[发明专利]导航手术系统、计算机可读存储介质及电子设备

权利要求书

1.一种导航手术系统，其特征在于，包括通信连接的机器人系统、导航系统和控制单元，其中；

所述机器人系统包括机械臂，且所述机器人系统具有限定在所述机械臂上的机器人坐标系；

所述导航系统包括导航跟踪设备和骨靶标，所述骨靶标用于设置在患者身体上的指定位置，且所述导航系统具有能够被所述导航跟踪设备所识别的基坐标系和校验靶标坐标系；所述基坐标系与所述机器人坐标系具有预定的第一转换关系，所述校验靶标坐标系与所述基坐标系之间具有预定的第二转换关系；

所述控制单元被配置为：接收所述校验靶标坐标系，并根据所述骨靶标的坐标系确定当所述机械臂处于预期位姿时，所述机械臂在所述校验靶标坐标系下的位置；根据所述机械臂在所述校验靶标坐标系下的位置、所述第二转换关系及所述第一转换关系，得到所述机械臂在所述机器人系统坐标系下的期望位置。

2.根据权利要求1所述的导航手术系统，其特征在于，所述导航系统还包括基座靶标和校验靶标，所述基座靶标用于构建所述基坐标系，所述校验靶标用于构建所述校验靶标坐标系；

所述基座靶标与所述校验靶标分别固定在不同位置处，且所述校验靶标较所述基座靶标距离用于承载患者的支撑装置更近；和/或，

所述校验靶标的体积较所述基座靶标的体积更小。

3.根据权利要求2所述的导航手术系统，其特征在于，所述控制单元还被配置为：识别所述基座靶标，并根据所述骨靶标确定当所述机械臂处于所述预期位姿时所述机械臂在所述基坐标系下的位置，且根据所述机械臂在所述基坐标系下的位置和所述第一转换关系得到所述机械臂在所述机器人坐标系下的所述期望位置。

4.根据权利要求1所述的导航手术系统，其特征在于，所述导航系统还包括工具靶标，用于设置在所述机械臂的末端所挂载的末端工具上；

所述控制单元被配置为：驱使所述机械臂运动，同时识别所述工具靶标，并判断所述机械臂是否抵达所述期望位置。

5.根据权利要求1所述的导航手术系统，其特征在于，所述导航跟踪设备为光学跟踪设备。

6.根据权利要求1所述的导航手术系统，其特征在于，所述导航跟踪设备用于跟踪所述机械臂的末端在空间中的位置；所述控制单元根据所述机械臂的末端在空间中的位置对所述机械臂执行运动学模型标定，并根据标定后的所述机械臂的模型获取所述基坐标系与机器人坐标系之间的所述第一转换关系。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，当所述程序被执行时，所述程序执行如下步骤：

在机械臂上建立机器人坐标系，以及在导航手术系统中建立能够被导航跟踪设备识别的基坐标系和校验靶标坐标系；其中，所述基坐标系与所述机器人坐标系之间具有预定的第一转换关系，所述校验靶标坐标系与所述基坐标系之间具有预定的第二转换关系；

识别所述校验靶标坐标系，并根据设置在患者身体上的骨靶标的坐标系确定当所述机械臂处于预期位姿时，所述机械臂在所述校验靶标坐标系下的位置；根据所述第二转换关系及所述第一转换关系，将所述机械臂在所述校验靶标坐标系下的位置转换为在所述机械臂在所述机器人坐标系下的期望位置。

8.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序还执行如下步骤：

识别所述基坐标系，并根据所述骨靶标的坐标系确定当所述机械臂处于所述预期位姿时所述机械臂在所述基坐标系下的位置；

根据所述第一转换关系，将所述机械臂在所述基坐标系下的位置转换为所述机械臂在所述机器人坐标系下的所述期望位置。

9.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序还执行如下步骤：根据所述机械臂的末端在空间中的位置对所述机械臂执行运动学模型标定，并根据标定后的所述机械臂的模型获取所述基坐标系与机器人坐标系之间的所述第一转换关系。