[發(fā)明專利]自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的方法、系統(tǒng)和手術(shù)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110777345.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113509296B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳龍;曾致賢;劉強(qiáng);陳超民;謝強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢聯(lián)影智融醫(yī)療科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B34/20
• 分類(lèi)號(hào): A61B34/20;A61B34/30;A61F2/46
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 郭德霞

1.一種手術(shù)機(jī)器人，其特征在于，包括：

運(yùn)動(dòng)模塊，包括機(jī)械臂，用于帶動(dòng)髖臼杯運(yùn)動(dòng)；

位姿獲取模塊，包括髖臼杯位姿單元和髖臼窩位姿單元，用于通過(guò)所述髖臼杯位姿單元實(shí)時(shí)獲取髖臼杯的當(dāng)前位姿信息以及通過(guò)所述髖臼窩位姿單元實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)對(duì)象的髖臼窩的當(dāng)前位姿信息，所述髖臼杯位姿單元為設(shè)置于機(jī)械臂上的第二光學(xué)陣列，所述髖臼窩位姿單元為放置于髖臼窩附近的第三光學(xué)陣列；

控制器，用于生成觸發(fā)自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的模式的位姿隨動(dòng)信號(hào)；基于所述位姿隨動(dòng)信號(hào)，根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息，調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合：

其中，調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合包括：

控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)，在檢測(cè)到基于外力生成的位姿調(diào)整信號(hào)時(shí)，獲取髖臼杯的當(dāng)前位姿信息與目標(biāo)對(duì)象的髖臼窩的當(dāng)前位姿信息，以及根據(jù)髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和髖臼窩的當(dāng)前位姿信息控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)，以使髖臼杯的中心軸與髖臼窩的中心軸重合，所述外力為所述髖臼杯碰觸到髖臼窩內(nèi)壁產(chǎn)生的碰撞力；

檢測(cè)位姿調(diào)整后的髖臼杯當(dāng)前是否位于預(yù)設(shè)打杯處，若否，則返回控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)的步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)器人，其特征在于，

所述手術(shù)機(jī)器人還包括力傳感模塊，所述力傳感模塊用于檢測(cè)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中碰觸到所述髖臼窩內(nèi)壁時(shí)受到的碰撞力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)器人，其特征在于，還包括：

顯示模塊，所述顯示模塊至少用于顯示所述髖臼杯與所述髖臼窩的相對(duì)位姿關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)機(jī)器人，其特征在于，

所述控制器具體用于根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸平行，以更新所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息；

根據(jù)更新后的所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的中心軸在預(yù)設(shè)方向上的位置，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合。

5.一種自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器配置為用于執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的方法，所述自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的方法包括：

S1、控制髖臼杯從當(dāng)前位置向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)，并實(shí)時(shí)檢測(cè)位姿調(diào)整信號(hào)，以及在檢測(cè)到位姿調(diào)整信號(hào)時(shí)，獲取所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息與目標(biāo)對(duì)象的髖臼窩的當(dāng)前位姿信息，所述預(yù)設(shè)打杯處位于所述髖臼窩中，所述髖臼杯位姿基于設(shè)置于機(jī)械臂上的第二光學(xué)陣列確定，所述髖臼窩位姿基于放置于髖臼窩附近的第三光學(xué)陣列確定；

S2、根據(jù)位姿隨動(dòng)信號(hào)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的自動(dòng)調(diào)整模式，基于所述自動(dòng)調(diào)整模式，根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合；

S3、如果位姿調(diào)整后的髖臼杯未處于所述預(yù)設(shè)打杯處，則重復(fù)執(zhí)行上述S1和S2；

其中，根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，包括：

控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)，在檢測(cè)到基于外力生成的位姿調(diào)整信號(hào)時(shí)，獲取髖臼杯的當(dāng)前位姿信息與目標(biāo)對(duì)象的髖臼窩的當(dāng)前位姿信息，以及根據(jù)髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和髖臼窩的當(dāng)前位姿信息控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)，以使髖臼杯的中心軸與髖臼窩的中心軸重合，所述外力為所述髖臼杯碰觸到髖臼窩內(nèi)壁產(chǎn)生的碰撞力；

檢測(cè)位姿調(diào)整后的髖臼杯當(dāng)前是否位于預(yù)設(shè)打杯處，若否，則返回控制機(jī)械臂帶動(dòng)髖臼杯向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)的步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的系統(tǒng)，其特征在于，在所述控制髖臼杯從當(dāng)前位置向預(yù)設(shè)打杯處運(yùn)動(dòng)之前，還包括：

獲取髖臼杯的當(dāng)前位姿信息以及目標(biāo)對(duì)象的髖臼窩的當(dāng)前位姿信息；

根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)調(diào)整髖臼杯位姿的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合，包括：

根據(jù)所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息和所述髖臼窩的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的位姿，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸平行，以更新所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息；

根據(jù)更新后的所述髖臼杯的當(dāng)前位姿信息調(diào)整所述髖臼杯的中心軸在預(yù)設(shè)方向上的位置，以使所述髖臼杯的中心軸與所述髖臼窩的中心軸重合。