[发明专利]一种骨扩孔手术的阶段判断方法

说明书

一种骨扩孔手术的阶段判断方法，涉及骨扩孔手术辅助技术领域，其包括以下步骤：（1）通过传感器获取在骨扩孔手术过程中的扩孔工具的实时受力反馈；（2）在所述步骤（1）内，在扩孔工具m个旋转周期内的受力反馈中，提取扩孔工具在每个旋转周期中受力的绝对值的最大值，m的取值根据所需要的测量精度选取（3）对所述步骤（2）所取得的数据进行处理，求所述受力与时间的实时函数关系；（4）通过分析所述步骤（3）中的所述函数的特征，来判断当时骨扩孔手术所处的阶段。本发明能够完善骨扩孔手术过程的提示和指引作用，减轻施术医生的心理压力和操作负担，提高手术的效率和安全性。

技术领域

本发明涉及骨扩孔手术辅助技术领域，特别是涉及一种骨扩孔手术的阶段判断方法。

背景技术

在现有的技术中，手术辅助系统在进行手术的过程中，往往通过手术导航、CT拍摄等手段来衡量手术器械的位置，但是因病人个体的差异性，手术导航的精确程度会打折扣。而且CT拍摄则会有大量的辐射，对人体有害。此外，在现有手术辅助系统的辅助下，在骨扩孔手术进行时，仅能从视觉上进行大致判断手术所处的阶段，并且扩孔过程不能得到相应的提示，因为大多数机器人没有力学反馈装置，没有具体的力学检测的分析逻辑和判断方法。因此，手术过程的操作失误会严重影响手术的效率和效果。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的手术辅助系统不能准确判断骨扩孔手术所处阶段及扩孔工具所处位置的不足之处，而提供一种可准确判断骨扩孔手术所处阶段的骨扩孔手术的阶段判断方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种骨扩孔手术的阶段判断方法，其包括以下步骤：

(1)通过传感器获取在骨扩孔手术过程中的扩孔工具的实时受力反馈；

(2)在所述步骤(1)内，在扩孔工具m个旋转周期内的受力反馈中，提取扩孔工具在每个旋转周期中受力的绝对值的最大值，m的取值根据所需要的测量精度选取；

(3)对所述步骤(2)所取得的数据进行处理，求所述受力与时间的实时函数关系；

(4)通过分析所述步骤(3)中的所述函数的特征，来判断当时骨扩孔手术所处的阶段。

优选地，把扩孔工具在扩孔过程中所受的力分为空间直角坐标系的3个坐标方向上的力，其分别为：挤压力Fx、切削力Fy和Fz；所述步骤(1)中，传感器获取的实时受力反馈包括：挤压力Fx、切削力Fy和Fz，所述步骤(3)中的实时函数包括：Fx(t)、Fy(t)和Fz(t)。

优选地，在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数的导数满足：Fx′(t)=Fy′(t)=Fz′(t)=0，且之前没有判断过骨扩孔手术处于第一阶段，则判断此时骨扩孔手术处于第一阶段，所述第一阶段为空切阶段。

优选地，在所述步骤(4)的分析判断中，若所述步骤(3)中的实时函数的导数满足：Fx′(t)＝Fy′(t)＝Fz′(t)＝0，且之前已经判断过骨扩孔手术处于第一阶段，则判断此时骨扩孔手术处于第三阶段，所述第三阶段为稳定扩孔阶段。

优选地，用“-n≤Fx′(t)≤n，n＜2，-n≤Fy′(t)≤n，n＜2和-n≤Fz′(t)≤n，n＜2”替代所述“Fx′(t)＝Fy′(t)＝Fz′(t)＝0”。

优选地，在所述步骤(4)的分析判断中，若实时函数与其导数满足：Fy′(t)＞n,Fz′(t)＞n,其中，n＜2，且之前刚判断过骨扩孔手术处于第一阶段，则判断此时骨扩孔手术处于第二阶段。

优选地，在所述步骤(4)的分析判断中，若实时函数与其导数满足：Fx(t)大于在第一阶段和第二阶段的最大挤压力Fx(t)1，2max的5倍，Fy′(t)＞n,Fz′(t)＞n,其中，n＜2，且之前刚判断过骨扩孔手术处于第三阶段，则判断此时骨扩孔手术处于第四阶段。