[发明专利]手术导航系统、坐标系配准系统、方法、设备和介质

说明书

本申请涉及一种手术导航系统、坐标系配准系统、方法、设备和介质。手术导航坐标系配准系统包括医学成像装置、标定件、机械臂、距离检测装置和处理装置。所述医学成像装置用于对患者成像，得到患者图像。所述标定件的材料为所述医学成像装置可识别材料，所述标定件用于与植入患者骨骼的骨钉连接，以标定所述患者的位置信息。所述距离检测装置固定设置于所述机械臂，用于检测与所述标定件之间的距离，得到第一距离。所述处理装置与所述医学成像装置和所述距离检测装置通信连接，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。本申请提供的手术导航坐标系配准系统使用简单方便。

技术领域

本申请涉及手术导航技术领域，特别是涉及一种手术导航系统、坐标系配准系统、方法、设备和介质。

背景技术

手术导航是机器人辅助外科手术的关键性技术之一。手术导航是机器人高精度完成手术的基础。手术导航技术中，最重要的就是各个空间坐标的配准。空间坐标的配准主要包括患者图像坐标系、患者实际坐标系、机械臂基座坐标系等之间的配准，其中，最主要的配准就是机械臂基座坐标系与患者图像坐标系的配准。

传统技术中，手术导航坐标系配准方案大致分为基于面的配准和基于点的配准。其中，基于点的配准方案中，精确度最高的一种是在患者骨骼上植入一定数量的标记点，并在机械臂末端安装相应的接触工具。通过拖动机械臂，使得机械臂末端的接触工具接触标记点。在基础工具接触标记点时，获取机械臂末端工具的位置坐标，从而得到标记点的位置坐标，进而实现机械臂基座坐标系与患者图像坐标系的配准。

然而，一般配准完成后，需要在机械臂末端安装验证工具进行验证，以保证配准的精确度。以上配准方法在配准和验证阶段需要更换机械臂末端工具，存在操作复杂的问题。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提供一种手术导航系统、坐标系配准系统、方法、设备和介质。

第一方面，本申请一个实施例提供一种手术导航坐标系配准系统，包括：

医学成像装置，用于对患者成像，得到患者图像；

标定件，所述标定件的材料为所述医学成像装置可识别材料，所述标定件用于与植入所述患者骨骼的骨钉连接，以标定所述患者的位置信息；

机械臂；

距离检测装置，固定设置于所述机械臂，用于检测与所述标定件之间的距离，得到第一距离；

处理装置，与所述医学成像装置和所述距离检测装置通信连接，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。

在其中一个实施例中，所述距离检测装置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。

在其中一个实施例中，所述标定件表面设置有指示图案，所述指示图案用于指示所述距离检测装置的测量位置。

在其中一个实施例中，所述标定件为球体或球体内接正多面体。

在其中一个实施例中，所述距离检测装置固定设置于所述机械臂的机械臂关节坐标系中的XY平面。

第二方面，本申请一个实施例提供一种手术导航系统，包括：

如上所述的手术导航坐标系配准系统；

机械臂控制装置，与所述处理装置及所述机械臂通信连接，用于控制所述机械臂移动；

所述处理装置还用于根据所述患者图像坐标系和所述机械臂基座坐标系的配准结果控制所述机械臂控制装置。