[發明專利]骨注冊方法、骨注冊系統、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件

有效

• 申請號: 202010102562.2
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111297475B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李濤;何超;邵輝;宋彬
• 申請（專利權）人: 蘇州微創暢行機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發明提供一種骨注冊方法、骨注冊系統、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件，獲取可跟蹤元件的末端經骨表面進行相應操作所得到的標記點信息；獲取可跟蹤元件的掃描裝置對所述骨表面進行掃描得到的骨影像數據；進而根據獲取的所述標記點信息結合預先獲取的骨影像數據進行骨表面虛擬重建。如此配置，通過將可跟蹤元件的末端在骨表面進行相應的操作，即可實現骨表面虛擬重建，而無需進行術前CT掃描，可避免病人受到輻射傷害，實現病人物理空間坐標系和圖像空間坐標系的精確配準，只需一名操作者即可完成配準工作，且精度高，操作便捷，可顯著提高注冊效率，操作者的操作體驗佳。

技術領域

本發明涉及機器人輔助手術系統和方法領域，特別涉及一種骨注冊方法、骨注冊系統、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件。

背景技術

在常規的骨科手術中，外科醫生需要對人體的解剖結構十分熟悉，僅依靠手、眼系統建立解剖結構，這非常依賴于醫生的經驗。計算機輔助骨科手術(Computer Assistedorthopaedics surgery，CAOS)則使用計算機完成對病人原始數據的收集和三維重建，并利用三維模型來引導醫生的手術，使得醫生可以通過對計算機上圖像的觀察來了解手術的進程和指導手術，甚至可以由計算機進行手術規劃，在經過醫生的確認后全自動或半自動地完成手術。這種全新的基于圖像導航的手術方式使得醫生可以快速、安全和有效地利用醫學數據完成手術，而不依賴于醫生的經驗，提高了手術的安全性。

現有的計算機輔助骨科手術中所使用的導航裝置，在術前配準時，通常需要一個操作者操作可跟蹤元件在患者組織表面進行選點，當選定特征點時，示意另一操作者在操作系統中確認，完成特征點的匹配。但是這種配準方法需要至少兩名操作者配合操作，不僅費時而且由于協同操作的不穩定性會影響特征點確定的準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種骨注冊方法、骨注冊系統、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件，以解決現有的導航裝置在術前配準時需要至少兩名操作者，費時且不穩定等問題。

為解決上述技術問題，根據本發明的第一個方面，提供了一種骨注冊方法，其包括：

獲取可跟蹤元件的末端經骨表面進行相應操作所得到的標記點信息；

獲取可跟蹤元件的掃描裝置對所述骨表面進行掃描得到的骨影像數據；

根據獲取的所述標記點信息結合所述骨影像數據進行骨表面虛擬重建。

可選的，在所述骨注冊方法中，所述標記點信息基于軟骨表面輪廓數據和軟骨厚度數據得到；或者，所述標記點信息基于硬骨表面輪廓數據得到；

所述軟骨表面輪廓數據的獲取步驟包括：根據所述可跟蹤元件的末端于軟骨表面進行抵靠操作得到；

所述硬骨表面輪廓數據的獲取步驟包括：根據所述可跟蹤元件的末端于硬骨表面進行抵靠操作得到；

所述軟骨厚度數據的獲取步驟包括：

獲取所述可跟蹤元件的開關滿足第一設定條件時其末端于軟骨表面一點處的第一位置信息；

獲取所述可跟蹤元件的末端在所述一點處進行穿刺操作并至所述開關滿足第二設定條件時，所述可跟蹤元件的末端的第二位置信息；

基于所述第一位置信息和所述第二位置信息的位置差得到所述軟骨厚度數據。

可選的，在所述骨注冊方法中，所述標記點信息基于軟骨表面輪廓數據和軟骨厚度數據得到；所述軟骨表面輪廓數據的獲取步驟包括：根據所述可跟蹤元件的末端于軟骨表面進行抵靠操作得到；所述可跟蹤元件包括位移接觸開關，所述位移接觸開關包括阻尼器，所述阻尼器的剛度被配置為使所述阻尼器的行程與所述可跟蹤元件的末端在穿刺軟骨層時的穿刺阻力相適配；所述軟骨厚度數據的獲取步驟包括：

獲取所述可跟蹤元件的末端在軟骨表面一點處進行穿刺操作并至所述阻尼器的行程達到預定行程時，所述可跟蹤元件的末端的位置信息；