[發(fā)明專利]微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711280858.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107997822B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王少白;張?jiān)?/a>;蘭天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海卓夢(mèng)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): 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: 胡晶

1.一種微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：內(nèi)窺鏡，標(biāo)記定位結(jié)構(gòu)，B組標(biāo)定體，手術(shù)機(jī)械臂，三維空間定位裝置及控制裝置；

所述內(nèi)窺鏡用以針對(duì)手術(shù)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控；

所述標(biāo)記定位結(jié)構(gòu)包括相對(duì)位置關(guān)系固定的A組標(biāo)定體和定位針部；所述定位針部用以進(jìn)入到手術(shù)區(qū)域，并在所述內(nèi)窺鏡的監(jiān)控作用下選定手術(shù)部位；所述A組標(biāo)定體位于人體外側(cè)，至少在選定手術(shù)部位時(shí)能夠被所述三維空間定位裝置感測(cè)；

所述B組標(biāo)定體相對(duì)固定在所述手術(shù)機(jī)械臂上；

所述三維空間定位裝置用以捕獲所述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；

所述控制裝置用以根據(jù)所述A組標(biāo)定體與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系及所述A組標(biāo)定體和定位針部的相對(duì)位置關(guān)系，確定所述定位針部選定的手術(shù)部位與所述B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，依此控制所述手術(shù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；

其中，

所述手術(shù)部位為點(diǎn)、線、或區(qū)域，其中，

所述手術(shù)部位為點(diǎn)時(shí)，所述定位針部在所述內(nèi)窺鏡的監(jiān)控作用下選定目標(biāo)點(diǎn)，所述三維空間定位裝置捕獲此時(shí)的A組標(biāo)定體和B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，所述控制裝置根據(jù)該三維相對(duì)位置關(guān)系及所述A組標(biāo)定體和定位針部的相對(duì)位置關(guān)系計(jì)算該目標(biāo)點(diǎn)與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，從而控制手術(shù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；

所述手術(shù)部位為線時(shí)，所述定位針部在所述內(nèi)窺鏡的監(jiān)控作用下選定此線上的兩個(gè)以上目標(biāo)點(diǎn)而確定相應(yīng)目標(biāo)線，每選定一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)、所述三維空間定位裝置均捕獲一次的A組標(biāo)定體和B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，所述控制裝置根據(jù)各次的三維相對(duì)位置關(guān)系及所述A組標(biāo)定體和定位針部的相對(duì)位置關(guān)系計(jì)算各選定的目標(biāo)點(diǎn)與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，從而控制手術(shù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；

所述手術(shù)部位為區(qū)域時(shí)，所述定位針部在所述內(nèi)窺鏡的監(jiān)控作用下選定此區(qū)域上的若干目標(biāo)點(diǎn)而確定相應(yīng)目標(biāo)區(qū)域，每選定一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)、所述三維空間定位裝置均捕獲一次的A組標(biāo)定體和B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，所述控制裝置根據(jù)各次的三維相對(duì)位置關(guān)系及所述A組標(biāo)定體和定位針部的相對(duì)位置關(guān)系計(jì)算各選定的目標(biāo)點(diǎn)與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系，從而控制手術(shù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；

其中，所述手術(shù)部位為線或區(qū)域時(shí)，所述控制裝置還用以對(duì)各選定的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行線擬合或曲面擬合，以確定擬合的線或區(qū)域與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系。

2.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括手術(shù)工具或手術(shù)輔助工具，固定在所述手術(shù)機(jī)械臂上；所述控制裝置根據(jù)所述定位針部選定的手術(shù)部位控制所述手術(shù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)所述手術(shù)工具移動(dòng)至所述手術(shù)部位處、或帶動(dòng)所述手術(shù)輔助工具移動(dòng)至離所述手術(shù)部位指定距離處。

3.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述A組標(biāo)定體和B組標(biāo)定體均具有至少三個(gè)標(biāo)定體，每組中的至少三個(gè)標(biāo)定體之間共面而不共線。

4.如權(quán)利要求3所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置或所述三維空間定位裝置，根據(jù)三維空間定位裝置測(cè)得的每組三個(gè)標(biāo)定體的空間位置建立該組標(biāo)定體局部O-XYZ坐標(biāo)系，坐標(biāo)中心X軸方向定義為方向,Y軸方向定義為方向，Z軸方向定義為方向。

5.如權(quán)利要求4所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)所述A組標(biāo)定體與B組標(biāo)定體的三維相對(duì)位置關(guān)系將兩者的局部坐標(biāo)系映射轉(zhuǎn)換至統(tǒng)一坐標(biāo)系下，從而根據(jù)所述A組標(biāo)定體與所述定位針部的相對(duì)位置關(guān)系確定所述定位針部選定的手術(shù)部位在所述統(tǒng)一坐標(biāo)系中的位置，及根據(jù)所述B組標(biāo)定體與所述手術(shù)機(jī)械臂的待定位點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系確定所述手術(shù)機(jī)械臂的待定位點(diǎn)在所述統(tǒng)一坐標(biāo)系中的位置。

6.如權(quán)利要求5所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述統(tǒng)一坐標(biāo)系為手術(shù)機(jī)械臂的內(nèi)建坐標(biāo)系、或根據(jù)所述B組標(biāo)定體確定的坐標(biāo)系。

7.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)記定位結(jié)構(gòu)還包括板結(jié)構(gòu)；所述定位針部設(shè)置在所述板結(jié)構(gòu)的延伸面上；所述A組標(biāo)定體包括至少三個(gè)標(biāo)定體，各個(gè)所述標(biāo)定體設(shè)置在所述板結(jié)構(gòu)上，且與所述定位針部之間的間距不等。

8.如權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)手術(shù)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述三維空間定位裝置通過(guò)雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。