[發明專利]導航手術系統及其注冊方法、計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011487518.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112618018A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 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及其注冊方法、計算機可讀存儲介質，所述導航手術系統包括通信連接的機器人系統、導航系統和控制單元；所述機器人系統包括機械臂，且所述機器人系統具有建立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；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；所述導航手術系統被配置為：所述導航跟蹤設備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所述機器人坐標系之間的第一轉換關系。該導航手術系統可提高機械臂的定位準確性，提高手術精度。

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及其注冊方法、計算機可讀存儲介質。

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及其注冊方法、計算機可讀存儲介質，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，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，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；

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；所述控制單元用于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所述機器人坐標系之間的第一轉換關系。

可選地，所述導航系統還包括基座靶標和工具靶標；所述基座靶標用于構建所述基坐標系；所述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；所述導航跟蹤設備用于識別所述工具靶標以跟蹤所述機械臂的末端在空間中的位置。

可選地，在獲取所述第一轉換關系之后，所述控制單元還被配置為：根據所述機械臂的預期位姿獲取所述機械臂在所述機器人坐標系下的期望位置，并將所述期望位置發送至所述機器人系統。

可選地，所述導航系統還包括骨靶標，用于設置在患者身體上的指定位置；

所述控制單元被配置為：根據所述骨靶標的坐標系獲取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；根據所述機械臂在所述基坐標系下的位置以及所述第一轉換關系，獲取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和骨靶標；所述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；所述骨靶標用于設置在患者身體上的指定位置；

所述機械臂在所述機器人坐標系下的期望位置包括第一期望位置和第二期望位置；