[發(fā)明專利]末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法、系統(tǒng)以及手術(shù)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110778767.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN113520601B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳龍;曾致賢;羅彩連;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
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法、系統(tǒng)以及手術(shù)機(jī)器人，該方法包括：獲取末端工具與對(duì)應(yīng)主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)之間的初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系所對(duì)應(yīng)的初始位姿偏移量；在檢測到所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿發(fā)生變化時(shí)，獲取主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的對(duì)象位姿偏移量，其中，所述對(duì)象位姿偏移量為所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的當(dāng)前位姿相對(duì)于所述初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系中的所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的初始對(duì)象位姿的位姿偏移量；根據(jù)所述初始位姿偏移量和所述對(duì)象位姿偏移量控制末端工具運(yùn)動(dòng)，使末端工具與主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系恢復(fù)至初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系。解決了手動(dòng)調(diào)整末端工具位姿存在位姿調(diào)整準(zhǔn)確性較低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法、系統(tǒng)以及手術(shù)機(jī)器人。

背景技術(shù)

全髖節(jié)置換術(shù)的目的是用關(guān)節(jié)假體替換病變的髖關(guān)節(jié)，手術(shù)的要求是假體的安裝位姿應(yīng)盡量精準(zhǔn)，比如關(guān)節(jié)假體(即髖臼杯)的安裝位置、外展角、前傾角，當(dāng)然，實(shí)際情況還需根據(jù)病人的生理結(jié)構(gòu)而定，通常由術(shù)前規(guī)劃確定。

在實(shí)際的髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中，為了將髖臼杯精準(zhǔn)地打入髖臼窩，在打杯過程中，需要保持髖臼杯中心軸與髖臼窩(簡稱髖臼窩)中心軸是重合的。但在醫(yī)生執(zhí)行打杯操作時(shí)，髖臼杯與髖臼窩相互作用，髖臼窩因?yàn)轶y臼杯的作用而發(fā)生位姿變化，從而使其與髖臼杯的中心軸不再是重合的。因此，為了保證打杯的準(zhǔn)確性，需要在每次執(zhí)行完打杯操作后，對(duì)髖臼杯進(jìn)行位姿調(diào)整，使其調(diào)整后的中心軸與髖臼窩中心軸再次重合。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中，醫(yī)生僅能依靠臨床經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)整末端工具的位姿來應(yīng)對(duì)髖關(guān)節(jié)的位姿變化，位姿調(diào)整效率較低，而低下的位姿調(diào)整效率延長了髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的整個(gè)手術(shù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法、系統(tǒng)以及手術(shù)機(jī)器人，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，醫(yī)生僅能依靠臨床經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)整末端工具的位姿來應(yīng)對(duì)髖關(guān)節(jié)位姿變化的問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法，包括：

獲取末端工具與對(duì)應(yīng)主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)之間的初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系所對(duì)應(yīng)的初始位姿偏移量；

檢測到所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿發(fā)生變化時(shí)，獲取所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的對(duì)象位姿偏移量，其中，所述對(duì)象位姿偏移量為所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的當(dāng)前位姿相對(duì)于所述初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系中的所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的初始對(duì)象位姿的位姿偏移量；

根據(jù)所述初始位姿偏移量和所述對(duì)象位姿偏移量控制所述末端工具運(yùn)動(dòng)，以使末端工具與所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系恢復(fù)至所述初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種手術(shù)機(jī)器人，包括：

第一位姿獲取裝置，設(shè)置于目標(biāo)對(duì)象上并與目標(biāo)對(duì)象的主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)保持固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于獲取所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿；

第二位姿獲取裝置，設(shè)置于用于攜帶末端工具運(yùn)動(dòng)的機(jī)械臂上，用于獲取所述末端工具的位姿；

控制器，用于獲取末端工具與對(duì)應(yīng)主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)之間的初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系；在檢測到所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿發(fā)生變化時(shí)，獲取所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的對(duì)象位姿偏移量；根據(jù)所述初始位姿偏移量和所述對(duì)象位姿偏移量控制所述末端工具運(yùn)動(dòng)，以使末端工具與所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系恢復(fù)至所述初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，所述對(duì)象位姿偏移量為所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的當(dāng)前位姿相對(duì)于所述初始位姿對(duì)應(yīng)關(guān)系中的所述主動(dòng)隨動(dòng)區(qū)的初始對(duì)象位姿的位姿偏移量。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正系統(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，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)用于執(zhí)行任意實(shí)施例所述的末端工具位姿的實(shí)時(shí)修正方法。