[发明专利]一种手术机器人导航板及导航方法

说明书

本发明公开了一种手术机器人导航板，包括导航板本体，导航板本体四周设置有外框，导航板本体上分布有多个矫正靶点，导航板本体中心开设有中心矫正靶点。以及公开了一种使用本导航板作为引导，校正和跟踪手术机器人的方法，通过采用导航板作为中间桥接，将术中X光获得的稳定组织结构图像与术前MRI图像匹配并与机器人建立统一坐标体系，利用该统一的坐标系引导机器人进行进行定位，并通过导航板引导机器人视觉系统完成手术中的跟踪定位。本发明不需要现在普遍采用的第三方专用导航设备，具有不被遮挡，算法简单成熟稳定，成本低廉、操作简单易学、系统稳定、灵活性高、拓展性强、适用范围广、更快，精度更高的优势。

技术领域

本发明涉及手术机器人导航板，具体涉及一种手术机器人导航板及导航方法。

背景技术

传统手术机器人导航采用术前规划，结合术中X光图像融合匹配测量技术，结合实时光学图像跟踪技术，采用这种导航技术要求计算机具有强大的算力，以实现及时跟踪靶标（目标)的移动，防止机器人动作滞后，但现有计算机系统算力有限，导致这种滞后往往由于活体目标的移动产生无法及时跟踪目标的局面，整个手术机器人系统运行不稳定甚至跟踪注册失败。专利CN201811069744.3公开了一种适用于X光下机器人手术导航的柔性定位装置及导航方法，需要借助第三方红外定位设备辅助机器人进行导航，操作复杂且成本高，另外其导航板仅在四周设置矫正靶点，无法对导航板中部区域进行定位矫正，适用范围窄。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种手术机器人导航板及导航方法，实现快速定位并同步引导建立手术通道。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种使用导航板引导和校正手术机器人的方法，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及十字方向线，所述中心靶点及十字方向线能够在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所述术前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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；