【技术实现步骤摘要】
本申请涉及手术导航系统，尤其涉及一种机械臂末端动力工具的反馈控制方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、随着计算机技术和计算机视觉的发展，手术导航系统越来越多地应用在骨科手术中，其可以将患者的影像数据与患者生理解剖结构准确关联，辅助术者执行手术规划，并引导术者操作手术器械。手术导航系统使得骨科手术更加精准、迅速和安全。
2、在基于手术导航系统的手术过程中，通过机械臂上安装的用于骨科磨削或螺钉植入的动力工具，术者通过手术导航系统控制动力工具移动到磨削或植入的位置，从而控制动力工具完成手术操作。但是，在上述动力工具的控制过程中，由于术者需要实时观测动力工具当前的磨削或植入位置，因此需要利用影像设备拍摄术区影像，根据术区影像判断动力工具当前所处的位置，并且在判断位置之后，再控制动力工具继续进行磨削或植入。
3、由于影像设备与动力工具之间具有较低的耦合度，为了避免对患者造成伤害，需要术者在使用动力工具进行手术操作的过程中需要不断地交替使用影像设备和动力工具，严重降低了手术效率，并且现有的手术导航系统无法实现对动力工具位置的实时监控，因此在手术的磨削或植入过程中，需要术者依靠手术导航系统提供的位置信息反推磨削、植入的情况，然而无法囊括椎体间位移、工具打滑等问题，导致术者的手术操作存在一定的安全性风险，容易对患者造成伤害。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种机械臂末端动力工具的反馈控制方法、装置、设备及介质，以解决现有技术存在的手术效率降低，手术操作存在
2、本申请实施例的第一方面，提供了一种机械臂末端动力工具的反馈控制方法，包括：获取预先确定的规划影像，并在术中将影像设备移动到观测位置，其中规划影像中包含规划位置；在将机械臂末端的动力工具从目标入口位置移动至规划位置的过程中，控制影像设备在观测位置连续拍摄术区影像，并对术区影像中的动力工具的实时位置进行识别；将动力工具的实时位置从术区影像映射到规划影像中，并在规划影像中对动力工具的实时位置与动力工具的规划位置进行差异判断；基于实时位置的差异判断结果，控制动力工具继续移动或者利用预设的修正方法进行修正，直至动力工具的实时位置与规划位置重合。
3、本申请实施例的第二方面，提供了一种机械臂末端动力工具的反馈控制装置，包括：获取模块，被配置为获取预先确定的规划影像，并在术中将影像设备移动到观测位置，其中规划影像中包含规划位置；识别模块，被配置为在将机械臂末端的动力工具从目标入口位置移动至规划位置的过程中，控制影像设备在观测位置连续拍摄术区影像，并对术区影像中的动力工具的实时位置进行识别；判断模块，被配置为将动力工具的实时位置从术区影像映射到规划影像中，并在规划影像中对动力工具的实时位置与动力工具的规划位置进行差异判断；修正模块，被配置为基于实时位置的差异判断结果，控制动力工具继续移动或者利用预设的修正方法进行修正，直至动力工具的实时位置与规划位置重合。
4、本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述方法的步骤。
5、本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
6、本申请实施例的第五方面，提供了一种骨科手术机器人系统，包括机械臂、导航相机、主控设备、影像设备和患者示踪器，还包括如第二方面实施例所述的机械臂末端动力工具的反馈控制装置；其中，机械臂的末端安装动力工具，机械臂上还安装机械臂示踪器，影像设备安装有影像设备示踪器，患者示踪器安装在患者患处。
7、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
8、通过获取预先确定的规划影像，并在术中将影像设备移动到观测位置，其中规划影像中包含规划位置；在将机械臂末端的动力工具从目标入口位置移动至规划位置的过程中，控制影像设备在观测位置连续拍摄术区影像，并对术区影像中的动力工具的实时位置进行识别；将动力工具的实时位置从术区影像映射到规划影像中，并在规划影像中对动力工具的实时位置与动力工具的规划位置进行差异判断；基于实时位置的差异判断结果，控制动力工具继续移动或者利用预设的修正方法进行修正，直至动力工具的实时位置与规划位置重合。本申请通过对手术操作过程中的动力工具的位置进行实时监控，实现动力工具的实时位置与规划位置的自动差异判断以及位置的自动修正，保证动力工具始终沿着规划位置的路径移动，从而提升手术效率，降低手术操作中的安全性风险，避免对患者造成伤害。
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1.一种机械臂末端动力工具的反馈控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预先确定的规划影像，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在术中将影像设备移动到观测位置之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制影像设备在所述观测位置连续拍摄术区影像，并对所述术区影像中的所述动力工具的实时位置进行识别，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述动力工具的实时位置从所述术区影像映射到所述规划影像中，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述规划影像中对所述动力工具的实时位置与所述动力工具的规划位置进行差异判断，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述动力工具的实时位置在安全位置的范围外时，具体包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进行二次配准，得到所述规划影像坐标系与患者示踪器坐标系之间的
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述动力工具相对患者术区的位置进行调整，包括：
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
13.一种机械臂末端动力工具的反馈控制装置，其特征在于，包括：
14.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至12中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至12中任一项所述的方法。
16.一种骨科手术机器人系统，其特征在于，包括机械臂、导航相机、主控设备、影像设备和患者示踪器，还包括如权利要求13所述的机械臂末端动力工具的反馈控制装置；其中，所述机械臂的末端安装动力工具，所述机械臂上还安装机械臂示踪器，所述影像设备安装有影像设备示踪器，所述患者示踪器安装在患者患处。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，当所述影像设备独立于手术导航系统之外时，所述手术导航系统包含导航相机、机械臂和主控设备，所述手术导航系统通过接口控制所述影像设备；当所述影像设备属于手术导航系统时，所述手术导航系统包含导航相机、机械臂、主控设备和影像设备，所述影像设备与所述机械臂之间刚性连接。
...【技术特征摘要】
1.一种机械臂末端动力工具的反馈控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预先确定的规划影像，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在术中将影像设备移动到观测位置之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制影像设备在所述观测位置连续拍摄术区影像，并对所述术区影像中的所述动力工具的实时位置进行识别，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述动力工具的实时位置从所述术区影像映射到所述规划影像中，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述规划影像中对所述动力工具的实时位置与所述动力工具的规划位置进行差异判断，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述动力工具的实时位置在安全位置的范围外时，具体包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进行二次配准，得到所述规划影像坐标系与患者示踪器坐标系之间的新的变换关系，包括：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述动力工具相对患者术区的位置进行调整，包括：
11.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓明明，刘铁昌，
申请(专利权)人：北京天智航医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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