[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210333133.5
• 申請(qǐng)日: 2022-03-31
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海維爾康生物科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開了一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板，包括導(dǎo)航板本體，導(dǎo)航板本體四周設(shè)置有外框，導(dǎo)航板本體上分布有多個(gè)矯正靶點(diǎn)，導(dǎo)航板本體中心開設(shè)有中心矯正靶點(diǎn)。以及公開了一種使用本導(dǎo)航板作為引導(dǎo)，校正和跟蹤手術(shù)機(jī)器人的方法，通過采用導(dǎo)航板作為中間橋接，將術(shù)中X光獲得的穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)圖像與術(shù)前MRI圖像匹配并與機(jī)器人建立統(tǒng)一坐標(biāo)體系，利用該統(tǒng)一的坐標(biāo)系引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行進(jìn)行定位，并通過導(dǎo)航板引導(dǎo)機(jī)器人視覺系統(tǒng)完成手術(shù)中的跟蹤定位。本發(fā)明不需要現(xiàn)在普遍采用的第三方專用導(dǎo)航設(shè)備，具有不被遮擋，算法簡(jiǎn)單成熟穩(wěn)定，成本低廉、操作簡(jiǎn)單易學(xué)、系統(tǒng)穩(wěn)定、靈活性高、拓展性強(qiáng)、適用范圍廣、更快，精度更高的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板，具體涉及一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板及導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航采用術(shù)前規(guī)劃，結(jié)合術(shù)中X光圖像融合匹配測(cè)量技術(shù)，結(jié)合實(shí)時(shí)光學(xué)圖像跟蹤技術(shù)，采用這種導(dǎo)航技術(shù)要求計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的算力，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)跟蹤靶標(biāo)（目標(biāo))的移動(dòng)，防止機(jī)器人動(dòng)作滯后，但現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算力有限，導(dǎo)致這種滯后往往由于活體目標(biāo)的移動(dòng)產(chǎn)生無法及時(shí)跟蹤目標(biāo)的局面，整個(gè)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定甚至跟蹤注冊(cè)失敗。專利CN201811069744.3公開了一種適用于X光下機(jī)器人手術(shù)導(dǎo)航的柔性定位裝置及導(dǎo)航方法，需要借助第三方紅外定位設(shè)備輔助機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航，操作復(fù)雜且成本高，另外其導(dǎo)航板僅在四周設(shè)置矯正靶點(diǎn)，無法對(duì)導(dǎo)航板中部區(qū)域進(jìn)行定位矯正，適用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航板及導(dǎo)航方法，實(shí)現(xiàn)快速定位并同步引導(dǎo)建立手術(shù)通道。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

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

S1、通過術(shù)前MRI圖像資料，獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)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(duì)準(zhǔn)所述導(dǎo)航板的中心靶點(diǎn)及十字方向線，所述中心靶點(diǎn)及十字方向線能夠在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)的圖像和所述術(shù)前MRI圖像融合，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)和機(jī)器人工作端自帶機(jī)器視覺測(cè)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。

進(jìn)一步地，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(cè)量獲得所述經(jīng)皮穿刺點(diǎn)信息；

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

S13、通過術(shù)前MR測(cè)量獲得所述穿刺深度信息。

進(jìn)一步地，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。

進(jìn)一步地，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；