[发明专利]手术机器人的精度测量方法和装置、存储介质及处理器

说明书

本发明提供了一种手术机器人的精度测量方法和装置、存储介质及处理器，其中，精度测量方法包括：获取开源数据库中的患者骨骼信息，并根据患者骨骼信息建立三维骨盆模型，将具有不同的安放角度的多个髋臼杯模型分别与三维骨盆模型结合得到多个骨盆及髋臼杯组合体模型；根据多个骨盆及髋臼杯组合体模型得到多个骨盆及髋臼杯组合体结构；根据多个骨盆及髋臼杯组合体结构得到多个置入位置；根据多个置入位置及多个安放角度控制手术机器人的末端执行器依次移动并得到执行误差；根据执行误差得到手术机器人的精度。本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的精度检测装置及精度检测方法并不能有效地对髋臼杯置入角度进行检测的问题。

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，具体而言，涉及一种手术机器人的精度测量方法和装置、计算机可读存储介质及处理器。

背景技术

随着医疗技术的不断发展，髋关节置换术出现了很多不同的辅助手术方式，其中机器人辅助的全髋关节置换术因为其精度的优势广泛地被医生和工程师所关注。髋臼杯置入角度和位置的精度很大程度上影响术后髋关节的稳定性、假体的寿命以及术后的并发症等风险。而定位精准是骨科手术机器人系统相对于传统徒手手术方法的核心性能和突出优势，所以，正确评价和检测骨科手术机器人系统的定位精度，是评估产品性能、保障手术安全和效果的关键环节，是技术研发、产品开发和验证的重要基础。例如，针对先天性髋关节发育不良的患者，通过全髋关节置换手术机器人系统协助对髋关节进行精确锉削和髋臼杯假体置入，可保证髋关节置换手术的精确性和安全性。

工业机器人的定位精度检测的两个指标是重复定位精度和绝对定位精度，一般是通过分辨率、位姿准确度和位姿重复度这三个指标测量其末端执行器相对于参考坐标系的精度。

然而上述所提到的工业机器人的精度测量方法只是描述机器臂末端执行器与目标位置之间点到点的误差。全髋关节手术机器人的系统精度会受到多种因素的影响，包括图像识别误差、系统中不同坐标系之间转换的误差、机器人运动误差、探针等工具尺寸误差及光学跟踪定位误差等，系统综合定位精度不仅要满足定点要求，而且需要兼顾定向要求。

尤其是在全髋关节置换术中，髋臼杯置入角度的精度对术后髋关节的稳定性的影响很大，相关技术中的精度检测装置及精度检测方法并不能有效地对髋臼杯置入角度进行检测。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种手术机器人的精度测量方法和装置、计算机可读存储介质及处理器，以解决相关技术中的精度检测装置及精度检测方法并不能有效地对髋臼杯置入角度进行检测的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种手术机器人的精度测量方法，包括：获取开源数据库中的患者骨骼信息，并根据患者骨骼信息建立三维骨盆模型，将具有不同的安放角度的多个髋臼杯模型分别与三维骨盆模型结合得到多个骨盆及髋臼杯组合体模型；根据多个骨盆及髋臼杯组合体模型得到多个骨盆及髋臼杯组合体结构；根据多个骨盆及髋臼杯组合体结构得到多个置入位置；根据多个置入位置及多个安放角度控制手术机器人的末端执行器依次移动并得到执行误差；根据执行误差得到手术机器人的精度。

应用本发明的技术方案，通过直接获取开源数据库中的真实的患者骨骼信息制作骨盆及髋臼杯组合体结构用于进行精度检测，能够模拟真实的手术场景，使得最终得到的精度检测结果更加可靠。具体地，先将具有不同的安放角度的多个髋臼杯模型分别与三维骨盆模型结合得到多个骨盆及髋臼杯组合体模型，再根据多个骨盆及髋臼杯组合体模型得到多个骨盆及髋臼杯组合体结构，令手术机器人针对每个骨盆及髋臼杯组合体结构执行相应的移动动作，再测量移动后的执行误差，最终得到手术机器人的精度，能够使得最终得到的精度数据更加接近真实情况。在本申请中，设置髋臼杯模型安放角度不同的多个骨盆及髋臼杯组合体模型，再得到多个骨盆及髋臼杯组合体结构，能够有效地对手术机器人执行相应动作后的角度偏差进行检测，进而能够得到手术机器人在全髋关节置换术中的髋臼杯置入角度的精度。因此，本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的精度检测装置及精度检测方法并不能有效地对髋臼杯置入角度进行检测的问题。