[发明专利]一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法

说明书

本发明涉及膝关节手术技术领域，尤其涉及一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法，解决了现有技术中缺少一种可以自动避障，并在安全区域内工作的辅助膝关节置换手术更安全的完成的机械臂实施方法的问题。一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法，包括以下步骤：第一步，确定力线，通过在胫骨的两端分别固定marker针，用于标记识别。本发明出于保护人体骨骼肌肉皮肤等为目的，以力线为基础，构建一个能够包含所有保护物体的一个安全保护区域，保护区域的相关数值输入机械臂的操控系统中，使得机械臂在不会碰击手术人员和患者的情况下，可以自动的准确的，高效的移动至指定工作位置点，为医务人员操作膝关节手术带来了极大的便捷。

技术领域

本发明涉及膝关节手术技术领域，特别是涉及一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法。

背景技术

人体关节由于长期运动会造成关节软骨组织磨损，进而产生骨刺、关节磨损等病症。尤其对膝关节而言，如果膝关节出现相应的病症将严重影响患者的正常行走，同时还会给病患带来极大的痛苦，现有的治疗的方式往往采用膝关节的置换手术来解决患者的病痛和行走问题。

在进行膝关节置换时，需要将病人的膝关节表面的关节软骨和增生的骨赘切除。在手术过程中，因为对手术操作定位要求严格，故在实际手术过程中往往需要辅助器械来参与手术过程，传统的膝关节手术方式有，使用辅助的机械臂。机械臂在使用时，需要人工牵引到指定位置附近，然机械臂在人工牵引的过程中，因体积笨重，操作及其不便捷，且易发生碰撞患者等事故。

故而，现提出一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法，通过利用算法使机械臂通过指定点位姿态，可以自主运动到作业点且中途避开患者身体，更加安全高效。

发明内容

本发明的目的是提供一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法，解决了现有技术中缺少一种可以自动避障，并在安全区域内工作的辅助膝关节置换手术更安全的完成的机械臂实施方法的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种膝关节手术用机械臂安全高效的实施方法，包括以下步骤：

第一步，确定力线，通过在胫骨的两端分别固定marker针，用于标记识别，将胫骨远端的中点和胫骨近端的中点连接，即为力线；

第二步，设定保护区域，分别在胫骨远端和胫骨近端的，内踝外端和内端外端连接，并垂直与力线的保护线，分别以保护线的两端为圆心，保护线的长度为半径画圆，两个圆形成保护面，胫骨远端和胫骨近端的两个保护面之间的区域，即为保护区域；

第三步，抵达工作点，工作点为保护区域边沿上的若干个途经点，机械臂在保护区域外沿安全路径运动至途经点，以途径点为最终工作点。

优选的，所述第一步中，胫骨远端的中点为胫骨远端的外踝外端和内踝外端之间的连接线的中点，胫骨近端的中点为胫骨近端的外踝外端和内踝外端之间的连接线的中点。

优选的，所述第二步中，保护线位于力线两端所形成的垂直平面上，每个垂直平面上的两个圆的外周连线，以形成类椭圆形状的闭合面。

优选的，所述第二步中，力线两端的两个类椭圆形状的闭合面的边沿之间封闭，以形成类圆台的立体的保护区域。

优选的，所述第三步中，当机械臂工具末端没有进入保护区内，原地转换姿态为最终姿态；当机械臂工具末端处于保护区内，便退回至保护区域外。

优选的，所述第三步中，当机械臂工具处于保护区域内，机械臂沿此时位置与力线点连线的延伸线运动，并停止在延伸线与保护区域边沿交叉形成的途经点位置处。

优选的，所述第三步中，当机械臂工具的最终工作点处于保护区域边沿上，则位于保护区域边沿上的途经点为机械臂的最终工作点，当机械臂工具的最终工作点位于保护区域为，则沿安全路径运动至途经点。