[發明專利]末端工具位姿的實時修正方法、系統以及手術機器人

在審

• 申請號: 202211078486.1
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN115381557A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 陳龍;曾致賢;羅彩連;陳超民;謝強
• 申請（專利權）人: 武漢聯影智融醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61F2/46
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 李彩玲

本發明實施例公開了一種末端工具位姿的實時修正方法、系統以及手術機器人，該方法包括：在檢測到記錄信號時記錄主動隨動區的位姿與末端工具的位姿；在檢測到位姿跟隨信號時，將最新記錄的所述主動隨動區的位姿和末端工具的位姿之間的對應關系，作為末端工具與對應主動隨動區之間的初始位姿對應關系；獲取末端工具與對應主動隨動區之間的初始位姿對應關系所對應的初始位姿偏移量；在檢測到主動隨動區的位姿發生變化時，獲取主動隨動區的對象位姿偏移量；根據初始位姿偏移量和對象位姿偏移量控制末端工具運動，使末端工具與主動隨動區的位姿對應關系恢復至初始位姿對應關系。解決了手動調整末端工具位姿存在位姿調整準確性較低的問題。

本申請是申請號為202110778767.7的發明專利申請的分案申請，其原申請文件的申請日為2021年07月09日，發明名稱為末端工具位姿的實時修正方法、系統以及手術機器人。

技術領域

本發明實施例涉及醫療設備領域，尤其涉及一種末端工具位姿的實時修正方法、系統以及手術機器人。

背景技術

全髖節置換術的目的是用關節假體替換病變的髖關節，手術的要求是假體的安裝位姿應盡量精準，比如關節假體(即髖臼杯)的安裝位置、外展角、前傾角，當然，實際情況還需根據病人的生理結構而定，通常由術前規劃確定。

在實際的髖關節置換術中，為了將髖臼杯精準地打入髖臼窩，在打杯過程中，需要保持髖臼杯中心軸與髖臼窩(簡稱髖臼窩)中心軸是重合的。但在醫生執行打杯操作時，髖臼杯與髖臼窩相互作用，髖臼窩因為髖臼杯的作用而發生位姿變化，從而使其與髖臼杯的中心軸不再是重合的。因此，為了保證打杯的準確性，需要在每次執行完打杯操作后，對髖臼杯進行位姿調整，使其調整后的中心軸與髖臼窩中心軸再次重合。

因此，現有技術中，醫生僅能依靠臨床經驗手動調整末端工具的位姿來應對髖關節的位姿變化，位姿調整效率較低，而低下的位姿調整效率延長了髖關節置換術的整個手術時間。

發明內容

本發明實施例提供了一種末端工具位姿的實時修正方法、系統以及手術機器人，解決了現有技術中，醫生僅能依靠臨床經驗手動調整末端工具的位姿來應對髖關節位姿變化的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種末端工具位姿的實時修正方法，包括：

獲取末端工具與對應主動隨動區之間的初始位姿對應關系所對應的初始位姿偏移量；

檢測到所述主動隨動區的位姿發生變化時，獲取所述主動隨動區的對象位姿偏移量，其中，所述對象位姿偏移量為所述主動隨動區的當前位姿相對于所述初始位姿對應關系中的所述主動隨動區的初始對象位姿的位姿偏移量；

根據所述初始位姿偏移量和所述對象位姿偏移量控制所述末端工具運動，以使末端工具與所述主動隨動區的位姿對應關系恢復至所述初始位姿對應關系。

第二方面，本發明實施例還提供了一種手術機器人，包括：

第一位姿獲取裝置，設置于目標對象上并與目標對象的主動隨動區保持固定的對應關系，用于獲取所述主動隨動區的位姿；

第二位姿獲取裝置，設置于用于攜帶末端工具運動的機械臂上，用于獲取所述末端工具的位姿；

控制器，用于獲取末端工具與對應主動隨動區之間的初始位姿對應關系；在檢測到所述主動隨動區的位姿發生變化時，獲取所述主動隨動區的對象位姿偏移量；根據所述初始位姿偏移量和所述對象位姿偏移量控制所述末端工具運動，以使末端工具與所述主動隨動區的位姿對應關系恢復至所述初始位姿對應關系，其中，所述對象位姿偏移量為所述主動隨動區的當前位姿相對于所述初始位姿對應關系中的所述主動隨動區的初始對象位姿的位姿偏移量。

第三方面，本發明實施例還提供了一種末端工具位姿的實時修正系統，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時用于執行任意實施例所述的末端工具位姿的實時修正方法。