[实用新型]一种手术机器人导航系统精度检测装置

说明书

本实用新型涉及一种手术机器人导航系统精度检测装置，所述装置包括支座（2），工具支架①（6），辅助定位筒（3），工具支架②（5），视觉定位辅助工具（1），其中，工具支架①（6）和工具支架②（5）位于支座两端，辅助定位筒（3）插入工具支架①（6），视觉定位辅助工具（1）通过固定螺孔（4）固定于工作支架②（5）。通过与医学影像设备、手术导航机器人配合，用于测量机器人导航系统精度。该方法结构简单便于实现，可以用肉眼直接观察到是否精确达到目标路径位置，检测计算系统精度。

技术领域

本实用新型涉及一种手术机器人导航系统精度检测装置，属于手术机器人技术领域。

背景技术

中国人口众多，随着人们生活水平的提高和人口老龄化进程的加剧，我国正在成为高新技术医疗器械生产和使用大国。故机器人辅助外科手术系统的研究已经成为一个热点，将手术医生的经验以及机器人定位精确、运行稳定、操作精度高等特性相结合，不仅可以使外科医生获得一种与以往传统手术相似的操作环境，而且可以协助医生完成精细的手术动作，减少外科医生在手术中因为疲劳产生的误操作和手部震颤造成的损伤，提高手术质量与安全性，缩短治疗时间，降低医疗成本。

手术导航机器人可用于手术器械或植入物的精确定位。通过与医学影像设备的配合使用，实现手术计划和手术路径定位。其中，对于手术导航机器人最重要的一项评价指标是系统精度，正确评价系统精度是确保手术安全、顺利完成的关键工作。专利201520673162.1 “一种手术机器人系统精度检测装置”，该装置成本较高，加工复杂，不方便携带。而且在实际操作中不仅要确保空间点的精准，还需要保证空间直线的精准，通常来说相对比较困难。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够准确、全面评价手术机器人导航系统精度检测装置。

该装置包含支座（2），工具支架①（6），辅助定位筒（3），工具支架②（5），视觉定位辅助工具（1），其中，工具支架①（6）和工具支架②（5）位于支座两端，辅助定位筒插入工具支架①（6），视觉定位辅助工具通过固定螺孔（4）固定于工具支架②（5）。

进一步的，辅助定位筒（3）下端插入工具支架①（6）部分为直径小于靶通道直径的圆柱体，内包裹刚性圆柱体；上端未插入工具支架①（6）部分为直径大于靶通道直径的圆柱体。

进一步的，所述工具支架①（6）与支座的角度为0～90°之间，工具支架②（5）为倾斜面。

进一步的，支座、工具支架①（6）、工具支架②（5）的材质为尼龙或塑料材料，辅助定位筒为塑料或尼龙包裹的刚性材料；刚性材料在X光射线下可以显影，塑料或尼龙不显影，故可以区分，从而确定靶通道位置。

进一步的，工具支架②（5）上含有凸起的螺柱或者内陷的螺孔，视觉定位辅助工具（1）的固定螺孔含内螺纹，可与工具支架②上凸起的螺柱配合固定，或与内陷的螺孔通过螺钉固连。

本实用新型装置通过与医学影像设备、手术导航机器人（图3）配合使用，测定手术导航机器人的系统精度。

手术导航机器人由机器人定位系统、控制系统、光学跟踪系统组成，其中，控制系统以软件为核心，完成手术过程中的X光图像采集、手术位置解剖特征的隧道入点与止点规划、导航显示与机器人控制；光学跟踪系统通过视觉定位辅助工具，可实时监测器械位置，传输给控制系统；机器人定位系统辅助医生完成手术定位的操作。

系统精度检测原理：如图4所示，如果我们将辅助定位筒（3）在X光机下刚柱的图像作为规划路径，用空间直线L表示；如图5所示，如果我们将机器人末端工具路径用空间直线L’表示，那么机器人的精准度判断依据为L’的末端顶点是否到达直线L的端点处，且L是否与L’平行，此时需要在机器人末端套筒中插入克氏针，观察克氏针是否能顺利进入所述靶孔（7）中，见图6。

具体步骤如下：