[發(fā)明專利]一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板及導(dǎo)航方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210333133.5
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114404042B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡善云;梁泳強(qiáng);丘永洪;周琪;肖偉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海維爾康生物科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30;A61B34/10;A61B17/34
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

1.一種使用導(dǎo)航板引導(dǎo)和校正手術(shù)機(jī)器人的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過術(shù)前MRI圖像資料，獲取測量數(shù)據(jù)，所述測量數(shù)據(jù)包括手術(shù)進(jìn)入節(jié)段的經(jīng)皮穿刺點(diǎn)、入針角度以及到經(jīng)皮穿刺點(diǎn)進(jìn)入的穿刺深度；

S2、將導(dǎo)航板固定在人體上，在機(jī)器人工作端自帶激光十字靶標(biāo)指示下，使所述激光十字對準(zhǔn)所述導(dǎo)航板的中心靶點(diǎn)(3)及十字方向線(4)，所述中心靶點(diǎn)(3)及十字方向線(4)能夠在X光下顯影并與靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)重疊；

S3、通過采用所述導(dǎo)航板作為中間橋接，將術(shù)中X光獲得的所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)的圖像和術(shù)前MRI圖像融合，并將所述測量數(shù)據(jù)和機(jī)器人工作端自帶機(jī)器視覺測量數(shù)據(jù)通過所述導(dǎo)航板橋接，建立統(tǒng)一坐標(biāo)體系；

S4、計(jì)算出基于所述統(tǒng)一坐標(biāo)體系下的手術(shù)進(jìn)入點(diǎn)，進(jìn)入角度以及進(jìn)入深度的數(shù)值，并將所述數(shù)值輸入進(jìn)機(jī)器人；

所述步驟S3還包括：

S31、打開置于所述導(dǎo)航板上方的X光光源，使所述導(dǎo)航板和所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)在DR成像平板上成像；

S32、進(jìn)行導(dǎo)航板圖像畸變矯正，獲得所述導(dǎo)航板和機(jī)器人的位置關(guān)系；

S33、進(jìn)行靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)圖像畸變矯正，獲得所述導(dǎo)航板和所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系；

所述步驟S32還包括：

S321、在X光下和人體表面之間建立一個(gè)虛擬的標(biāo)準(zhǔn)體導(dǎo)航板，

所述標(biāo)準(zhǔn)體導(dǎo)航板的坐標(biāo)系三軸與所述機(jī)器人的坐標(biāo)系三軸重合；

S322、所述標(biāo)準(zhǔn)體導(dǎo)航板和伏貼在人體表面的所述導(dǎo)航板在DR成像平板上成像，所述標(biāo)準(zhǔn)體導(dǎo)航板和伏貼在人體表面的所述導(dǎo)航板均有矯正靶點(diǎn)，且均在DR成像平板成像，利用成像標(biāo)準(zhǔn)體導(dǎo)航板的矯正靶點(diǎn)和導(dǎo)航板的矯正靶點(diǎn)(2)在XY平面上的位置差，獲取所述機(jī)器人與所述導(dǎo)航板在XY平面上的距離與方向位置關(guān)系；

S323、所述機(jī)器人上安裝有測距功能的測距設(shè)備，所述測距設(shè)備獲取所述測距設(shè)備到所述導(dǎo)航板上任意多個(gè)位置的距離，進(jìn)而得到所述機(jī)器人與所述導(dǎo)航板在所述XY平面上的角度位置關(guān)系；

所述步驟S33還包括：

S331、采用與所述步驟S322相同的方法獲取所述導(dǎo)航板與所述靶

點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)圖像在所述XY平面上的距離與方向位置關(guān)系；

S332、采用MR圖像對所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)的邊緣及表面進(jìn)行點(diǎn)標(biāo)

定，并通過MR圖像獲取所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)與人體表面的距離，進(jìn)而獲取所述導(dǎo)航板與所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)在所述XY平面上的角度位置關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用導(dǎo)航板引導(dǎo)和校正手術(shù)機(jī)器人的方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：

S11、通過術(shù)中X光機(jī)正側(cè)位片及術(shù)前MR或CT測量獲得所述經(jīng)

皮穿刺點(diǎn)信息；

S12、通過術(shù)前MR或CT測量術(shù)前獲得所述入針角度信息；

S13、通過術(shù)前MR測量獲得所述穿刺深度信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用導(dǎo)航板引導(dǎo)和校正手術(shù)機(jī)器人的方法，其特征在于，所述步驟S4中計(jì)算出基于所述統(tǒng)一坐標(biāo)體系下的手術(shù)進(jìn)入點(diǎn)，進(jìn)入角度以及進(jìn)入深度的數(shù)值的方法為：

S41、通過X光照射獲取所述靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)的靶點(diǎn)在皮表垂直投影點(diǎn)，帶三維測量攝像機(jī)的機(jī)器人工作端移動(dòng)到所述皮表垂直投影點(diǎn)的上方，機(jī)器人工作端上的三維攝像機(jī)獲取機(jī)器人工作端到皮表的距離R1，將R1和由術(shù)前MRI測量得到的靶點(diǎn)組織結(jié)構(gòu)的靶點(diǎn)到皮表垂直投影點(diǎn)的距離R2相加，獲得機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)半徑R，機(jī)器人以半徑R沿測得的責(zé)任間盤線路徑做圓弧運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)角度達(dá)到(90-X)°后，到達(dá)所述手術(shù)進(jìn)入點(diǎn)，其中X為步驟S1中的入針角度。

4.一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板，所述手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板用于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的使用導(dǎo)航板引導(dǎo)和校正手術(shù)機(jī)器人的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航板包括導(dǎo)航板本體，所述導(dǎo)航板本體為長方形，所述導(dǎo)航板本體四周設(shè)置有外框(1)，所述導(dǎo)航板本體上分布有多個(gè)矯正靶點(diǎn)(2)，所述導(dǎo)航板本體中心開設(shè)有中心矯正靶點(diǎn)，所述導(dǎo)航板采用能在X光成像設(shè)備下清晰顯影的金屬或非金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板，其特征在于，所述外框(1)為長方形，所述中心矯正靶點(diǎn)包括中心靶點(diǎn)(3)和與外框(1)垂直平行的十字方向線(4)，所述十字方向線(4)中心與所述中心靶點(diǎn)(3)的圓心重合，所述矯正靶點(diǎn)(2)分布在所述導(dǎo)航板本體上。