[发明专利]手术机器人辅助定位方法、手术机器人及存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种手术机器人辅助定位方法、手术机器人及存储介质，该方法包括：根据目标位置的位姿确定约束空间的位姿，约束空间关于末端工具的期望路径对称，且目标位置位于期望路径上；如果所述末端工具在所述约束空间中的位姿显示所述末端工具的特征点与所述期望路径之间存在垂直偏差，则向所述末端工具输出用于消除所述垂直偏差的第一反馈力，所述第一反馈力随着垂直距离当量的减小而逐渐减小，直至为零。本发明解决了现有手术机器人辅助系统的力反馈存在不利于医生术中手感判断的问题。

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备领域，尤其涉及一种手术机器人辅助定位方法、手术机器人及存储介质。

背景技术

手术精度对于髋/膝关节置换术等骨科手术至关重要。多项调查和研究表明，病人患处的打磨和假体安装上的误差可能会引起一系列的术后并发症，严重时甚至需要重新进行手术。为了满足临床需求，各种类型的手术机器人相继出现，比如完全自主的手术系统和机器人辅助系统等。

从医生的角度来说，相对于完全自主的手术系统，机器人辅助系统增加了医生的参与感，使得医生可以全程主导手术，对病人进行特异性地术中手术方案调整；相对于传统手术，机器人辅助型的手术形式又能显著地提升手术精度。而且，机械臂的参与减轻了医生在骨科手术中的测量和定位等操作负担。从患者角度来说，由于医生的参与，机器人辅助手术系统减少了手术中意外情况的发生，因而心理上更容易被病人接受。

现有机器人辅助系统使用较多的是力反馈机器人辅助系统，该系统在手术过程中通过力反馈引导医生将末端工具移动至目标位置实施手术，但所采取的力反馈方法不利于医生术中手感的判断，从而不利于医生的术中决策。

发明内容

本发明实施例提供了一种手术机器人辅助定位方法、手术机器人及存储介质，解决了现有手术机器人辅助系统的力反馈方法存在不利于医生术中手感判断的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种手术机器人辅助定位方法，包括：

根据目标位置的位姿确定约束空间的位姿，所述约束空间关于末端工具的期望路径对称，且所述目标位置位于所述期望路径上；

如果所述末端工具在所述约束空间中的位姿显示所述末端工具的特征点与所述期望路径之间存在垂直偏差，则向所述末端工具输出用于消除所述垂直偏差的第一反馈力，所述第一反馈力随着垂直距离当量的减小而逐渐减小，直至为零。

第二方面，本发明实施例还提供了一种手术机器人，包括：

末端工具，用于在操作者的控制下实施相应的手术操作；

机械臂，连接所述末端工具，用于向所述末端工具输出用于消除垂直偏差的第一反馈力；

导航装置，用于获取目标位置的位姿参数和末端工具的位姿参数，并根据所述目标位置的位姿参数和所述末端工具的位姿参数确定所述末端工具在所述约束空间中的位姿，所述约束空间关于所述末端工具的期望路径对称，且所述目标位置位于所述期望路径上；

控制器，如果所述末端工具在所述约束空间中的位姿显示所述末端工具的特征点与所述期望路径之间存在垂直偏差时，控制所述机械臂向所述末端工具输出用于消除所述垂直偏差的第一反馈力，所述第一反馈力随着垂直距离当量的减小而逐渐减小，直至为零。

第三方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行任意实施例所述的手术机器人辅助定位方法。