手术器械的导航方法及导航系统技术方案

本发明专利技术公开一种手术器械的导航方法及导航系统。导航方法包括：设定预定手术路径；通过定位单元测量手术器械的位置及方位，其中，手术器械具有传动机构及施术端；借由力量传感器测量手术器械的施术端的受力状况；依据受力形变模型计算手术器械因受力状况产生的第一形变信息；依据第一形变信息及所测量的手术器械的位置及方位计算一补偿量；以及依据补偿量调整手术器械的位置及方位，以使手术器械维持在预定手术路径上。本发明专利技术所提供的手术器械的导航方法及导航系统中，能通过实时测量及计算手术器械的形变信息，在导航时依据形变信息计算手术器械的偏移量并进行校正，并实时显示于导航界面，以及作对应补偿，可提高整体导航精度。可提高整体导航精度。可提高整体导航精度。

【技术实现步骤摘要】
shape sensor)。
[0014]为了解决上述的技术问题，本专利技术亦提出一种手术器械的导航系统，所述导航系统包括计算装置、手术器械及驱动机构。计算装置包括一处理器及一内存。手术器械，其上设置有电性连接所述计算装置的一传感器，且所述手术器械具有一传动机构及一施术端。驱动机构，连接所述传动机构且由所述计算装置控制以驱动所述手术器械。其中，所述处理器经配置以：取得一预定手术路径；通过一定位单元测量所述手术器械的位置及方位；通过所述传感器测量所述手术器械的所述施术端的受力状况或弯曲状况；依据一受力形变模型计算所述手术器械因所述受力状况或弯曲状况而产生的一第一形变信息；依据所述第一形变信息及所测量的所述手术器械的所述位置及所述方位计算一补偿量；以及依据所述补偿量调整所述手术器械的所述位置及所述方位，以使所述手术器械维持在所述预定手术路径上。
[0015]优选地，所述定位单元包括多个检测标记，且所述计算装置更经配置以通过一光学检测器检测多个所述检测标记的位置来定位所述手术器械的所述位置及所述方位。
[0016]优选地，所述导航系统还包括通过分别连接多个致动单元的多个臂依据所述补偿量调整所述手术器械的所述位置及所述方位。
[0017]优选地，所述导航系统还包括一导航界面，电性连接所述计算装置，经配置以用于导航所述手术器械并显示所述第一形变信息。
[0018]优选地，所述手术器械包括设置在所述传动机构及所述施术端之间的一主体。
[0019]优选地，所述受力形变模型定义所述主体的一应力对应变量变化曲线。
[0020]优选地，所述传感器为片状的力传感器，其包覆固定于所述主体上邻近所述施术端处。
[0021]优选地，所述传感器为沿着所述主体设置的一光纤形状传感器。
[0022]本专利技术的其中一有益效果在于，在本专利技术所提供的手术器械的导航方法及导航系统中，能通过实时测量及计算手术器械的形变信息，在导航时依据形变信息计算手术器械的偏移量并进行校正，并实时显示于导航界面，以及作对应补偿，可提高整体导航精度。
[0023]此外，在本专利技术所提供的手术器械的导航方法及导航系统中，导航时可实时监控手术器械的受力及温度状况，若超过设定的受力范围，则提醒使用者会有器械断裂的风险，或执行相对应的风险控制程序。
[0024]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0025]图1为根据本专利技术一实施例示出的手术器械的导航系统的功能方框图。
[0026]图2为根据本专利技术实施例示出的手术器械及驱动机构的爆炸示意图。
[0027]图3为根据本专利技术实施例示出的手术器械的局部放大图。
[0028]图4为根据本专利技术实施例示出的手术器械的导航方法的流程图。
[0029]图5为根据本专利技术实施例的以本专利技术的手术器械执行骨科手术的示意图。
[0030]图6为根据本专利技术实施例示出的导航界面显示的手术部位及规划的手术路径的示意图。
[0031]图7为根据本专利技术的实施例的手术器械在不同受力大小下的形变信息示意图。
[0032]图8为根据本专利技术实施例示出的手术器械的应力对应变量变化曲线图。
具体实施方式
[0033]以下是通过特定的具体实例。以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术所公开有关“手术器械的导航方法及导航系统”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的构思下进行各种修改与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[0034]图1为根据本专利技术一实施例示出的手术器械的导航系统的功能方框图。参阅图1所示，所述实施例提供一种手术器械的导航系统1，其包括计算装置10、手术器械11、驱动机构12、力量传感器13以及形变传感器17。
[0035]计算装置10包括处理器100、内存102、输入输出接口104及图像处理器106。其中，处理器100、内存102、输入输出接口104及图像处理器106可通过总线108进行通信，但本专利技术不限于此。计算装置10例如是以数据库、一般处理器、计算器、服务器、或其他具特定逻辑电路的独特硬件装置或具特定功能的设备来实作，如将程序代码和处理器/芯片整合成独特硬件。更详细地说，本专利技术提供的导航系统及导航方法的一部分或全部可使用计算机程序实现，计算机程序可存储于一非瞬时计算机可读取记录媒体中，例如只读存储器、闪存、软盘、硬盘、光盘、U盘、磁带、可由网络存取的数据库或熟悉此技艺者可轻易思及具有相同功能的计算机可读取记录媒体。
[0036]处理器100可例如为可程序逻辑控制电路(Programmable Logic Controller Circuit)、微处理电路(Micro
‑
processor Circuit)或微控制电路(Micro
‑
control Circuit)的集成电路、中央处理器等。内存102为可用以存储数据的任何存储装置，可为例如，但不限于随机存取内存(random access memory,RAM)、只读存储器(read only memory,ROM)、闪存、硬盘或其他可用以存储数据的存储装置。图像处理器106又称为显示核心、视觉处理器、显示芯片、显示适配器或绘图芯片，是一种专门在个人计算机、工作站、游戏机和一些移动装置(如平板计算机、智能型手机等)上执行绘图运算工作的微处理器。
[0037]输入输出接口104可包括一或多个实体端口(例如可为通用输入/输出或支持高清多媒体界面(High Definition Multimedia Interface,HDMI)、DisplayPort、通用串行总线(英语：Universal Serial Bus,USB)、以太网(Ethernet)、以太网控制自动化技术(Ethernet for Control Automation Technology,EtherCAT)等规格的端口)及一或多个无线通信模块(例如支持蓝牙、WI
‑
FI等规格的无线通信适配卡)。而计算装置10可通过输入输出接口104以有线或无线的方式连接驱动机构12、力量传感器13以及形变传感器17。
[0038]再者，导航系统1还可以包括定位单元14、光学检测器15及显示设备16，且计算装置10亦可通过输入输出接口104以有线或无线的方式连接于光学检测器15及显示设备16。
[0039]可进一步参考图2及图3，图2为根据本专利技术实施例示出的手术器械及驱动机构的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术器械的导航方法，其特征在于，所述导航方法包括：设定一预定手术路径；通过一定位单元测量一手术器械的位置及方位，其中，所述手术器械具有一传动机构及一施术端；借由一传感器测量所述手术器械的所述施术端的受力状况或弯曲状况；依据一受力形变模型计算所述手术器械因所述受力状况或弯曲状况而产生的一第一形变信息；依据所述第一形变信息及所测量的所述手术器械的所述位置及所述方位计算一补偿量；以及依据所述补偿量调整所述手术器械的所述位置及所述方位，以使所述手术器械维持在所述预定手术路径上。2.如权利要求1所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述定位单元包括多个检测标记，且导航方法包括通过一光学检测器检测多个所述检测标记的位置以定位所述手术器械的所述位置及所述方位。3.如权利要求1所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括通过分别连接多个致动单元的多个臂依据所述补偿量调整所述手术器械的所述位置及所述方位。4.如权利要求1所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括将所述第一形变信息显示于用于导航所述手术器械的一导航界面上。5.如权利要求1所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述手术器械包括设置在所述传动机构及所述施术端之间的一主体。6.如权利要求5所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述受力形变模型定义所述主体的一应力对应变量变化曲线。7.如权利要求5所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述传感器为片状的力传感器，其包覆固定于所述主体上邻近所述施术端处。8.如权利要求5所述的手术器械的导航方法，其特征在于，所述传感器为沿着所述主体设置的一光纤形状传感器(optical fiber shape sensor)。9.一种手术器械的导航系统，其特征在于，所述导航系统包括：一计算装置，包括一处理器及一内存；一手术器械，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：严家和，
申请(专利权)人：炳硕生医新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：