本发明涉及图像处理，尤其涉及一种假体安装校准系统及其使用方法。
背景技术：
1、在骨科手术中，经常需要安装假体，如在临床中的应用越来越广泛的髋关节置换手术，在手术过程中对假体的安装精度要求较高，并且一般假体位置安装的越精确，手术的成功率越高，后续的后遗症及并发症的概率也越低。因此如何评估假体安装位置的精确度，及如何更好的调整假体位置，接近甚至达到最佳的安装位置是手术可靠性的重要指标。
2、在髋关节置换手术过程中，我们经常通过拍摄髋关节置换前后的正位二维图像进行假体安装位置判断；一般在髋关节置换手术前，我们会通过拍摄ct或cbct三维影像对患者髋关节部位进行诊断作为评估基准。但是在术后由于病人处于麻醉状态，因此无法让病人配合拍摄标准的正位二维图像，需要医生通过不断地试拍，找到最接近正位的体位进行拍摄，将其与术前的正位二维图像进行对比，判断假体放置位置是否符合要求，延长了手术时间，增加操作难度，医生无法进行快速判断。因此，如何能够有效利用术前ct或cbct的三维影像，帮助评估或提升假体安装位置的准确性，具有极大的临床应用价值。
技术实现思路
1、发明目的：针对上述不足，本发明提供一种假体安装校准系统及其使用方法，解决了现有技术中，无法高效调节c臂机拍摄置换假体后的正侧位二维图像，以及无法有效判断假体安装位置精度及提升假体安装精度的问题，保证了假体安装精度的稳定可靠。
2、技术方案：本发明提供一种假体安装校准系统，包括：
3、角度传感器，安装于患者患处术区外，用于获取患者患处平面与地面的倾角；
4、影像设备，用于获取患者的术前影像；
5、c臂机，用于获取患者平躺时的正侧位二维图像和实际假体安装的正位二维图像；
6、上位机，用于将患者平躺时的正侧位二维图像和术前影像进行配准，将配准结果应用至医生规划安装假体模型的术前影像，得到理想假体安装的正位二维图像；
7、所述上位机根据实际假体安装与理想假体安装的正位二维图像，计算实际假体安装与理想假体安装之间的偏差角度，并判断其是否小于设定阈值，若小于，则假体安装满足要求；否则调整假体的安装位置，直至所述偏差角度小于设定阈值。
8、具体地，所述将患者平躺时的正侧位二维图像和术前影像进行配准，具体为：
9、所述上位机对术前影像以设定的初始投影方向开始，绕解剖坐标系的上下轴，以设定角度步长旋转，并在每次旋转后对术前影像进行前向投影，得到若干组相互对应的正侧位二维图像，计算各组正侧位二维图像与患者平躺时的正侧位二维图像之间的相似度，获取其中相似度最大时对应的一组正侧位二维图像所对应的绕解剖坐标系的上下轴的旋转角度，即为所求的翻转角度，完成配准。
10、更具体地，所述设定角度步长取0.1°至2°之间。
11、更具体地，所述的二维图像之间的相似度采用互信息熵。
12、具体地，所述c臂机在假体安装时根据角度传感器得到的患者患处平面与地面的倾角，调节其滑转角度，并在调节后获取对应的正位二维图像，得到实际假体安装的正位二维图像。
13、具体地，所述上位机计算实际假体安装与理想假体安装之间的偏差角度，具体为：
14、根据安装的假体模型的尺寸得到臼杯底面的直径；
15、分别获取：
16、理想假体安装与实际假体安装的正位二维图像中，臼杯底面直径的像素尺寸及臼杯底面到其顶面最顶端之间距离的像素尺寸；
17、将前述臼杯底面到其顶面最顶端之间距离的像素尺寸转换为物理尺寸，据此计算理想假体安装与实际假体安装对应的物理尺寸之间的偏差，结合假体模型中臼杯底面的直径计算得到实际假体安装与理想假体安装之间的偏差角度。
18、具体地，所述设定阈值设为5°。
19、本发明还提供一种基于前述的假体安装校准系统的使用方法，包括步骤：
20、s1、在患者上安装用于采集患者患处平面与地面的倾角的角度传感器，影像设备获取患者的术前影像，医生在术前影像上规划假体模型的安装位置；
21、s2、通过c臂机采集患者平躺时的正侧位二维图像，上位机将患者平躺时的正侧位二维图像和术前影像进行配准，将配准结果应用至医生规划安装假体模型的术前影像，得到理想假体安装的正位二维图像；
22、s3、通过角度传感器获取安装假体后患者患处平面与地面的倾角，c臂机据此调节其滑转角度，并在调节后获取对应的正位二维图像，得到实际假体安装的正位二维图像；
23、s4、上位机结合s3和s2计算得到实际假体安装与理想假体安装之间的偏差角度，并判断其是否小于设定阈值，若小于，则假体安装满足要求，安装结束；否则调整假体的安装位置，并返回s3。
24、有益效果：本发明可以对实际假体安装的正位二维图像与理想情况下假体模型安装的正位二维图像进行比对，以判断假体安装或调整是否到位，并在不到位时进行调整，从而实现假体安装的校准，进而可以提升假体安装位置的准确性。
1.一种假体安装校准系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述上位机将患者平躺时的正侧位二维图像和术前影像进行配准，具体为：
3.根据权利要求2所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述设定角度步长取0.1°至2°之间。
4.根据权利要求2所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述的二维图像之间的相似度采用互信息熵。
5.根据权利要求1所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述c臂机在假体安装时根据角度传感器得到的患者患处平面与地面的倾角，调节其滑转角度，并在调节后获取对应的正位二维图像，得到实际假体安装的正位二维图像。
6.根据权利要求1所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述上位机计算实际假体安装与理想假体安装之间的偏差角度，具体为：
7.根据权利要求1所述的假体安装校准系统，其特征在于，所述设定阈值设为5°。
8.一种基于权利要求1-7任一所述的假体安装校准系统的使用方法，其特征在于，包括步骤：
