[发明专利]手术导航系统、坐标系配准系统、方法、设备和介质

权利要求书

1.一种手术导航坐标系配准系统，其特征在于，包括：

医学成像装置（100），用于对患者成像，得到患者图像；

标定件（200），所述标定件（200）的材料为所述医学成像装置（100）可识别材料，所述标定件（200）用于与植入患者骨骼的骨钉（20）连接，以标定所述患者的位置信息；所述骨钉（20）为圆柱状结构，具有相对的第一端部及第二端部，所述第一端部植入患者骨骼内，所述第二端部可嵌入所述标定件（200）内，且所述第二端部的末端延伸至与所述标定件（200）的中心区域；所述标定件（200）为球体的内接正多面体结构，且多面体每个面的中心设置有一个指示圆（201）；所述指示圆（201）用于指导距离检测装置（400）的测量位置；

机械臂（300）；

距离粗检装置（600），用于测量与所述标定件（200）之间的距离信息，得到初步距离；所述初步距离用于确定所述标定件（200）在机械臂基座坐标系中的位置坐标，得到初步坐标；

所述距离检测装置（400），固定设置于所述机械臂（300）关节末端的圆周表面，可以绕关节末端的圆周表面旋转，并以预设的不同挡位转动定位，用于根据所述初步坐标控制所述机械臂（300）移动，获取所述距离检测装置（400）与所述标定件（200）的测量表面的距离信息，得到表面距离，获取所述标定件（200）的测量表面与所述标定件（200）的中心的距离信息，得到中心距离；根据所述表面距离和所述中心距离，得到第一距离；

处理装置（500），与所述医学成像装置（100）和所述距离检测装置（400）通信连接，用于根据所述患者图像和所述第一距离，对患者图像坐标系和机械臂基座坐标系进行配准。

2.根据权利要求1所述的手术导航坐标系配准系统，其特征在于，所述距离检测装置（400）包括激光距离检测装置、雷达距离检测装置、深度相机中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的手术导航坐标系配准系统，其特征在于，所述距离检测装置（400）固定设置于所述机械臂（300）的机械臂关节坐标系中的X0Y平面。

4.一种手术导航系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-3任一项所述的手术导航坐标系配准系统（10）；

机械臂控制装置（30），与处理装置（500）及机械臂（300）通信连接，用于控制所述机械臂（300）移动；

所述处理装置（500）还用于根据患者图像坐标系和机械臂基座坐标系的配准结果控制所述机械臂控制装置（30）。

5.一种手术导航坐标系配准方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的手术导航坐标系配准系统，所述方法包括：

获取距离检测装置（400）与标定件（200）之间的距离信息，得到第一距离；

根据所述第一距离确定所述标定件（200）在机械臂基座坐标系中的位置坐标，得到第一坐标；

获取所述标定件（200）在患者图像坐标系中的位置坐标，得到第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，对所述患者图像坐标系与所述机械臂基座坐标系进行配准。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离确定所述标定件（200）在机械臂基座坐标系中的位置坐标，得到第一坐标，包括：

获取所述距离检测装置（400）在机械臂关节坐标系中的位置坐标，得到检测装置坐标；

根据所述第一距离和所述检测装置坐标得到所述标定件（200）在所述机械臂关节坐标系中的坐标；

获取所述机械臂关节坐标系与所述机械臂基座坐标系的转换关系；

根据所述机械臂关节坐标系与所述机械臂基座坐标系的转换关系以及所述标定件（200）在所述机械臂关节坐标系中的坐标，确定所述第一坐标。