[發(fā)明專利]全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)、控制方法及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010177303.6
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111345895B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐子昂;劉春燕;王戰(zhàn);韓佳奇;鄧明明;張淼;徐進;周一新;楊德金;唐浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20
• 代理公司: 北京律和信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11446
• 代理人: 張梅珍;蘇捷

本申請?zhí)峁┮环N全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)、控制方法、電子設(shè)備以及計算機可讀介質(zhì)。該輔助系統(tǒng)包括：術(shù)前規(guī)劃系統(tǒng)，用于制定術(shù)前規(guī)劃，術(shù)前規(guī)劃數(shù)據(jù)包括膝關(guān)節(jié)圖像；術(shù)中規(guī)劃系統(tǒng)，用于制定術(shù)中規(guī)劃，其中，將所述術(shù)前規(guī)劃中的膝關(guān)節(jié)圖像與術(shù)中確定的患者膝關(guān)節(jié)表面輪廓進行圖像配準；獲取連續(xù)屈伸角度下的膝關(guān)節(jié)動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)；可視化顯示動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)圖；根據(jù)所述動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)圖的可視化顯示，調(diào)整假體規(guī)劃，得到術(shù)中規(guī)劃；執(zhí)行系統(tǒng)，其中，根據(jù)所述術(shù)中規(guī)劃，引導(dǎo)安裝于手術(shù)機器人機械臂操作端的截骨引導(dǎo)器位于規(guī)劃中的預(yù)定位置，所述截骨引導(dǎo)器用于對截骨鋸進行定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)、控制方法、電子設(shè)備以及計算機可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)

近年來,全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty,TKA)作為治療嚴重膝關(guān)節(jié)疼痛、畸形、功能障礙的一種有效的臨床術(shù)式,在國內(nèi)外得到了廣泛的開展。人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)的操作往往根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗和估算來決定，很難保證假體與患者股骨和脛骨配合的精準度。

與傳統(tǒng)關(guān)節(jié)置換手術(shù)相比，手術(shù)機器人可術(shù)前進行個體化建模、測量和設(shè)計，保證術(shù)中精確安全操作，從而輔助完成個體化、精準化的人工關(guān)節(jié)置換，極大降低了患者因精準化問題造成的術(shù)后兩腿長度不一、關(guān)節(jié)脫位、假體松動等情況的發(fā)生率。

醫(yī)學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，目前手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)尚存在很多不足，例如圖像未能完全配準、光學(xué)跟蹤定位偏差、機器人運動誤差等，這些因素導(dǎo)致機器人輔助系統(tǒng)最終的操作不準確，不能保證良好力線的重建，造成術(shù)后患者的不適感，同時影響假體的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本申請旨在提供一種具有更高精準度的全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)、控制方法、電子設(shè)備以及計算機可讀介質(zhì),以指導(dǎo)醫(yī)生更準確地截骨。

本申請的其該用戶特性和優(yōu)點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習(xí)得。

根據(jù)本申請的一個方面，提供一種全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機器人輔助系統(tǒng)控制方法，包括：

生成術(shù)前規(guī)劃，術(shù)前規(guī)劃數(shù)據(jù)包括患者膝關(guān)節(jié)的圖像；

生成術(shù)中規(guī)劃，其中，將所述術(shù)前規(guī)劃的膝關(guān)節(jié)圖像與術(shù)中確定的患者膝關(guān)節(jié)表面輪廓進行圖像配準；獲取連續(xù)屈伸角度下的膝關(guān)節(jié)動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)；可視化顯示所述動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)圖；根據(jù)所述動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)的可視化顯示，調(diào)整假體規(guī)劃；

根據(jù)調(diào)整后的假體規(guī)劃控制手術(shù)機器人的操作，引導(dǎo)截骨引導(dǎo)器位于規(guī)劃中的預(yù)定位置，所述截骨引導(dǎo)器安裝于所述手術(shù)機器人的機械臂的操作端，用于對截骨鋸進行定位。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述獲取連續(xù)屈伸角度下的膝關(guān)節(jié)動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)，包括：

采集下肢連續(xù)屈伸過程中膝關(guān)節(jié)的運動軌跡信息；

根據(jù)所述運動軌跡信息，計算下肢連續(xù)屈伸角度下的間距和力線角度。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述調(diào)整假體規(guī)劃包括：

接收用戶交互的假體位置調(diào)整信息；

重新計算間距力線并刷新所述動態(tài)間距力線數(shù)據(jù)圖。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述假體位置信息包括：內(nèi)外翻角度、內(nèi)外旋角度、前后傾角度、豎向平移距離、橫向平移距離中的至少一種。

根據(jù)本申請的一些實施例，還包括在生成術(shù)中規(guī)劃之前對術(shù)前規(guī)劃進行可視化調(diào)整。

根據(jù)本申請的一些實施例，還包括：

在所述根據(jù)調(diào)整后的假體規(guī)劃控制手術(shù)機器人的操作之前，在人機交互界面中模擬引導(dǎo)機械臂，使得所述截骨引導(dǎo)器到達規(guī)劃位置且所述截骨引導(dǎo)器的通槽與相應(yīng)截骨平面對準。