[發(fā)明專利]骨注冊方法、骨注冊系統(tǒng)、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010102880.9
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111227932B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濤;何超;邵輝;宋彬
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州微創(chuàng)暢行機(jī)器人有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20;A61B17/16;G16H10/60;G16H30/00
• 代理公司: 上海思捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發(fā)明提供一種骨注冊方法、骨注冊系統(tǒng)、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件，獲取可跟蹤元件的開關(guān)滿足相應(yīng)設(shè)定條件時(shí)其末端經(jīng)骨表面進(jìn)行相應(yīng)操作所得到的標(biāo)記點(diǎn)信息；進(jìn)而根據(jù)獲取的所述標(biāo)記點(diǎn)信息結(jié)合預(yù)先獲取的骨影像數(shù)據(jù)進(jìn)行骨表面虛擬重建。如此配置，基于可跟蹤元件的開關(guān)的控制，通過將可跟蹤元件的末端在骨表面進(jìn)行相應(yīng)的操作，即可實(shí)現(xiàn)骨表面虛擬重建，實(shí)現(xiàn)病人物理空間坐標(biāo)系和圖像空間坐標(biāo)系的精確配準(zhǔn)，只需一名操作者即可完成配準(zhǔn)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(yàn)佳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)和方法領(lǐng)域，特別涉及一種骨注冊方法、骨注冊系統(tǒng)、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件。

背景技術(shù)

在常規(guī)的骨科手術(shù)中，外科醫(yī)生需要對人體的解剖結(jié)構(gòu)十分熟悉，僅依靠手、眼系統(tǒng)建立解剖結(jié)構(gòu)，這非常依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)(Computer Assistedorthopaedics surgery，CAOS)則使用計(jì)算機(jī)完成對病人原始數(shù)據(jù)的收集和三維重建，并利用三維模型來引導(dǎo)醫(yī)生的手術(shù)，使得醫(yī)生可以通過對計(jì)算機(jī)上圖像的觀察來了解手術(shù)的進(jìn)程和指導(dǎo)手術(shù)，甚至可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，在經(jīng)過醫(yī)生的確認(rèn)后全自動(dòng)或半自動(dòng)地完成手術(shù)。這種全新的基于圖像導(dǎo)航的手術(shù)方式使得醫(yī)生可以快速、安全和有效地利用醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)完成手術(shù)，而不依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)，提高了手術(shù)的安全性。

現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)中所使用的導(dǎo)航裝置，在術(shù)前配準(zhǔn)時(shí)，通常需要一個(gè)操作者操作可跟蹤元件在患者組織表面進(jìn)行選點(diǎn)，當(dāng)選定特征點(diǎn)時(shí)，示意另一操作者在操作系統(tǒng)中確認(rèn)，完成特征點(diǎn)的匹配。但是這種配準(zhǔn)方法需要至少兩名操作者配合操作，不僅費(fèi)時(shí)而且由于協(xié)同操作的不穩(wěn)定性會(huì)影響特征點(diǎn)確定的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種骨注冊方法、骨注冊系統(tǒng)、骨注冊控制裝置及可跟蹤元件，以解決現(xiàn)有的導(dǎo)航裝置在術(shù)前配準(zhǔn)時(shí)需要至少兩名操作者，費(fèi)時(shí)且不穩(wěn)定等問題。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種骨注冊方法，其包括：

獲取可跟蹤元件的開關(guān)滿足相應(yīng)設(shè)定條件時(shí)其末端經(jīng)骨表面進(jìn)行相應(yīng)操作所得到的標(biāo)記點(diǎn)信息；

根據(jù)獲取的所述標(biāo)記點(diǎn)信息結(jié)合預(yù)先獲取的骨影像數(shù)據(jù)進(jìn)行骨表面虛擬重建。

可選的，在所述骨注冊方法中，所述標(biāo)記點(diǎn)信息基于軟骨表面輪廓數(shù)據(jù)和軟骨厚度數(shù)據(jù)得到；或者，所述標(biāo)記點(diǎn)信息基于硬骨表面輪廓數(shù)據(jù)得到；

所述軟骨表面輪廓數(shù)據(jù)的獲取步驟包括：根據(jù)所述可跟蹤元件的末端于軟骨表面進(jìn)行抵靠操作得到；

所述硬骨表面輪廓數(shù)據(jù)的獲取步驟包括：根據(jù)所述可跟蹤元件的末端于硬骨表面進(jìn)行抵靠操作得到；

所述軟骨厚度數(shù)據(jù)的獲取步驟包括：

獲取所述可跟蹤元件的開關(guān)滿足第一設(shè)定條件時(shí)其末端于軟骨表面一點(diǎn)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(diǎn)處進(jìn)行穿刺操作并至所述開關(guān)滿足第二設(shè)定條件時(shí)，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(shù)據(jù)。

可選的，在所述骨注冊方法中，所述標(biāo)記點(diǎn)信息基于軟骨表面輪廓數(shù)據(jù)和軟骨厚度數(shù)據(jù)得到；所述軟骨表面輪廓數(shù)據(jù)的獲取步驟包括：根據(jù)所述可跟蹤元件的末端于軟骨表面進(jìn)行抵靠操作得到；所述開關(guān)包括位移接觸開關(guān)，所述位移接觸開關(guān)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(shí)的穿刺阻力相適配；所述軟骨厚度數(shù)據(jù)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(diǎn)處進(jìn)行穿刺操作并至所述阻尼器的行程達(dá)到預(yù)定行程時(shí)，所述可跟蹤元件的末端的位置信息；

基于所述阻尼器的剛度和所述位置信息得到所述軟骨厚度數(shù)據(jù)。