腓骨切割自动停刀装置、计算机设备、系统和介质制造方法及图纸

本申请提供的一种腓骨切割自动停刀装置、计算机设备、系统和介质，包括：获取模块，用于依据医学影像及术前规划方案以确定腓骨直径，并在切割过程中，分别记录切割初始位置，当前切割位置和对应的当前切割力，并不断更新最大切割力；阈值模块，用于依据切割力曲线、当前切割位置、当前切割力、依据腓骨直径、及最大切割力确定实时动态的切割阈值；判定模块，用于判断当前切割力与最大切割力的比值是否超过当前的切割阈值；若是，则判断当前切割位置距离初始切割位置是否大于预设系数乘以腓骨直径；若是，则停止切割。本申请可以避免在塑形过程中血管被破坏，极大地提高手术成功率，同时通过增加力反馈信号，可以极大地提高控制系统的鲁棒性。鲁棒性。鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
腓骨切割自动停刀装置、计算机设备、系统和介质


[0001]本专利技术涉及控制系统
，特别是涉及一种腓骨切割自动停刀装置、计算机设备、系统和介质。

技术介绍

[0002]在血管化移植腓骨瓣重建下颌骨手术中，由于腓骨伴行血管位于腓骨内侧，与腓骨距离约3～5mm，当腓骨瓣被切开后，必须即时停刀避免刀刃接触血管，确保血管不受破坏。手术机器人由于精准、稳定等特性，成为辅助医生完成血管化腓骨瓣塑形的手段之一。手术机器人精确地定位到术前规划的位置并切割腓骨。目前，大部分下颌骨手术机器人采用光学导航定位仪对截骨过程进行位置控制[1
‑
3]，其手术精度(截取的腓骨段的长度与对应的手术规划设计的腓骨段的误差)为3.7
±
2.0mm[1]和1.36
±
0.4mm[3]。从定位精度上看，通过光学定位系统引导的手术机器人存在破坏血管的风险。而且，目前几乎没有相关机器人截骨自动停刀的研究。
[0003]为解决上述问题，本申请根据手术锯锯断腓骨时，切割力会明显地减小这一特性，提出了基于力传感的手术机器人切割本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腓骨切割自动停刀装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于依据术前医学影像及术前规划方案以确定腓骨直径，并在按照术前规划方案执行切割过程中，分别记录切割初始位置，同时实时记录当前切割位置和对应的当前切割力，并不断更新切割过程中的最大切割力；阈值模块，用于在按照术前规划方案执行切割过程中，依据切割力曲线、当前切割位置、当前切割力、依据腓骨直径、及最大切割力确定实时动态的切割阈值；判定模块，用于判断当前切割力与最大切割力的比值是否超过当前的切割阈值；若否，则继续按照术前规划方案执行切割；若是，则判断当前切割位置距离初始切割位置是否大于预设系数乘以腓骨直径的数值；若是，则发送停止指令以供截骨锯停止切割。2.根据权利要求1所述的腓骨切割自动停刀装置，其特征在于，所述切割阈值为：根据截骨锯与腓骨接触时，切割力会由0迅速增加，并在截骨锯把腓骨锯断的时，切割力会迅速下降的切割力曲线的特点，求出实际接触腓骨的切入点位置；其中，X
T
为实际接触腓骨的切入点位置；F(x)为切割力曲线；X为当前位置；D为腓骨直径；基于X
T
得到切割阈值：其中，T为切割阈值，F
max
为最大切割力。3.根据权利要求1所述的腓骨切割自动停刀装置，其特征在于，所述当前切割力是通过切割过程中设于腓骨夹具上的多个力传感器所获的多个不同方向的力反馈得到的；其中，在切割过程中腓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑楠，胡俊磊，张陈平，韩婧，王梓霖，郭陟永，刘一戈，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：