[發明專利]機械臂的控制方法、電子設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202210173147.5
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114533277A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 吳炳堅;呂燕;石海;李春林
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/20;A61B34/10;A61B17/16
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 林嵩;羅朗

本發明提供一種機械臂的控制方法、電子設備和存儲介質，控制方法包括：獲取目標三維圖像；獲取目標三維圖像上設置的多面體的頂點坐標；根據頂點坐標計算得到多面體的每個表面的表面位置；根據獲取到的磨鉆的一端的端點位置和表面位置計算得到磨鉆的一端到每一表面的間隔距離；基于至少一個間隔距離，控制機械臂以驅動磨鉆的一端在間隔距離對應的方向上制動，以使磨鉆的一端保持在多面體的內部。本發明通過多面體限制磨鉆的一端的活動區域，基于該端到多面體的每一表面的間隔距離，控制機械臂以驅動該端在間隔距離對應的方向上制動，以使該端保持在多面體的內部，避免了傷及非手術目標的組織，提高了磨骨的準確性、安全性和效率。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種機械臂的控制方法、電子設備和存儲介質。

背景技術

在骨科手術中經常需要高精度的多面體截骨，傳統手術往往是醫生通過肉眼觀察，手工握住骨科磨鉆進行直線或者矩形路徑打磨。但是手工打磨容易存在較大的誤差值，因此在一些神經血管周圍進行手術時并不適用手工打磨。

具體地，骨科醫生使用手工磨鉆進行直線或者矩形路徑磨骨時，當磨鉆靠近脊髓、血管邊緣時，醫生無法靠肉眼去評估磨鉆與禁止磨骨區之間的距離，過少磨會造成骨化塊殘留影響手術效果，過多則會損傷其他組織造成病人終身殘疾。

而且，磨骨手術都需要數個小時，醫生長時間手工磨骨時，容易在骨病變區和其他組織相臨近區間出現手抖現象，極大增加手術風險。

譬如頸椎后韌帶骨化癥、顱內磨骨等，需要在神經血管周圍進行手術，對磨骨技術要求高、風險大，如果骨化物較大，術中可能會損傷與骨化物緊密黏連的硬膜囊、血管、神經，引起腦脊液漏或脊髓損傷等并發癥，導致許多醫生對骨化物較大的磨骨手術望而卻步。一些學者更是將骨化物厚度超過5mm(毫米)視為磨骨手術的禁忌癥。

目前，沒有針對磨骨手術的可人機互動的手術機器人。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中沒有針對磨骨手術的可人機互動的手術機器人的缺陷，提供一種機械臂的控制方法、電子設備和存儲介質。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供一種機械臂的控制方法，包括：

獲取目標三維圖像；

獲取所述目標三維圖像上設置的多面體的頂點坐標，其中所述多面體用于限制與所述機械臂傳動連接的磨鉆的活動區域；

根據所述頂點坐標計算得到所述多面體的每個表面的表面位置；

根據獲取到的所述磨鉆的一端的端點位置和所述表面位置計算得到所述磨鉆的一端到每一所述表面的間隔距離；

基于至少一個所述間隔距離，控制所述機械臂以驅動所述磨鉆的一端在所述間隔距離對應的方向上制動，以使所述磨鉆的一端保持在所述多面體的內部。

較佳地，所述獲取目標三維圖像，包括：

獲取CT(Computed Tomography，電子計算機斷層掃描)圖像信息；

將所述CT圖像信息重構為三維圖像；

通過光學導航在病患骨上的特征點進行采集以對所述三維圖像與所述病患骨進行配準，得到配準后的所述目標三維圖像。

較佳地，所述控制所述機械臂以驅動所述磨鉆的一端在所述間隔距離對應的方向上制動，包括：

根據所述間隔距離動態設置所述機械臂在所述對應的方向上的剛性值。

較佳地，在所述間隔距離為零時，設置所述機械臂在所述對應的方向上的剛性值為無窮大。