[发明专利]截骨导向工具的位置校正方法及骨科手术系统

说明书

本发明涉及一种截骨导向工具的位置校正方法及骨科手术系统，由安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标跟踪截骨导向工具的位置并产生工具靶标的位置信息，进而根据工具靶标的当前位置和期望位置，控制机械臂运动而使工具靶标运动到期望位置，从而实现截骨导向工具的定位。该方式不用考虑机械臂本身的绝对位置精度，而且也不用凭借医生的经验，使得截骨导向工具的位置放置更准确，提高了截骨导向工具的定位精度。此外，截骨导向工具具有若干导向特征，能够为截骨操作提供多种导向，而使同一个截骨导向工具可以进行多种功能的截骨及打孔操作，手术过程中无需频繁更换截骨导向工具，由此可较大减少手术时间，提高手术效率。

技术领域

本发明涉及机器人辅助手术系统和方法领域，特别涉及一种截骨导向工具的位置校正方法、计算机可读存储介质、骨科手术系统和截骨导向工具。

背景技术

人工关节置换手术中，需要使用各种定位器、导向器等，用于人工关节安装之前的截骨，以确保截骨操作的精度。现有已提出了不同的方法来帮助外科医生实现在全膝关节置换(TKR)手术过程中截骨导向工具的定位。

然而，现有的用于在手术过程中进行截骨导向工具定位的设备/方法依然存在定位精度不够等缺陷。因此，有必要开发一种能够提高截骨导向工具定位精度的方法以及手术系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种截骨导向工具的位置校正方法、计算机可读存储介质、骨科手术系统和截骨导向工具，其中通过跟踪反馈截骨导向工具的实时位置和姿态，并通过机械臂控制截骨导向工具的运动，实现截骨导向工具的定位，提高截骨导向工具的定位精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种截骨导向工具的位置校正方法，包括：

根据安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标的当前位置和期望位置，控制一机械臂运动，以使所述机械臂驱动所述截骨导向工具和工具靶标运动，并使所述工具靶标运动到期望位置；

其中，所述工具靶标的位置用于表征所述截骨导向工具的位置。

可选地，在所述的位置校正方法中，在执行上述步骤之前，还执行校验步骤，以检测所述截骨导向工具和/或所述工具靶标是否发生变形，所述校验步骤包括：

根据出厂前的安装于所述截骨导向工具上的一校验靶标相对于所述工具靶标的原始位置信息，以及使用时的所述校验靶标相对于所述工具靶标的当前位置信息，判断所述校验靶标的所述原始位置信息与所述校验靶标的所述当前位置信息是否匹配；

若匹配，则确定所述截骨导向工具和/或所述工具靶标未发生变形，并执行上述步骤，以根据安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标的当前位置和期望位置，控制机械臂运动；

若不匹配，则确定所述截骨导向工具和/或所述工具靶标发生了变形，并执行校正步骤，以校正所述截骨导向工具和所述工具靶标之间的相对位置，且在所校正步骤之后，执行上述步骤，以根据安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标的当前位置和期望位置，控制机械臂运动。

可选地，在所述的位置校正方法中，所述校正步骤包括：

获取安装于所述截骨导向工具上的至少两个校正靶标相对于所述工具靶标的位置信息；

根据至少两个所述校正靶标相对于所述工具靶标的位置信息，得到所述截骨导向工具相对于所述工具靶标的当前位置信息，并据此更新所述截骨导向工具和所述工具靶标之间的相对位置。

可选地，在所述的位置校正方法中，两个所述校正靶标相对于所述工具靶标的位置信息分别记为T₁及T₂，T₁为一个校正靶标的位置在工具靶标坐标系下的表示，T₂为另一个校正靶标的位置在工具靶标坐标系下的表示；

其中，通过执行以下步骤获取所述截骨导向工具相对于所述工具靶标的当前位置信息：