[发明专利]手术机械臂定位系统

说明书

本发明提出一种手术机械臂定位系统，包括：手术机械臂，相对固定有A组标定体；透视设备，相对固定有B组标定体，从至少两个角度针对目标对象拍摄形成至少两个透视图像；处理装置，接收透视图像，根据外部输入指令在图像中分别选定目标投影点，根据目标投影点与光源的位置关系、及至少目标投影点的图像接收平面之间的位置关系，确定目标实际点相对于B组标定体的空间位置，生成实际点空间位置数据；空间立体定位设备，形成A组标定体与B组标定体的三维相对位置关系；控制装置，根据三维相对位置关系和实际点空间位置数据控制手术机械臂移动至目标实际点的空间位置。本发明的手术机械臂定位系统，提高定位自动化程度，降低操作复杂度，定位准确。

技术领域

本发明涉及医疗装置技术领域，尤其涉及的是一种手术机械臂定位系统。

背景技术

在外科手术中，采用手术机械臂持手术工具等先进技术来实现操作，例如手术机械臂末端安装手术刀进行开刀或安装电钻进行钻骨等。尤其是在骨科钻骨手术中，电钻钻头与骨之间会产生较大的力而不稳定，因而需要借助手术机械臂。无论是手术前，手术机械臂需移动至患者的病患部位，还是在手术中，手术机械臂根据需要的进刀或进钻轨迹进行移动，都需要手术机械臂的进行定位。

目前，实现手术定位的方式如下：1)首先对患者用标定件标定，然后进行CT扫描建立三维模型，根据建模所得模型来进行手术规划，规划完成后再进行手术操作；由于需要进行CT扫描加建模进行术前规划，操作复杂时间较长，辐射也大，另外还需对患者加标定件，并且在术中仍然需要用标定件实现导航，标定件占用的位置会影响手术进行，过远则定位精度不高；2)通过手术工具本身在透视图像中的显影来指导移动，直至定位到手术工具至患者的病患部位，定位过程时间较长，辐射较大，无法实现自动化定位，而且由于手术工具本身的显影面积较大，容易定位不准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种手术机械臂定位系统，提高定位自动化程度，降低操作复杂度，定位准确。

为解决上述问题，本发明提出一种手术机械臂定位系统，包括：

手术机械臂，其上相对固定有A组标定体；

透视设备，其上相对固定有B组标定体，从至少两个角度针对目标对象拍摄形成至少两个透视图像；

处理装置，接收所述透视设备的透视图像，根据外部输入指令在所述至少两个透视图像中分别选定目标投影点，每个透视图像中的目标投影点均为对应拍摄方向下的光源将目标对象上的同一目标实际点投影至对应图像接收平面上的点，根据至少两个目标投影点与光源的位置关系、及所述至少两个目标投影点的图像接收平面之间的位置关系，确定所述同一目标实际点相对于B组标定体的空间位置，生成实际点空间位置数据；

空间立体定位设备，用以捕获所述A组标定体与所述B组标定体的空间位置，形成A组标定体与B组标定体的三维相对位置关系；

控制装置，连接所述处理装置和空间立体定位设备，接收所述处理装置的实际点空间位置数据和所述空间立体定位设备的三维相对位置关系，根据所述三维相对位置关系和实际点空间位置数据控制所述手术机械臂移动至所述目标实际点的空间位置。

根据本发明的一个实施例，所述处理装置包括：

图像采集处理模块，用以接收所述透视设备的两个透视图像，接收外部输入指令，根据外部输入指令在每个透视图像中选定一目标投影点；

关系映射模块，用以根据透视设备两个拍摄角度的空间变化关系确定两个图像接收平面之间的位置关系，通过此位置关系将其中一图像接收平面上的目标投影点与其对应拍摄角度下的光源之间的位置关系映射为相对于另一图像接收平面的位置关系，以确定两个目标投影点与各自光源之间的投影线相交处的同一目标实际点相对于所述另一图像接收平面的空间位置；