[發(fā)明專利]位姿信息確定方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110560368.3
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113288358B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宏;沙洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B34/30;A61B34/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實施例公開了一種位姿信息確定方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)方法包括：獲取穿刺針的初始固定位姿信息，并確定近鄰穿刺針的末端旋轉(zhuǎn)部件的垂直于末端旋轉(zhuǎn)部件底面的中心軸和初始固定位姿信息，確定初始平面；其中，初始固定位姿信息包括穿刺針與病灶接觸點的接觸位置信息和穿刺針?biāo)鶎俚拇┐提樦本€以及穿刺針直線在基坐標(biāo)系下的角度信息；確定初始平面與水平面的初始交線信息，并根據(jù)初始交線信息和目標(biāo)預(yù)設(shè)直線信息，確定末端旋轉(zhuǎn)部件的初始旋轉(zhuǎn)位姿信息；其中，初始旋轉(zhuǎn)位姿信息為在工具坐標(biāo)系下確定出的信息；根據(jù)初始固定位姿信息和初始旋轉(zhuǎn)位姿信息，確定各旋轉(zhuǎn)部件的目標(biāo)位姿信息，以提高穿刺的效率和準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及機(jī)械臂控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種位姿信息確定方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

穿刺手術(shù)主要通過細(xì)針局部穿刺，抽取體腔內(nèi)積液等?，F(xiàn)今常用的穿刺如腹腔穿刺、胸腔穿刺、骨髓穿刺、腰椎穿刺等。穿刺手術(shù)的創(chuàng)口較小，易于患者恢復(fù)。

穿刺設(shè)備的機(jī)械臂可以由醫(yī)生進(jìn)行人為調(diào)節(jié)，這樣，靈活性更高，需要醫(yī)生在進(jìn)行穿刺手術(shù)前，對穿刺設(shè)備的機(jī)械臂各個關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，以使穿刺針處于病灶區(qū)域。而且在手術(shù)過程中，若是機(jī)械臂各個關(guān)節(jié)遮擋了醫(yī)生的視線等，還需要醫(yī)生對機(jī)械臂進(jìn)行調(diào)整，避免影響醫(yī)生的工作，增加了手術(shù)的復(fù)雜度。也可以由醫(yī)生確定穿刺針插入體腔的位置，由計算機(jī)控制機(jī)械臂各個關(guān)節(jié)的位姿，方便醫(yī)生的操作，但是，這種情況下，很可能出現(xiàn)機(jī)械臂的某關(guān)節(jié)的運(yùn)動位姿干擾到醫(yī)生的工作，進(jìn)而，影響到手術(shù)的效果，嚴(yán)重的情況下，可能影響到患者的生命安全。所以，需要一種穿刺設(shè)備的機(jī)械臂的位姿信息確定方法，在穿刺手術(shù)前，對機(jī)械臂進(jìn)行位姿的調(diào)整確定，避免手術(shù)過程中干擾到醫(yī)生的工作，進(jìn)而影響穿刺手術(shù)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種位姿信息確定方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，以實現(xiàn)對手術(shù)過程中穿刺裝置的位姿的確定，從而提高穿刺的效率和準(zhǔn)確率。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種位姿信息確定方法，應(yīng)用于穿刺設(shè)備，所述穿刺設(shè)備包括機(jī)械臂、基座和穿刺針，所述機(jī)械臂的一端設(shè)置在基座上，另一端與所述穿刺針相連接；所述機(jī)械臂包括至少兩個旋轉(zhuǎn)部件，所述方法包括：

獲取所述穿刺針的初始固定位姿信息，并確定近鄰所述穿刺針的末端旋轉(zhuǎn)部件的垂直于末端旋轉(zhuǎn)部件底面的中心軸和所述初始固定位姿信息，確定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺針與病灶接觸點的接觸位置信息和所述穿刺針?biāo)鶎俚拇┐提樦本€以及所述穿刺針直線在基坐標(biāo)系下的角度信息；

確定所述初始平面與水平面的初始交線信息，并根據(jù)所述初始交線信息和目標(biāo)預(yù)設(shè)直線信息，確定所述末端旋轉(zhuǎn)部件的初始旋轉(zhuǎn)位姿信息；其中，所述初始旋轉(zhuǎn)位姿信息為在所述工具坐標(biāo)系下確定出的信息；

根據(jù)所述初始固定位姿信息和所述初始旋轉(zhuǎn)位姿信息，確定各旋轉(zhuǎn)部件的目標(biāo)位姿信息。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種位姿信息確定裝置，配置于穿刺設(shè)備，所述穿刺設(shè)備包括機(jī)械臂、基座和穿刺針，所述機(jī)械臂的一端設(shè)置在基座上，另一端與所述穿刺針相連接；所述機(jī)械臂包括至少兩個旋轉(zhuǎn)部件，所述裝置包括：

初始平面確定模塊，用于獲取所述穿刺針的初始固定位姿信息，并確定近鄰所述穿刺針的末端旋轉(zhuǎn)部件的垂直于末端旋轉(zhuǎn)部件底面的中心軸和所述初始固定位姿信息，確定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺針與病灶接觸點的接觸位置信息和所述穿刺針?biāo)鶎俚拇┐提樦本€以及所述穿刺針直線在基坐標(biāo)系下的角度信息；

初始旋轉(zhuǎn)位姿信息確定模塊，用于確定所述初始平面與水平面的初始交線信息，并根據(jù)所述初始交線信息和目標(biāo)預(yù)設(shè)直線信息，確定所述末端旋轉(zhuǎn)部件的初始旋轉(zhuǎn)位姿信息；其中，所述初始旋轉(zhuǎn)位姿信息為在所述工具坐標(biāo)系下確定出的信息；

目標(biāo)位姿信息確定模塊，用于根據(jù)所述初始固定位姿信息和所述初始旋轉(zhuǎn)位姿信息，確定各旋轉(zhuǎn)部件的目標(biāo)位姿信息。