[发明专利]一种用于手术磨削的机器人的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种用于手术磨削的机器人的控制方法及装置。

背景技术

近年来骨科手术机器人已成为骨科医学和机器人领域交叉学科的研究热点。各种用途的骨科手术机器人正在医学领域中得到越来越广泛的应用。相比于医生手工操作，机器人在某些方面具有极大的优势。机器人高精确的定位可以改善过去医生单凭主观判断和手术经验来完成手术操作的状况。机器人代替医生进行手术可以避免外科医生长时间手术操作而带来的疲劳，以及可能造成医生手臂颤动。而且机器人还具有稳定高性、不怕辐射和感染等特点。正由于机器人的上述优点，针对不同手术的医疗机器人的控制方法和控制设备也应运而生。使用高精度的脊柱手术机器人系统进行脊椎磨削操作可以有效地避免因医生操作疲劳而造成手术失败，从而提高手术的精度和降低手术风险。

在现有的手术机器人进行手术操作控制时，一般通过多种自适应机械结构，如伸缩机构、刀具旋转机构、导向保护机构等，或者通过视觉传感器来控制机器人的操作状态，虽然控制方式较为灵活，但由于缺少对操作路径的规划，不利于提高磨削的精度和安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于手术磨削的机器人的控制方法，以解决现有技术中手术机器人在进行手术操作时，因缺少对操作路径的规划，不利于提高磨削的精度和安全性的缺陷。

本发明是这样实现的，一种用于手术磨削的机器人的控制方法，所述方法包括：

获取待磨削对象的CT图像以及位于所述CT图像上的磨削位置信息；

根据所述待磨削对象的CT图像生成三维点云模型；

根据所述CT图像上的磨削位置信息生成所述三维点云模型中的磨削截面；

在所述磨削截面中加载直线网格，记录每个网格单元所包含的点的个数；

当所述网格单元中包含的点的个数大于预设值时，将此网格单元标记为待磨削网格单元；

根据所述标记的待磨削网格对所述待磨削对象进行磨削操作。

本发明另一目的在于提供一种用于手术磨削的机器人的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取待磨削对象的CT图像以及位于所述CT图像上的磨削位置信息；

三维点云模型生成单元，用于根据所述待磨削对象的CT图像生成三维点云模型；

磨削截面生成单元，用于根据所述CT图像上的磨削位置信息生成所述三维点云模型中的磨削截面；

记录单元，用于在所述磨削截面中加载直线网格，记录每个网格单元所包含的点的个数；

标记单元，用于当所述网格单元中包含的点的个数大于预设值时，将此网格单元标记为待磨削网格单元；

磨削单元，用于根据所述标记的待磨削网格对所述待磨削对象进行磨削操作。

在本发明，通过获取待磨削对象的CT图像以及位于所述CT图像上的磨削位置信息，根据所述多个视图的CT图像生成三维点云模型，根据所述磨削位置信息生成在所述三维点云模型中的磨削截面，在所述磨削截面中加载直线网格，记录每个网格中包含的点的个数，根据所述磨削截面中点的数目查找待磨削网格单元，从而使得手术机器人根据所述待磨削网格单元进行磨削操作，不会致使待磨削对象出现磨穿现象，提高磨削的精确和安全性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的用于手术磨削的机器人的控制方法的实现流程图；

图2是本发明第二实施例提供的用于手术磨削的机器人的控制方法的实现流程图；

图3是本发明第三实施例提供的用于手术磨削的机器人的控制方法的实现流程图；

图4为本发明第四实施例提供的用于手术磨削的机器人的控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例主要可用于现有的用于手术磨削的机器人的操作控制，针对现有技术中缺少对磨削区域的界定，容易导致磨削精度不高，容易出现磨削安全问题。所述用于手术磨削的机器人的控制方法，包括：

获取待磨削对象的CT图像以及位于所述CT图像上的磨削位置信息；

根据所述待磨削对象的CT图像生成三维点云模型；

根据所述CT图像上的磨削位置信息生成所述三维点云模型中的磨削截面；

在所述磨削截面中加载直线网格，记录每个网格单元所包含的点的个数；

当所述网格单元中包含的点的个数大于预设值时，将此网格单元标记为待磨削网格单元；