[發(fā)明專利]腓骨切割自動(dòng)停刀裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備、系統(tǒng)和介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110791237.6
• 申請(qǐng)日: 2021-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN113409341B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉劍楠;胡俊磊;張陳平;韓婧;王梓霖;郭陟永;劉一戈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/136;G06T7/70;G16H30/20
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李治東

1.一種腓骨切割自動(dòng)停刀裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于依據(jù)術(shù)前醫(yī)學(xué)影像及術(shù)前規(guī)劃方案以確定腓骨直徑，并在按照術(shù)前規(guī)劃方案執(zhí)行切割過程中，分別記錄切割初始位置，同時(shí)實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前切割位置和對(duì)應(yīng)的當(dāng)前切割力，并不斷更新切割過程中的最大切割力；

閾值模塊，用于在按照術(shù)前規(guī)劃方案執(zhí)行切割過程中，依據(jù)切割力曲線、當(dāng)前切割位置、當(dāng)前切割力、依據(jù)腓骨直徑、及最大切割力確定實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的切割閾值；其中，所述切割閾值為：根據(jù)截骨鋸與腓骨接觸時(shí)，切割力會(huì)由0迅速增加，并在截骨鋸把腓骨鋸斷的時(shí)，切割力會(huì)迅速下降的切割力曲線的特點(diǎn)，求出實(shí)際接觸腓骨的切入點(diǎn)位置；其中，X_T為實(shí)際接觸腓骨的切入點(diǎn)位置；F(x)為切割力曲線；X為當(dāng)前位置；D為腓骨直徑；基于X_T得到切割閾值：T為切割閾值，F(xiàn)_max為最大切割力；

判定模塊，用于判斷當(dāng)前切割力與最大切割力的比值是否超過當(dāng)前的切割閾值；若否，則繼續(xù)按照術(shù)前規(guī)劃方案執(zhí)行切割；若是，則判斷當(dāng)前切割位置距離初始切割位置是否大于預(yù)設(shè)系數(shù)乘以腓骨直徑的數(shù)值；若是，則發(fā)送停止指令以供截骨鋸?fù)Ｖ骨懈睢?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置，其特征在于，所述當(dāng)前切割力是通過切割過程中設(shè)于腓骨夾具上的多個(gè)力傳感器所獲的多個(gè)不同方向的力反饋得到的；其中，在切割過程中腓骨被所述腓骨夾具夾持，并保持靜止不動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置，其特征在于，所述依據(jù)多個(gè)不同方向的力反饋得到當(dāng)前切割力前，依據(jù)腓骨重量進(jìn)行重力補(bǔ)償。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置，其特征在于，所述當(dāng)前切割力為：

其中，F(xiàn)_C為當(dāng)前切割力；F_i為不同位置的力反饋；n為力反饋數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)系數(shù)小于1。

6.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器、及通信器；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令；所述處理器運(yùn)行計(jì)算機(jī)指令實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置的功能；所述通信器，用于通信連接截骨鋸，以供向截骨鋸發(fā)送用于停止切割的停止指令；以及用于通信連接腓骨夾具，以獲取其提供的實(shí)時(shí)切割力。

7.一種切割腓骨自動(dòng)停刀系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

如權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)設(shè)備；

截骨鋸，通信接連所述計(jì)算機(jī)設(shè)備，用于切割腓骨，并在接收到計(jì)算機(jī)設(shè)備發(fā)送的停止指令時(shí)停止切割；

腓骨夾具，通信接連所述計(jì)算機(jī)設(shè)備，用于夾持腓骨，其上設(shè)有多個(gè)力傳感器，依據(jù)反作用力原理以向計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)時(shí)反饋切割過程中的切割力。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的腓骨切割自動(dòng)停刀裝置的功能。