[发明专利]导航手术系统、计算机可读存储介质及电子设备

说明书

本发明提供了一种导航手术系统、计算机可读存储介质及电子设备，包括通信连接的机器人系统、导航系统和控制单元，机器人系统包括机械臂，机器人系统具有在机械臂上的机器人坐标系；导航系统包括导航跟踪设备和骨靶标，导航系统具有能够被导航跟踪设备识别的基坐标系和校验靶标坐标系；基坐标系与机器人坐标系具有预定的第一转换关系，校验靶标坐标系与基坐标系之间具有预定的第二转换关系；控制单元识别校验靶标坐标系，根据骨靶标的坐标系确定机械臂处于预期位姿时机械臂在校验靶标坐标系下的位置；根据机械臂在校验靶标坐标系下的位置、第二转换关系及第一转换关系得到机械臂在机器人系统坐标系下的期望位置，确保手术精度，扩大术中操作空间。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种导航手术系统计算机可读存储介质及电子设备。

背景技术

膝关节骨性关节炎是一种常见骨科疾病，临床主要表现为膝关节肿痛、肿胀、僵硬等。膝关节骨性关节炎的诱因较多，患者若不能得到及时有效的医治，易引发肌肉萎缩、膝关节畸形等一系列并发症，严重影响患者的身心健康及生活质量。全膝关节置换术(totalknee arthroplasty，TKA)是目前治疗晚期膝关节骨性关节炎最有效的手段，其可以缓解患者的膝关节疼痛、恢复膝关节活动度，极大地改善患者的术后生活质量。

现有技术中，通常采用骨科手术机器人系统进行全膝关节置换术，并利用工具靶标、基座靶标等多个靶标来确定手术机器人与导航系统之间的坐标系关系，但仍存在机器人之机械臂在术中定位不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导航手术系统、计算机可读存储介质及电子设备，旨在提高术中机器人系统之机械臂的定位准确性，进而提升手术精度。

为实现上述目的，本发明提供的一种导航手术系统，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。

可选地，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。

可选地，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，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。

可选地，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。

可选地，所述导航跟踪设备为光学跟踪设备。