[发明专利]标定件、手术导航坐标系配准系统、方法、设备和介质

权利要求书

1.一种手术导航坐标系配准系统，其特征在于，包括：医学成像装置、标定件、距离检测装置、距离粗检装置、处理装置；

所述医学成像装置用于对患者成像得到患者图像；所述患者图像中可识别出所述标定件的位置；

所述距离检测装置固定设置于机械臂，用于获取所述距离检测装置与所述标定件的测量表面之间的表面距离，以及获取所述标定件的测量表面与所述标定件的中心之间的中心距离，并根据所述表面距离和所述中心距离得到第一距离；

所述距离粗检装置用于测量所述距离粗检装置与所述标定件之间的距离信息，得到初步距离；所述初步距离用于确定所述标定件在机械臂基座坐标系中的位置坐标，得到初步坐标；

所述距离检测装置，还用于根据所述初步坐标控制所述机械臂移动，获取所述表面距离和所述中心距离；

所述处理装置用于根据所述患者图像和所述第一距离，对患者图像坐标系和机械臂基座坐标系进行配准。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机械臂包括有圆柱状的关节末端，且所述圆柱状关节末端的圆端面为工具夹持位置，所述工具夹持位置用于夹持所述距离检测装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述距离检测装置固定设置于所述机械臂关节末端的圆周表面，可以绕关节末端的圆周表面旋转。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述距离检测装置绕关节末端的圆周表面旋转时以预设的不同挡位转动定位。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述距离检测装置包括激光距离检测装置、雷达距离检测装置、深度相机中的至少一种。

6.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述距离检测装置与所述标定件之间的连线与机械臂关节坐标系的Z轴平行。

7.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述标定件用于在手术导航坐标系配准中标定所述患者的位置，与植入患者骨骼的骨钉连接；所述骨钉具有相对的第一端部及第二端部，所述第一端部植入患者骨骼内，所述第二端部与所述标定件连接；

所述标定件为多面体结构，且多面体每个面的中心设置有指示所述距离检测装置的测量位置的指示图案；所述测量位置表示检测所述距离检测装置与所述标定件之间的第一距离的位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二端部与所述标定件连接时，所述第二端部的末端延伸至与标定件的中心区域。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述标定件为球体或球体内接正多面体。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述指示图案为标出了圆心的圆形图案。

11.一种手术导航坐标系配准方法，其特征在于，应用于权利要求1-10任一项的手术导航坐标系配准系统，所述方法包括：

根据患者图像建立的患者三维立体图像形成患者图像坐标系，并获取所述标定件在所述患者图像坐标系中的位置坐标；所述患者图像为中可识别出所述标定件的位置；

基于第一距离相对于所述距离检测装置与机械臂的位置关系，获取所述标定件在机械臂基座坐标系中的位置坐标；所述第一距离表示所述距离检测装置与所述标定件之间的距离；

根据所述标定件在所述患者图像坐标系中的位置坐标和所述标定件在机械臂基座坐标系中的位置坐标建立所述患者图像坐标系与所述机械臂基座坐标系之间的平移和变换关系；

根据所述平移和变换关系，对所述患者图像坐标系和所述机械臂基座坐标系进行配准。

12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求11所述方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求11所述的方法的步骤。