[发明专利]一种激光截骨辅助全髋关节置换手术机器人

权利要求书

1.一种激光截骨辅助全髋关节置换手术机器人，其特征在于，包括：

控制计算机主体，其用以对双侧踝至骨盆的CT数据进行重建，并根据重建后的CT数据规划髋臼截骨角度与截骨量及生成截骨路径，所述控制计算机主体顶部前端安装有底座，所述底座顶部与机器人主体相接，所述机器人主体用以控制激光截骨的角度，所述控制计算机主体左侧设置有连接线，所述控制计算机主体前方设置有支座，所述支座顶部固定有手术台，所述连接线另一端与辅助装置相连接，所述辅助装置用以对髋臼截骨位置进行定位；

所述机器人主体前端安装有激光切割末端执行器，所述激光切割末端执行器用以在预设位置按照预设切割量进行切割，所述激光切割末端执行器右侧与辅助喷水吹气装置相接，所述辅助喷水吹气装置用以对髋臼进行喷水和吹气；

所述控制计算机主体中设置有激光消融曲线方程，所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对位于所述激光消融曲线方程以外的凸出部分进行初次消融，初次消融完成后，所述控制计算机主体将初次消融时的消融点个数与预设消融点个数进行比对，并根据比对结果选取对应的半径调节系数对所述激光消融曲线方程进行调整，所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对位于调整后的激光消融曲线方程以外的凸出部分进行二次消融；

所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对髋臼进行消融时，将消融点的消融高度与预设消融高度进行比对，并根据比对结果选取对应的消融速度，消融速度确定后，所述控制计算机主体将消融点的曲率与预设消融点曲率进行比对，并根据比对结果选取对应的消融速度调节系数对消融速度进行调节，调节完成后，所述控制计算机主体将消融点的消融角角度与预设消融角角度进行比对，定义消融点两端与坐标原点形成的夹角为消融角，并根据比对结果选用对应的消融速度修正系数对消融速度进行修正。

2.根据权利要求1所述的激光截骨辅助全髋关节置换手术机器人，其特征在于，所述控制计算机主体以CT数据中半球形髋臼的最大圆平面为水平面建立空间直角坐标系，以半球形髋臼的最大圆圆心为坐标原点，设置有激光消融曲线方程x²+y²+z²＝r²，式中，x代表横坐标，y代表纵坐标，z代表垂直水平面方向的坐标，r为半球形髋臼的最大圆的半径；

所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对半球形髋臼中位于激光消融曲线方程以外的凸出部分进行初次消融，定义位于激光消融曲线方程以外的凸出部分为消融点。

3.根据权利要求2所述的激光截骨辅助全髋关节置换手术机器人，其特征在于，所述控制计算机主体中还设置有第一预设消融点个数A1，第二预设消融点个数A2，第三预设消融点个数A3，其中，A1＜A2＜A3；所述控制计算机主体中还设置有第一预设半径调节系数a1，第二预设半径调节系数a2，第三预设半径调节系数a3，其中，0＜a1＜a2＜a3＜1；

当所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对髋臼进行二次消融时，所述控制计算机主体将初次消融时的消融点个数A与各所述预设消融点个数进行比对，并根据比对结果选取对应的半径调节系数对半球形髋臼的最大圆的半径r进行调节：

当A＜A1时，所述控制计算机主体选用a1对r进行调节；

当A1≤A＜A2时，所述控制计算机主体选用a2对r进行调节；

当A2≤A＜A3时，所述控制计算机主体选用a3对r进行调节；

当所述控制计算机主体选用第i预设半径调节系数ai对r进行调节时，设定i＝1,2,3,调节后的半球形髋臼的最大圆的半径为r’，设定r’＝r×ai。

4.根据权利要求3所述的激光截骨辅助全髋关节置换手术机器人，其特征在于，所述控制计算机主体根据调节后得到的半球形髋臼的最大圆的半径为r’，将所述激光消融曲线方程调整为x²+y²+z²＝(r’)²，所述控制计算机主体控制所述激光切割末端执行器对半球形髋臼中位于调整后的激光消融曲线方程以外的凸出部分进行二次消融。