一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的方法及装置，所述方法包括：检查约束边界的封闭性；找出距离质点最近的面片；构造符号距离函数；碰撞响应。本发明专利技术通过一种稳定、可靠的边界控制技术，在虚拟空间中约束机器人的活动区域，阻止机器人向区域外运动，且采用了创新性的控制方式，可以解决现有技术方案边界接触位置控制不稳定、边界不清晰、操作风险高、参数调整难度大的问题，实现更加稳定、高精度的虚拟边界控制，同时能够更好的模拟质点与非线弹性材料接触时的碰撞表现，并且引入了速度衰减机制，更好的模拟真实的手术操作触感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗，具体指一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的方法及装置。

技术介绍

1、手术导航系统能够为医生提供狭窄手术区域的视野，辅助医生开展精密的手术操作。使用机器人的手术导航系统是随着控制系统、导航计算发展而衍生出的新兴的医疗器械，相比传统的手术导航系统，使用机器人能够对医生的操作进行限制，去除医生手部抖动，使手术更加精准。传统的手术工具在狭窄的区域内运动，操作完全由医生自主完成，存在损伤正常组织的风险，机器人手术导航系统能够使用机器人的控制能力，实时规避非预期的碰撞，防止发生严重的手术损伤。

2、目前解决碰撞响应的方式是采用惩罚函数的方式，具体指：当检测到碰撞发生时，质点会受到一个与惩罚方向相反的力，而惩罚的方向与有向距离函数有关，用函数表达如下：

3、

4、其中，f表示质点受到的惩罚力，k为惩罚系数，φ(x)为有向距离函数，φ(x)的梯度表示惩罚力的方向。这种响应方式与胡克定律的描述一致，即材料受力之后，材料中的应力与应变之间成线性关系，因此获得的碰撞响应接近于刚体与线弹性材料碰撞时的运动表现。这种方法存本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的装置，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】

1.一种在手术导航系统中实现虚拟边界限制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：甘博涵，张祝豪，陈杭，王捷，
申请(专利权)人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：