[发明专利]膝关节置换手术机器人系统的精度检测方法和装置

说明书

本公开涉及一种膝关节置换手术机器人系统的精度检测方法和装置。膝关节置换手术机器人系统包括手术机器人，所述方法包括：获取目标截骨平面的空间位置信息；根据手术规划指令，控制所述手术机器人的机械臂进行运动，直到安装于所述机械臂上的截骨器的截骨槽位于规划位置，所述规划位置表征对所述目标截骨平面截骨操作的工作位置；获取所述截骨槽所在平面的空间位置信息，并确定所述目标截骨平面的空间位置信息与所述截骨槽所在平面的空间位置信息之间的误差。通过本公开，可准确地对膝关节置换手术机器人系统的精度做出综合评价。

技术领域

本公开涉及医疗设备技术领域，具体地，涉及一种膝关节置换手术机器人系统的精度检测方法和装置。

背景技术

定位精准是骨科手术机器人系统相对于传统徒手手术方法的核心性能和突出优势，因此，正确评价和检测骨科手术机器人系统的定位精度，是评估产品性能、保障手术安全和效果的关键环节，是技术研发、产品开发和验证的重要基础。例如，针对中晚期膝关节关节骨性关节炎的患者，通过膝关节置换手术机器人系统协助对膝关节进行精确截骨，可保证膝关节置换手术的精确性和安全性。

工业机器人的定位精度检测，一般是测量其末端执行器相对于参考坐标系的重复定位精度和绝对定位精度，分为采用接触式和非接触式两种位置测量方式。这些方法只是描述机器人执行机构末端与目标之间点到点的误差。

然而膝关节手术机器人的精度受到多种因素的影响，包括图像变形、机器人运动误差、导针间隙、光学跟踪定位误差等，系统综合定位精度不仅要求定点误差范围，而且需要同时兼顾定向要求。

进而，针对膝关节手术机器人系统的精度评价指标和检测方法不一致，给产品性能评价、产品检验造成难题。

因此，如何有效地衡量膝关节置换手术机器人系统的精度，是目前需要解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种膝关节置换手术机器人系统的精度检测方法和装置。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种膝关节置换手术机器人系统的精度检测方法，所述膝关节置换手术机器人系统包括手术机器人，所述方法包括：

获取目标截骨平面的空间位置信息，所述目标截骨平面为膝关节模具包括的多个平面中的一个平面；

根据手术规划指令，控制所述手术机器人的机械臂进行运动，直到安装于所述机械臂上的截骨器的截骨槽位于规划位置，所述规划位置表征对所述目标截骨平面截骨操作的工作位置；

获取所述截骨槽所在平面的空间位置信息，并

确定所述目标截骨平面的空间位置信息与所述截骨槽所在平面的空间位置信息之间的误差。

可选地，通过空间位置测量设备测量得到所述目标截骨平面的空间位置信息和所述工作平面的空间位置信息。

可选地，所述膝关节置换手术机器人系统还包括医学成像设备、光学跟踪设备以及规划与导航系统，在根据手术规划指令，控制所述手术机器人的机械臂进行运动，直至安装于所述机械臂上截骨器的截骨槽位于规划位置之前，所述方法还包括：

控制所述医学成像设备对所述膝关节模具进行扫描成像；

利用扫描探针对所述膝关节模具进行扫描，并通过所述光学跟踪设备跟踪识别所述扫描探针上设置的示踪器，以确定所述扫描探针所扫描经过的空间位置；

将通过所述医学成像设备获取的医学图像与通过所述扫描探针获取的所述膝关节模具的空间位置进行图像配准；

接收操作者的手术规划指令，所述手术规划指令包括操作者在所述规划与导航系统上规划出的所述目标截骨平面的规划位置。