[發明專利]導航手術系統、計算機可讀存儲介質及電子設備

有效

• 申請號: 202011487498.0
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112618017B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 彭維禮;李濤;何超
• 申請（專利權）人: 蘇州微創暢行機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30;A61B34/00;A61B90/00;G06T7/30;G06T7/70
• 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

1.一種導航手術系統，其特征在于，包括通信連接的機器人系統、導航系統和控制單元，其中；

所述機器人系統包括機械臂，且所述機器人系統具有限定在所述機械臂上的機器人坐標系；

所述導航系統包括導航跟蹤設備和骨靶標，所述骨靶標用于設置在患者身體上的指定位置，且所述導航系統具有能夠被所述導航跟蹤設備所識別的基坐標系和校驗靶標坐標系；所述基坐標系與所述機器人坐標系具有預定的第一轉換關系，所述校驗靶標坐標系與所述基坐標系之間具有預定的第二轉換關系；

所述控制單元被配置為：接收所述校驗靶標坐標系，并根據所述骨靶標的坐標系確定當所述機械臂處于預期位姿時，所述機械臂在所述校驗靶標坐標系下的位置；根據所述機械臂在所述校驗靶標坐標系下的位置、所述第二轉換關系及所述第一轉換關系，得到所述機械臂在所述機器人系統坐標系下的期望位置。

2.根據權利要求1所述的導航手術系統，其特征在于，所述導航系統還包括基座靶標和校驗靶標，所述基座靶標用于構建所述基坐標系，所述校驗靶標用于構建所述校驗靶標坐標系；

所述基座靶標與所述校驗靶標分別固定在不同位置處，且所述校驗靶標較所述基座靶標距離用于承載患者的支撐裝置更近；和/或，

所述校驗靶標的體積較所述基座靶標的體積更小。

3.根據權利要求2所述的導航手術系統，其特征在于，所述控制單元還被配置為：識別所述基座靶標，并根據所述骨靶標確定當所述機械臂處于所述預期位姿時所述機械臂在所述基坐標系下的位置，且根據所述機械臂在所述基坐標系下的位置和所述第一轉換關系得到所述機械臂在所述機器人坐標系下的所述期望位置。

4.根據權利要求1所述的導航手術系統，其特征在于，所述導航系統還包括工具靶標，用于設置在所述機械臂的末端所掛載的末端工具上；

所述控制單元被配置為：驅使所述機械臂運動，同時識別所述工具靶標，并判斷所述機械臂是否抵達所述期望位置。

5.根據權利要求1所述的導航手術系統，其特征在于，所述導航跟蹤設備為光學跟蹤設備。

6.根據權利要求1所述的導航手術系統，其特征在于，所述導航跟蹤設備用于跟蹤所述機械臂的末端在空間中的位置；所述控制單元根據所述機械臂的末端在空間中的位置對所述機械臂執行運動學模型標定，并根據標定后的所述機械臂的模型獲取所述基坐標系與機器人坐標系之間的所述第一轉換關系。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有程序，其特征在于，當所述程序被執行時，所述程序執行如下步驟：

在機械臂上建立機器人坐標系，以及在導航手術系統中建立能夠被導航跟蹤設備識別的基坐標系和校驗靶標坐標系；其中，所述基坐標系與所述機器人坐標系之間具有預定的第一轉換關系，所述校驗靶標坐標系與所述基坐標系之間具有預定的第二轉換關系；

識別所述校驗靶標坐標系，并根據設置在患者身體上的骨靶標的坐標系確定當所述機械臂處于預期位姿時，所述機械臂在所述校驗靶標坐標系下的位置；根據所述第二轉換關系及所述第一轉換關系，將所述機械臂在所述校驗靶標坐標系下的位置轉換為在所述機械臂在所述機器人坐標系下的期望位置。

8.根據權利要求7所述的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述程序還執行如下步驟：

識別所述基坐標系，并根據所述骨靶標的坐標系確定當所述機械臂處于所述預期位姿時所述機械臂在所述基坐標系下的位置；

根據所述第一轉換關系，將所述機械臂在所述基坐標系下的位置轉換為所述機械臂在所述機器人坐標系下的所述期望位置。

9.根據權利要求7所述的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述程序還執行如下步驟：根據所述機械臂的末端在空間中的位置對所述機械臂執行運動學模型標定，并根據標定后的所述機械臂的模型獲取所述基坐標系與機器人坐標系之間的所述第一轉換關系。