[发明专利]一种手术机器人导航板及导航方法

权利要求书

1.一种使用导航板引导和校正手术机器人的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过术前MRI图像资料，获取测量数据，所述测量数据包括手术进入节段的经皮穿刺点、入针角度以及到经皮穿刺点进入的穿刺深度；

S2、将导航板固定在人体上，在机器人工作端自带激光十字靶标指示下，使所述激光十字对准所述导航板的中心靶点(3)及十字方向线(4)，所述中心靶点(3)及十字方向线(4)能够在X光下显影并与靶点组织结构重叠；

S3、通过采用所述导航板作为中间桥接，将术中X光获得的所述靶点组织结构的图像和术前MRI图像融合，并将所述测量数据和机器人工作端自带机器视觉测量数据通过所述导航板桥接，建立统一坐标体系；

S4、计算出基于所述统一坐标体系下的手术进入点，进入角度以及进入深度的数值，并将所述数值输入进机器人；

所述步骤S3还包括：

S31、打开置于所述导航板上方的X光光源，使所述导航板和所述靶点组织结构在DR成像平板上成像；

S32、进行导航板图像畸变矫正，获得所述导航板和机器人的位置关系；

S33、进行靶点组织结构图像畸变矫正，获得所述导航板和所述靶点组织结构的位置关系；

所述步骤S32还包括：

S321、在X光下和人体表面之间建立一个虚拟的标准体导航板，

所述标准体导航板的坐标系三轴与所述机器人的坐标系三轴重合；

S322、所述标准体导航板和伏贴在人体表面的所述导航板在DR成像平板上成像，所述标准体导航板和伏贴在人体表面的所述导航板均有矫正靶点，且均在DR成像平板成像，利用成像标准体导航板的矫正靶点和导航板的矫正靶点(2)在XY平面上的位置差，获取所述机器人与所述导航板在XY平面上的距离与方向位置关系；

S323、所述机器人上安装有测距功能的测距设备，所述测距设备获取所述测距设备到所述导航板上任意多个位置的距离，进而得到所述机器人与所述导航板在所述XY平面上的角度位置关系；

所述步骤S33还包括：

S331、采用与所述步骤S322相同的方法获取所述导航板与所述靶

点组织结构图像在所述XY平面上的距离与方向位置关系；

S332、采用MR图像对所述靶点组织结构的边缘及表面进行点标

定，并通过MR图像获取所述靶点组织结构与人体表面的距离，进而获取所述导航板与所述靶点组织结构在所述XY平面上的角度位置关系。

2.根据权利要求1所述的一种使用导航板引导和校正手术机器人的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

S11、通过术中X光机正侧位片及术前MR或CT测量获得所述经

皮穿刺点信息；

S12、通过术前MR或CT测量术前获得所述入针角度信息；

S13、通过术前MR测量获得所述穿刺深度信息。

3.根据权利要求1所述的一种使用导航板引导和校正手术机器人的方法，其特征在于，所述步骤S4中计算出基于所述统一坐标体系下的手术进入点，进入角度以及进入深度的数值的方法为：

S41、通过X光照射获取所述靶点组织结构的靶点在皮表垂直投影点，带三维测量摄像机的机器人工作端移动到所述皮表垂直投影点的上方，机器人工作端上的三维摄像机获取机器人工作端到皮表的距离R1，将R1和由术前MRI测量得到的靶点组织结构的靶点到皮表垂直投影点的距离R2相加，获得机器人的运动半径R，机器人以半径R沿测得的责任间盘线路径做圆弧运动，运动角度达到(90-X)°后，到达所述手术进入点，其中X为步骤S1中的入针角度。

4.一种手术机器人导航板，所述手术机器人导航板用于权利要求1-3任一项所述的使用导航板引导和校正手术机器人的方法，其特征在于，所述导航板包括导航板本体，所述导航板本体为长方形，所述导航板本体四周设置有外框(1)，所述导航板本体上分布有多个矫正靶点(2)，所述导航板本体中心开设有中心矫正靶点，所述导航板采用能在X光成像设备下清晰显影的金属或非金属材料。

5.根据权利要求4所述的手术机器人导航板，其特征在于，所述外框(1)为长方形，所述中心矫正靶点包括中心靶点(3)和与外框(1)垂直平行的十字方向线(4)，所述十字方向线(4)中心与所述中心靶点(3)的圆心重合，所述矫正靶点(2)分布在所述导航板本体上。