[发明专利]验证手术目标匹配的方法、用于该方法的装置和包括该装置的系统

说明书

本公开涉及一种验证手术目标匹配的方法、用于该方法的装置和包括该装置的系统，根据本公开的验证手术目标匹配的方法包括以下步骤：准备包括手术目标的形状信息的3D模型；通过跟踪器获取所述手术目标的位置和姿势的信息，以及附着在所述手术目标上的目标标记的位置和姿势的信息；通过导出所述手术目标和所述目标标记之间的位置和姿势的相关性，执行与所述3D模型的匹配；跟踪沿所述手术目标的表面移动的探针尖端的位置和姿势的变化；以及生成匹配验证信息，并将匹配验证信息显示为图像，所述匹配验证信息包括3D图形图标，所述3D图形图标表示所述探针尖端和所述3D模型之间的相对位置关系，对应于所述探针尖端的位置和姿势中的至少一个的变化。因此，匹配情况得到了直观和视觉上的验证。此外，可以直观地检查某个连续区域而非单个点的匹配度。

技术领域

本公开涉及一种验证手术目标匹配的方法、用于该方法的装置和包括该装置的系统，更具体地，涉及一种验证手术目标的匹配以检查手术目标和手术图像之间的空间匹配度的方法、用于该方法的装置和包括该装置的系统。

背景技术

随着近年来医疗技术的发展，使用机器人和计算机系统的导航手术已被积极引入，这种手术也被应用于人工关节手术领域。

就膝关节而言，当外部损伤、各种感染和疾病导致膝关节疼痛和身体损伤时，整个或部分膝关节通过基于置换的骨科手术进行治疗。约有10％至30％将接受部分置换的患者的膝关节内部已经磨损。

在用于此类关节骨科手术的机器人中，有一种机器人可以自动完成整个手术过程。这样的手术机器人会沿着事先规划好的路径自动切割骨骼，而不需要人工干预。

对于使用手术机器人的膝关节手术，需要先将光学标记安装在手术目标上，然后用光学传感器跟踪光学标记的位置和姿势，从而提前对手术目标及其形状模型进行空间匹配处理。此外，还需要检查匹配的结果是否合适。

验证手术目标匹配的传统方法一般采用检查匹配结果的定量值的方法，或检查多个预先注册的点的匹配度的方法。

然而，由于将匹配结果简单地表示为定量值，前一种方法使用户难以确定匹配结果是否合适，而后一种方法存在一个问题，即只检查预先注册的点的匹配度，因此无法检查其他区域的匹配度。

(相关技术专利文献1)公开号为102015-0102936(2015年9月9日)的韩国专利申请。

发明内容

为了解决上述问题，本公开的一个方面是提供一种直观和视觉上验证匹配度的方法。进一步地，本公开的一个方面是提供一种验证手术目标匹配的方法、装置以及系统，其中可以直观地检查某个连续区域而非单个点的匹配度。此外，本公开的一个方面是提供一种验证手术目标的匹配的方法、装置以及系统，其中当匹配的结果不合适时，对需要重新匹配的区域再次进行匹配。

本公开的各方面可以通过提供一种验证手术目标匹配的方法来实现，该方法包括：准备包括手术目标的形状信息的三维(3D)模型；通过跟踪器获取关于手术目标的位置和姿势的信息，以及附着在手术目标上的目标标记的位置和姿势的信息；通过导出手术目标和目标标记之间的位置和姿势的相关性，来执行与3D模型的匹配；跟踪沿手术目标的表面移动的探针尖端的位置和姿势的变化；以及生成匹配验证信息，并将匹配验证信息显示为图像，匹配验证信息包括3D图形图标，所述3D图形图标表示探针尖端和3D模型之间的相对位置关系，对应于探针尖端的位置和姿势中的至少一个的变化。

同时，本公开的各方面还可以通过提供一种验证手术目标匹配的方法来实现，该方法包括：接收通过跟踪器获取的手术目标的位置和姿势的信息，以及附着在手术目标上的目标标记的位置和姿势的信息；通过导出手术目标与目标标记之间的位置和姿势的相关性，来执行手术目标与3D模型的匹配；接收通过跟踪器获取的沿手术目标的表面移动的探针尖端的位置和姿势的信息；以及生成匹配验证信息，并将所述匹配验证信息显示为图像，所述匹配验证信息包括3D图形图标，所述3D图形图标表示探针尖端和3D模型之间的相对位置关系，对应于探针尖端的位置和姿势的变化。