值给髋臼模型bone，完成模型更新；所述利用VTK库函数根据预设的模板区域动态设置模型表面颜色，包括：S4.7、调用VTK库的vtkSelectEnclosedPoints函数，遍历更新后的髋臼模型bone的每一个网格顶点；S4.8、对于髋臼模型bone的每一个网格顶点，根据其与待打磨区域Green、警示区域Red的空间位置关系，设置相应的颜色标量；步骤S4.8具体包括：S4.8.1、若bone的某一个网格顶点位于待打磨区域Green的表面或内部，将该点的RGB标量设为绿色[0,1,0]；S4.8.2、若bone的某一个网格顶点位于警示区域Red内部，将该点的RGB标量设为红色[1,0,0]；S4.8.3、若bone的某一个网格顶点不位于上述两个区域，将该点的RGB标量设为白色[1,1,1]，从而实现动态上色。

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