【技术实现步骤摘要】
激光手术路径引导方法、及其计算机设备和系统
本专利技术涉及的现实增强
，特别是涉及一种激光手术路径引导方法、及其计算机设备和系统。
技术介绍
导航手术应用于眼眶病、头颈疾病、骨科疾病、颅脑疾病等具有高精度要求的手术，手术操作的精确程度是影响患者预后的重要因素。传统导航技术仅解决了定位难题，但如何在术中直观、原位引导术者准确实施既定手术操作是仍待解决的问题，且昂贵的价格限制了其使用。如现有的外科手术计算机辅助导航系统是一种三维定位的手术支持系统，为外科医生进行手术规划提供相对客观、准确的手段，能够根据实际手术的需要，进行手术定位，在计算机显示器上对手术工具周围的组织作相应的显示，从而对手术进行实时的导航[1]。但是，导航探针在患者身上的定位和位置信息在计算机显示器上的平面显示带来的不直观、非原位的缺点，以及限制了导航手术的精度，延长了导航手术的时间，增加了导航使用的难度[2]。而将激光与导航相结合用于手术动作路径的引导，可能是解决以上问题的一个契机。激光定位技术指将激光发射器与医学透视设备通过一定方法有机...
【技术保护点】
1.一种激光手术路径引导方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取患者眼眶的三维影像信息以构建三维模型；/n在所述三维模型上标记手术路径的关键点坐标；/n通过相机采集患者眼眶一参考点上设置的ArUco标签，以计算出至少两个设有激光发射器的机械臂在世界坐标系中的位姿坐标信息，并实现所述三维模型与各所述机械臂在世界坐标系中的空间配准；/n依据所述关键点坐标令各所述机械臂进行关节参数转换、及坐标转换，以实现至少两个所述机械臂上的激光发射器所发射的激光定位至患者眼眶上对应所述三维模型的关键点坐标。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光手术路径引导方法，其特征在于，所述方法包括：
获取患者眼眶的三维影像信息以构建三维模型；
在所述三维模型上标记手术路径的关键点坐标；
通过相机采集患者眼眶一参考点上设置的ArUco标签，以计算出至少两个设有激光发射器的机械臂在世界坐标系中的位姿坐标信息，并实现所述三维模型与各所述机械臂在世界坐标系中的空间配准；
依据所述关键点坐标令各所述机械臂进行关节参数转换、及坐标转换，以实现至少两个所述机械臂上的激光发射器所发射的激光定位至患者眼眶上对应所述三维模型的关键点坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械臂的关节参数包括：盘底角度、底盘与第一节臂之间的角度、第一节臂与第二节臂之间的角度，第二节臂与夹子之间的角度、夹子旋转角度、及夹子开合状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述关键点坐标令各所述机械臂进行关节参数转换，包括：
所述第一节臂与第二节臂所构成关节的坐标：
所述第二节臂与夹子所构成关节的坐标：
所述激光发射器发射的激光覆盖的直线表达式：
其中，所述机械臂的底盘中心为原点；L1为第一节臂长度；L2为第二节臂长度；α为盘底角度；β为底盘与第一节臂之间的角度；γ为第一节臂与第二节臂之间的角度；δ为第二节臂与夹子角度；R为第三关节距目标点距离所述目标点的距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依据所述关键点坐标令各所述机械臂进行关节坐标转换，包括：
其中，为关键点坐标；
在手术环境内，所述激光发射器发射的激光射程距离可视为足够长，则r可为任意值，只需调节所述关节参数满足θ、即可，则可计算得：
其中，L1为第一节臂长度；L2为第二节臂长度；α为盘底角度；β为底盘与第一节臂之间的角度；γ为第一节臂与第二节臂之间的角度；δ为第二节臂与夹子角度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过增加约束条件以简化需要修改的参数数量；所述约束条件如下：
1)使激光延长线永远与原点-目标点连线相符，则β、γ、δ具有约束...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋雪霏，于逸尘，朱文瀚，李伦昊，周慧芳，翟广涛，范先群，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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