[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

本發明提供了一種導航手術系統、計算機可讀存儲介質及電子設備，包括通信連接的機器人系統、導航系統和控制單元，機器人系統包括機械臂，機器人系統具有在機械臂上的機器人坐標系；導航系統包括導航跟蹤設備和骨靶標，導航系統具有能夠被導航跟蹤設備識別的基坐標系和校驗靶標坐標系；基坐標系與機器人坐標系具有預定的第一轉換關系，校驗靶標坐標系與基坐標系之間具有預定的第二轉換關系；控制單元識別校驗靶標坐標系，根據骨靶標的坐標系確定機械臂處于預期位姿時機械臂在校驗靶標坐標系下的位置；根據機械臂在校驗靶標坐標系下的位置、第二轉換關系及第一轉換關系得到機械臂在機器人系統坐標系下的期望位置，確保手術精度，擴大術中操作空間。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，具體涉及一種導航手術系統計算機可讀存儲介質及電子設備。

背景技術

膝關節骨性關節炎是一種常見骨科疾病，臨床主要表現為膝關節腫痛、腫脹、僵硬等。膝關節骨性關節炎的誘因較多，患者若不能得到及時有效的醫治，易引發肌肉萎縮、膝關節畸形等一系列并發癥，嚴重影響患者的身心健康及生活質量。全膝關節置換術(totalknee arthroplasty，TKA)是目前治療晚期膝關節骨性關節炎最有效的手段，其可以緩解患者的膝關節疼痛、恢復膝關節活動度，極大地改善患者的術后生活質量。

現有技術中，通常采用骨科手術機器人系統進行全膝關節置換術，并利用工具靶標、基座靶標等多個靶標來確定手術機器人與導航系統之間的坐標系關系，但仍存在機器人之機械臂在術中定位不準確的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種導航手術系統、計算機可讀存儲介質及電子設備，旨在提高術中機器人系統之機械臂的定位準確性，進而提升手術精度。

為實現上述目的，本發明提供的一種導航手術系統，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。

可選地，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。

可選地，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，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。

可選地，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。

可選地，所述導航跟蹤設備為光學跟蹤設備。