[发明专利]手术导航机器人精度检验方法

说明书

本申请公开一种手术导航机器人精度检验方法。方法包括提供器材步骤和模拟实验步骤。提供器材步骤包括提供激光追踪仪系统、提供测试工装以及提供执行工装步骤。模拟实验步骤包括模拟目标位置、移动执行工装、确定执行坐标信息以及测量误差步骤。本申请提供的技术方案能够检验手术导航机器人的运行精度。

技术领域

本申请涉及手术导航机器人技术领域，具体而言，涉及一种手术导航机器人精度检验方法。

背景技术

在现有的基于增强现实技术的骨科手术导航系统中(以下简称手术导航系统)，其原理为：通过对患者进行CT扫描，获得图像数据；然后，计算机对图像数据进行三维重建，获得患者虚拟模型；利用配准算法以及光学追踪设备，获得虚拟模型与患者在光学追踪设备坐标系中的关系，将虚拟模型与患者进行配准，配准成功后，系统形成导航图形，手术导航机器人基于导航图像进行手术操作。

为此，手术导航机器人的运行精度至关重要，现有技术中，尚未出现对手术导航机器人精度检验的方法。

发明内容

本申请提供了一种手术导航机器人精度检验方法，其能够提供一种能够检验手术导航机器人运行精度的方法。

本发明提供一种手术导航机器人精度检验方法，包括以下步骤：

提供器材，包括：

提供激光追踪仪系统；

提供测试工装，对测试工装进行三维重建并进行注册配准，测试工装配置有第一数量的测试靶球，测试靶球被配置为能够被激光追踪仪系统追踪；

提供执行工装，执行工装配置有第二数量的执行靶球，执行靶球被配置为能够被激光追踪仪系统追踪，第二数量的执行靶球限定出执行基准，执行工装被配置为安装于手术导航机器人的机械臂，受手术导航机器人控制移动，第一数量不小于第二数量；

模拟实验，包括：

模拟目标位置，通过激光追踪仪系统分别测量第一数量中的任意第二数量的测试靶球的坐标，并基于第二数量的测试靶球确定目标位置；

移动执行工装，手术导航机器人移动执行工装使得执行基准达到目标位置；

确定执行坐标信息，通过激光追踪仪系统测量执行靶球的坐标信息；以及

测量误差，基于在测试靶球的坐标和执行靶球的坐标信息进行误差计算。

上述实现的过程中，通过手术导航机器人精度检验方法能够测量出手术导航机器人的运行误差，用于检测手术导航机器人是否能够精准定位到规划的位置进行手术。基于测试工装的进行三维重建并进行注册配准，并对手术导航机器人的机械臂进行配准。在执行工装中，第二数量的执行靶球共同限定出执行基准。在测试工装中，任意选取第二数量的测试靶球，第二数量的测试靶球可共同模拟出手术设定削除的位置。示例性地，对应于膝关节手术，第二数量的具体数值可以为三，三个执行靶球共同限定出呈平面的执行基准，呈平面的执行基准可以模拟为摆据锯片；三个测试靶球共同限定出即将被摆据锯片切削的膝关节骨组织平面。或者，示例性地，对应于髋关节手术时，第二数量的具体数值可以为二，两个执行靶球共同限定出呈线状的执行基准，呈线状的执行基准可以模拟为髋臼磨削杆，三个测试靶球共同限定出即将被髋臼磨削杆磨削的髋臼窝的中心轴。

在完成提供器材步骤后，可进行实验。通过激光追踪仪系统获取选取的第二数量的测试靶球的坐标，并在数据处理软件中模拟出目标位置，即手术设定削除的位置。将目标位置的数据信息输送给手术导航机器人，手术导航机器人启动并基于该目标位置驱使执行工装移动，使得执行基准达到目标位置，模拟出实际手术中的削除工作。此时，通过激光追踪仪系统测量出执行靶球的坐标信息。在数据处理软件中可根据执行靶球的坐标信息和目标位置进行误差计算，从而检测手术导航机器人是否能够精准定位到规划的位置进行手术。

在可选的实施方式中，第二数量的具体数值为三；