[發(fā)明專利]手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711280857.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN108042202B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王少白;張?jiān)?/a>;蘭天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海波城醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/10
• 分類號(hào): A61B34/10;A61B34/20
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 王葉娟;胡晶

本發(fā)明提出一種手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)，包括：手術(shù)機(jī)械臂，相對(duì)固定有A組標(biāo)定體；透視設(shè)備，相對(duì)固定有B組標(biāo)定體，從至少兩個(gè)角度針對(duì)目標(biāo)對(duì)象拍攝形成至少兩個(gè)透視圖像；處理裝置，接收透視圖像，根據(jù)外部輸入指令在圖像中分別選定目標(biāo)投影點(diǎn)，根據(jù)目標(biāo)投影點(diǎn)與光源的位置關(guān)系、及至少目標(biāo)投影點(diǎn)的圖像接收平面之間的位置關(guān)系，確定目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)相對(duì)于B組標(biāo)定體的空間位置，生成實(shí)際點(diǎn)空間位置數(shù)據(jù)；空間立體定位設(shè)備，形成A組標(biāo)定體與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系；控制裝置，根據(jù)三維相對(duì)位置關(guān)系和實(shí)際點(diǎn)空間位置數(shù)據(jù)控制手術(shù)機(jī)械臂移動(dòng)至目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)的空間位置。本發(fā)明的手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)，提高定位自動(dòng)化程度，降低操作復(fù)雜度，定位準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在外科手術(shù)中，采用手術(shù)機(jī)械臂持手術(shù)工具等先進(jìn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)操作，例如手術(shù)機(jī)械臂末端安裝手術(shù)刀進(jìn)行開刀或安裝電鉆進(jìn)行鉆骨等。尤其是在骨科鉆骨手術(shù)中，電鉆鉆頭與骨之間會(huì)產(chǎn)生較大的力而不穩(wěn)定，因而需要借助手術(shù)機(jī)械臂。無論是手術(shù)前，手術(shù)機(jī)械臂需移動(dòng)至患者的病患部位，還是在手術(shù)中，手術(shù)機(jī)械臂根據(jù)需要的進(jìn)刀或進(jìn)鉆軌跡進(jìn)行移動(dòng)，都需要手術(shù)機(jī)械臂的進(jìn)行定位。

目前，實(shí)現(xiàn)手術(shù)定位的方式如下：1)首先對(duì)患者用標(biāo)定件標(biāo)定，然后進(jìn)行CT掃描建立三維模型，根據(jù)建模所得模型來進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，規(guī)劃完成后再進(jìn)行手術(shù)操作；由于需要進(jìn)行CT掃描加建模進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，操作復(fù)雜時(shí)間較長，輻射也大，另外還需對(duì)患者加標(biāo)定件，并且在術(shù)中仍然需要用標(biāo)定件實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，標(biāo)定件占用的位置會(huì)影響手術(shù)進(jìn)行，過遠(yuǎn)則定位精度不高；2)通過手術(shù)工具本身在透視圖像中的顯影來指導(dǎo)移動(dòng)，直至定位到手術(shù)工具至患者的病患部位，定位過程時(shí)間較長，輻射較大，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位，而且由于手術(shù)工具本身的顯影面積較大，容易定位不準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)，提高定位自動(dòng)化程度，降低操作復(fù)雜度，定位準(zhǔn)確。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種手術(shù)機(jī)械臂定位系統(tǒng)，包括：

手術(shù)機(jī)械臂，其上相對(duì)固定有A組標(biāo)定體；

透視設(shè)備，其上相對(duì)固定有B組標(biāo)定體，從至少兩個(gè)角度針對(duì)目標(biāo)對(duì)象拍攝形成至少兩個(gè)透視圖像；

處理裝置，接收所述透視設(shè)備的透視圖像，根據(jù)外部輸入指令在所述至少兩個(gè)透視圖像中分別選定目標(biāo)投影點(diǎn)，每個(gè)透視圖像中的目標(biāo)投影點(diǎn)均為對(duì)應(yīng)拍攝方向下的光源將目標(biāo)對(duì)象上的同一目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)投影至對(duì)應(yīng)圖像接收平面上的點(diǎn)，根據(jù)至少兩個(gè)目標(biāo)投影點(diǎn)與光源的位置關(guān)系、及所述至少兩個(gè)目標(biāo)投影點(diǎn)的圖像接收平面之間的位置關(guān)系，確定所述同一目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)相對(duì)于B組標(biāo)定體的空間位置，生成實(shí)際點(diǎn)空間位置數(shù)據(jù)；

空間立體定位設(shè)備，用以捕獲所述A組標(biāo)定體與所述B組標(biāo)定體的空間位置，形成A組標(biāo)定體與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系；

控制裝置，連接所述處理裝置和空間立體定位設(shè)備，接收所述處理裝置的實(shí)際點(diǎn)空間位置數(shù)據(jù)和所述空間立體定位設(shè)備的三維相對(duì)位置關(guān)系，根據(jù)所述三維相對(duì)位置關(guān)系和實(shí)際點(diǎn)空間位置數(shù)據(jù)控制所述手術(shù)機(jī)械臂移動(dòng)至所述目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)的空間位置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述處理裝置包括：

圖像采集處理模塊，用以接收所述透視設(shè)備的兩個(gè)透視圖像，接收外部輸入指令，根據(jù)外部輸入指令在每個(gè)透視圖像中選定一目標(biāo)投影點(diǎn)；

關(guān)系映射模塊，用以根據(jù)透視設(shè)備兩個(gè)拍攝角度的空間變化關(guān)系確定兩個(gè)圖像接收平面之間的位置關(guān)系，通過此位置關(guān)系將其中一圖像接收平面上的目標(biāo)投影點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)拍攝角度下的光源之間的位置關(guān)系映射為相對(duì)于另一圖像接收平面的位置關(guān)系，以確定兩個(gè)目標(biāo)投影點(diǎn)與各自光源之間的投影線相交處的同一目標(biāo)實(shí)際點(diǎn)相對(duì)于所述另一圖像接收平面的空間位置；