手术机器人定位精度检测装置、检测系统、方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种手术机器人定位精度检测装置、检测系统、方法和系统，该方法包括：确定手术机器人定位精度检测装置上的第一检测点和第二检测点；获取三维检验图像中的实际检测点数据和实际标记点数据；计算于第一检测点和第二检测点的实际位置坐标确定规划目标路径和基于第一标记点和第二标记点的实际位置坐标确定实际定位路径间的偏差角。本发明专利技术根据手术机器人定位精度检测装置上的两个检测点的实际位置坐标和与手术机器人相连接的定位装置的上两个标记点的实际位置坐标计算偏差角，实现了手术机器人系统精度的精确检测；从标记点位置和定位姿态位置两个维度对手术机器人导航定位性能进行评价，增强了检测的可靠性和有效性。性和有效性。性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
手术机器人定位精度检测装置、检测系统、方法和系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种手术机器人定位精度检测装置、检测系统、方法和系统。

技术介绍

[0002]精准治疗成为骨科手术未来发展的方向，将成像和机械臂控制技术相结合的手术机器人日益普及，极大的降低了医生实施手术的操作难度。正确评估手术机器人导航系统的定位精度是确保手术安全、顺利完成的关键工作，目前采用位置准确度、位置重复性作为评价指标。
[0003]然后，植入器械是否能够按照医生规划的手术路径，沿着特定骨质结构通道完成置入，是否能够避开神经和血管，是手术成功与否的关键因素。针对导航系统的定位精度评估，既存在对定位点误差的要求，也存在对植入物入点和终点确定的空间直线的方向误差的要求。
[0004]因此，位置精度和重复性表示定点误差的方式，已经不能全面客观的评价手术机器人的精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中手术机器人定位系统精度难以检测的缺陷，提供一种手术机器人定位精度检测装置、检测系统、方法和系统。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种手术机器人定位精度检测装置，包括：
[0008]支撑座；
[0009]至少两个检测单元，所述检测单元设于所述支撑座的同侧，每一所述检测单元包括支撑杆和检测部件，所述支撑杆的一端连接于所述支撑座，所述支撑杆的另一端安装有所述检测部件，每一所述检测部件沿竖直方向的投影均位于预设矩形的边线或对角线上。
[0010]较佳地，位于对角线上的至少四个所述检测部件距所述支撑座的高度值分别为90
‑
100mm、70
‑
80mm、50
‑
60mm和30
‑
40mm；
[0011]和/或，
[0012]所述检测部件为不锈钢球，所述不锈钢球的直径为2
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3mm；
[0013]和/或，
[0014]所述预设矩形为正方形，所述正方形的长度为10
‑
15mm。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种检测系统，包括如第一方面的任一项所述的手术机器人定位精度检测装置和定位装置，所述手术机器人定位精度检测装置用于检测所述定位装置的定位精度；
[0016]所述定位装置包括定位部件和连杆，所述定位部件通过所述连杆连接于手术机器人上，所述定位部件具有正面和侧面，所述定位部件的侧面设置有侧位孔，且位于所述定位
部件的中部。
[0017]较佳地，所述定位部件的正面的两端均设置有中心孔，所述侧位孔和所述中心孔均设置有金属检测球。
[0018]第三方面，本专利技术提供一种手术机器人定位精度检测方法，利用第一方面的任一项所述的手术机器人定位精度检测装置来实现，包括：
[0019]确定手术机器人定位精度检测装置上的第一检测点和第二检测点；
[0020]获取利用成像设备进行三维扫描得到的三维检验图像中的实际检测点数据和实际标记点数据；所述实际检测点数据包括成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标，所述实际标记点数据包括成像设备坐标系下与手术机器人相连接的定位装置的中轴线上的第一标记点和第二标记点的实际位置坐标；
[0021]基于所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标确定规划目标路径，以及基于所述第一标记点和所述第二标记点的实际位置坐标确定实际定位路径；
[0022]计算所述规划目标路径与所述实际定位路径间的偏差角。
[0023]较佳地，所述获取利用成像设备进行三维扫描得到的三维投影图像中的实际检测点数据和实际标记点数据的步骤之前，包括：
[0024]利用成像设备对所述手术机器人定位精度检测装置进行三维扫描后，得到三维规划图像；
[0025]获取所述三维规划图像中的规划检测点数据；所述规划检测点数据包括成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的规划位置坐标，且所述第一检测点和所述第二检测点用于生成手术机器人末端执行位姿；
[0026]将成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的规划位置坐标转换成手术机器人坐标系下的所述第一检测点和所述第二检测点的转换位置坐标；
[0027]根据所述第一检测点和所述第二检测点的转换位置坐标确定与所述手术机器人相连接的定位装置的中轴线上的第一标记点和第二标记点的规划位置坐标；
[0028]基于所述第一标记点和所述第二标记点的规划位置坐标生成控制指令，使所述手术机器人运动到达规划位置。
[0029]较佳地，还包括：
[0030]根据所述三维规划图像中所述第一标记点和所述第二标记点的实际位置坐标计算第一检测点和第二检测点的预测位置坐标，并根据所述第一检测点和所述第二检测点的预测位置坐标和所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标计算第一位置偏差和第二位置偏差。
[0031]和/或，
[0032]计算所述三维检验图像中的所述第一检测点和所述第二检测点到达所述实际定位路径的第一距离和第二距离。
[0033]第四方面，本专利技术提供一种手术机器人定位精度检测系统，包括：
[0034]第一确定模块，用于确定手术机器人定位精度检测装置上的第一检测点和第二检测点；
[0035]第一获取模块，用于获取利用成像设备进行三维扫描得到的三维检验图像中的实际检测点数据和实际标记点数据；所述实际检测点数据包括成像设备坐标系下所述第一检
测点和所述第二检测点的实际位置坐标，所述实际标记点数据包括成像设备坐标系下与手术机器人相连接的定位装置的中轴线上的第一标记点和第二标记点的实际位置坐标；
[0036]第二确定模块，用于基于所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标确定规划目标路径，以及基于所述第一标记点和所述第二标记点的实际位置坐标确定实际定位路径；
[0037]第一计算模块，用于计算所述实际规划路径与所述实际标记路径间的偏差角。
[0038]较佳地，所述系统还包括：
[0039]生成模块，用于利用成像设备对所述手术机器人定位精度检测装置进行三维扫描后，生成三维医学图像；
[0040]第二获取模块，用于获取所述三维医学图像中的规划检测点数据；所述规划检测点数据包括成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的规划位置坐标，且所述第一检测点和所述第二检测点用于生成手术机器人末端执行位姿；
[0041]转换模块，用于将成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的规划位置坐标转换成手术机器人坐标系下的所述第一检测点和所述第二检测点的转换位置坐标；
[0042]第三确定模块，用于根据所述第一检测点和所述第二检测点的转换位置坐标确定与所述手术机器人相连接的定位装置的中轴线上的第一标记点和第二标记点的规划位置坐标；
[0043]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人定位精度检测装置，其特征在于，包括：支撑座；至少两个检测单元，所述检测单元设于所述支撑座的同侧，每一所述检测单元包括支撑杆和检测部件，所述支撑杆的一端连接于所述支撑座，所述支撑杆的另一端安装有所述检测部件，每一所述检测部件沿竖直方向的投影均位于预设矩形的边线或对角线上。2.如权利要求1所述的手术机器人定位精度的检测装置，其特征在于，位于对角线上的至少四个所述检测部件距所述支撑座的高度值分别为90
‑
100mm、70
‑
80mm、50
‑
60mm和30
‑
40mm；和/或，所述检测部件为不锈钢球，所述不锈钢球的直径为2
‑
3mm；和/或，所述预设矩形为正方形，所述正方形的长度为10
‑
15mm。3.一种检测系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的手术机器人定位精度检测装置和定位装置，所述手术机器人定位精度检测装置用于检测所述定位装置的定位精度；所述定位装置包括定位部件和连杆，所述定位部件通过所述连杆连接于手术机器人上，所述定位部件具有正面和侧面，所述定位部件的侧面设置有侧位孔，且位于所述定位部件的中部。4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述定位部件的正面的两端均设置有中心孔，所述侧位孔和所述中心孔均设置有金属检测球。5.一种手术机器人定位精度检测方法，其特征在于，利用如权利要求1或2所述的手术机器人定位精度检测装置来实现，包括：确定手术机器人定位精度检测装置上的第一检测点和第二检测点；获取利用成像设备进行三维扫描得到的三维检验图像中的实际检测点数据和实际标记点数据；所述实际检测点数据包括成像设备坐标系下所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标，所述实际标记点数据包括成像设备坐标系下与手术机器人相连接的定位装置的中轴线上的第一标记点和第二标记点的实际位置坐标；基于所述第一检测点和所述第二检测点的实际位置坐标确定规划目标路径，以及基于所述第一标记点和所述第二标记点的实际位置坐标确定实际定位路径；计算所述规划目标路径与所述实际定位路径间的偏差角。6.如权利要求5所述的手术机器人定位精度检测方法，其特征在于，所述获取利用成像设备进行三维扫描得到的三维检验图像中的实际检测点数据和实际标记点数据的步骤之前，包括：利用成像设备对所述手术机器人定位精度检测装置进行三维扫描后，生成三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡琦逸，纪晓勇，张恒雁，
申请(专利权)人：上海阅行医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：