[發(fā)明專利]一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方法、裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211067352.X
• 申請(qǐng)日: 2022-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN115944390A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈麗萍;李明;申明宇;牛乾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州三壇醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20;A61B34/30
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 孟維娜;馬敬

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方法、裝置及系統(tǒng)，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，上述方法包括：獲得圖像采集設(shè)備采集的兩張二維圖像，并獲得對(duì)象位姿數(shù)據(jù)以及示蹤器位姿數(shù)據(jù)；在二維圖像中規(guī)劃螺釘位姿數(shù)據(jù)；針對(duì)每一二維圖像，識(shí)別該二維圖像中的標(biāo)記物，根據(jù)識(shí)別到的圖像位置以及標(biāo)記物在示蹤器坐標(biāo)系下的位置，計(jì)算第一轉(zhuǎn)換關(guān)系；根據(jù)對(duì)象位姿數(shù)據(jù)和示蹤器位姿數(shù)據(jù)，計(jì)算第二轉(zhuǎn)換關(guān)系；根據(jù)第一轉(zhuǎn)換關(guān)系、第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，將螺釘位姿數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)；根據(jù)目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)，對(duì)手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位。應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方案，能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

醫(yī)生在進(jìn)行將螺釘嵌入人、動(dòng)物等對(duì)象的骨骼的手術(shù)時(shí)，可以使用手術(shù)機(jī)器人完成手術(shù)，由于手術(shù)機(jī)器人通?？梢赃M(jìn)行更加精細(xì)準(zhǔn)確的操作，因此，利用手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)能夠提高手術(shù)的成功率。在手術(shù)過程中，通常需要首先規(guī)劃手術(shù)機(jī)器人的位姿，然后將手術(shù)機(jī)器人的位姿調(diào)整為規(guī)劃好的位姿，實(shí)現(xiàn)手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位，進(jìn)而基于導(dǎo)航定位后的手術(shù)機(jī)器人完成手術(shù)。

因此，需要一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方案，以對(duì)手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方法、裝置及系統(tǒng)，以對(duì)手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位。具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航定位方法，所述方法包括：

獲得圖像采集設(shè)備采集的兩張二維圖像，并獲得在預(yù)設(shè)的同一坐標(biāo)系下目標(biāo)對(duì)象的對(duì)象位姿數(shù)據(jù)以及第一示蹤器的示蹤器位姿數(shù)據(jù)，其中，所述圖像采集設(shè)備的視野范圍內(nèi)包括：所述目標(biāo)對(duì)象以及帶有標(biāo)記物的配準(zhǔn)板，所述圖像采集設(shè)備采集各個(gè)二維圖像的采集角度不同，所述第一示蹤器安裝于所述配準(zhǔn)板上；

在所獲得的兩張二維圖像中規(guī)劃對(duì)所述目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行置釘?shù)穆葆數(shù)穆葆斘蛔藬?shù)據(jù)；

針對(duì)每一二維圖像，識(shí)別該二維圖像中的所述標(biāo)記物，根據(jù)識(shí)別到的所述標(biāo)記物的圖像位置以及預(yù)先獲得的所述標(biāo)記物在示蹤器坐標(biāo)系下的位置，計(jì)算該二維圖像所在圖像坐標(biāo)系與所述示蹤器坐標(biāo)系之間的第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，其中，所述示蹤器坐標(biāo)系為：根據(jù)所述第一示蹤器建立的坐標(biāo)系；

根據(jù)所述對(duì)象位姿數(shù)據(jù)和所述示蹤器位姿數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)象坐標(biāo)系與所述示蹤器坐標(biāo)系之間的第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，其中，所述對(duì)象坐標(biāo)系為：根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象建立的坐標(biāo)系；

根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系以及第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，將所述螺釘位姿數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述對(duì)象坐標(biāo)系下的目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)，對(duì)所述手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述手術(shù)機(jī)器人帶有機(jī)械臂、且機(jī)械臂末端固定有定位器的情況下，所述根據(jù)所述目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)，對(duì)所述手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位，包括：

獲得當(dāng)前機(jī)械臂末端在基座坐標(biāo)系下的當(dāng)前姿態(tài)數(shù)據(jù)以及當(dāng)前所述定位器在所述對(duì)象坐標(biāo)系下的定位器位姿數(shù)據(jù)，其中，所述基座坐標(biāo)系為：根據(jù)所述機(jī)械臂的基座建立的坐標(biāo)系；

根據(jù)所述目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)、當(dāng)前姿態(tài)數(shù)據(jù)、第三轉(zhuǎn)換關(guān)系、定位器位姿數(shù)據(jù)，計(jì)算定位器指向目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)時(shí)所述機(jī)械臂末端在基座坐標(biāo)系下的手術(shù)位姿數(shù)據(jù)。其中，所述第三轉(zhuǎn)換關(guān)系為所述定位器坐標(biāo)系與機(jī)械臂末端坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，所述基座坐標(biāo)系為：根據(jù)所述機(jī)械臂的基座建立的坐標(biāo)系，所述機(jī)械臂末端坐標(biāo)系為：根據(jù)所述機(jī)械臂的末端建立的坐標(biāo)系，所述機(jī)械臂末端姿態(tài)數(shù)據(jù)是機(jī)械臂末端坐標(biāo)系在基座坐標(biāo)系中的位姿數(shù)據(jù)，所述定位器位姿數(shù)據(jù)為定位器在對(duì)象坐標(biāo)系下的位姿數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述手術(shù)位姿數(shù)據(jù)，對(duì)所述手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航定位。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述將螺釘位姿數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為在所述對(duì)象坐標(biāo)系下的目標(biāo)位姿數(shù)據(jù)之前，所述方法還包括：