[发明专利]手术场景配置方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种手术场景配置方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法通过定位仪采集位置标记器的位置信息分别获取世界坐标系、待手术对象坐标系以及机器人坐标系，获取定位仪的坐标系到世界坐标系的第一变换矩阵，获取定位仪的坐标系到待手术对象坐标系的第二变换矩阵，获取待手术对象坐标系到世界坐标系的第三变换矩阵，获取定位仪的坐标系到手术器械尖端坐标系的第四变换矩阵，获取待手术对象坐标系到手术路径坐标系的第五变换矩阵，基于第一变换矩阵、第三变换矩阵、第四变换矩阵和第五变换矩阵，得到手术器械尖端坐标系到手术路径坐标系的目标变换矩阵，从而将各坐标系关联到世界坐标系，使得导航系统保持实时准确导航，提高安全性。

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种手术场景配置方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着医疗技术的不断发展，出现用于辅助手术或者执行手术的手术机器人，在手术机器人执行手术之前，需要为手术机器人配置场景设定定位坐标系，具体的，对于手术机器人辅助手术，其场景配置至少包括手术机器人、患者、计算机和定位仪等模块。一方面，这些模块的坐标系之间的转换精度会对手术的效果产生很大的影响，并且坐标系之间的转换误差会被累计从而产生更大的手术误差；另一方面，在手术过程中一旦系统的某个模块位置发生改变，则需要对系统进行重新标定，给医生加大了手术难度，因此，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统手术机器人由于场景配置不合理，导致其手术精度差且安全性低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提供手术机器人精度和安全性的手术场景配置方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种手术场景配置方法，包括以下步骤：

通过定位仪采集布置在手术空间内的第一类位置标记器的位置信息，得到世界坐标系，并获取定位仪的坐标系到世界坐标系的第一变换矩阵；

通过定位仪采集布置在待手术对象的第二类位置标记器的位置信息，得到待手术对象坐标系，并获取定位仪的坐标系到待手术对象坐标系的第二变换矩阵；

基于第一变换矩阵和第二变换矩阵，得到待手术对象坐标系到世界坐标系的第三变换矩阵；

通过定位仪采集布置在机器人法兰盘的第三类位置标记器的位置信息，得到机器人坐标系，基于机器人坐标系获取定位仪的坐标系到手术器械尖端坐标系的第四变换矩阵；

获取待手术对象坐标系到手术路径坐标系的第五变换矩阵；手术路径坐标系为在待手术对象的三维模型中规划手术路径的坐标系；

基于第一变换矩阵、第三变换矩阵、第四变换矩阵和第五变换矩阵，得到手术器械尖端坐标系到手术路径坐标系的目标变换矩阵。

在其中一个实施例中，基于机器人坐标系获取定位仪的坐标系到手术器械尖端坐标系的第四变换矩阵的步骤中，包括步骤：

获取机器人坐标系到世界坐标系的第六变换矩阵；

获取机器人坐标系到手术器械尖端坐标系的第七变换矩阵；

基于第一变换矩阵、第六变换矩阵和第七变换矩阵，得到第四变换矩阵。

在其中一个实施例中，获取机器人坐标系到世界坐标系的第六变换矩阵的步骤中，包括步骤：

通过定位仪采集布置在机器人基座的第四类位置标记器的位置信息，得到机器人基座坐标系，获取定位仪的坐标系到机器人基座坐标系的第八变换矩阵；

基于第一变换矩阵和第八变换矩阵，得到机器人基座坐标系到世界坐标系的第九变换矩阵；

获取定位仪的坐标系到机器人坐标系的第十变换矩阵；

基于第八变换矩阵和第十变换矩阵，得到机器人坐标系到机器人基座坐标系的第十一变换矩阵；