【技术实现步骤摘要】
本申请涉及医疗科技领域，尤其涉及一种脊柱截骨路径规划方法、装置、脊柱手术机器人及设备。
技术介绍
1、作为脊柱手术的一种，脊柱截骨手术是应对脊柱部分病变的治疗方法，通过切除脊柱椎体的部分骨骼组织改变脊柱形态，达到治疗效果。例如后纵韧带骨化症，需要对钙化韧带处椎体进行截骨手术。
2、随着医疗器械技术的发展和革新，脊柱手术机器人等辅助工具逐渐被应用到脊柱手术中，辅助医生完成手术操作。例如，脊柱手术机器人可以为医生提供图像处理、数据计算等辅助，减少医生工作量，提高手术成功率。
3、然而，脊柱截骨手术仍需要医生根据作业骨骼的具体情况自主完成截骨路径的规划，有些情况下仅设计初始的截骨路径便需要耗费大量时间，脊柱手术机器人等辅助工具却无法提供相应的技术支持，导致脊柱截骨手术的路径规划难度较高，对施术者压力过大。
技术实现思路
1、本申请提供一种脊柱截骨路径规划方法、装置、脊柱手术机器人及设备，用以解决脊柱截骨手术的路径规划难度高技术问题。
2、第一方面，本申请提供一种脊柱截骨路径规划方法，包括：
3、根据作业骨骼的三维模型生成截骨工具；所述作业骨骼为脊柱的一部分；所述截骨工具为多面体，所述多面体至少包括一个用于切割所述作业骨骼的切割面；
4、根据截骨器械的参数，对所述截骨工具的切割面进行偏置；
5、利用偏置后的截骨工具切割所述三维模型，得到切割后的三维模型；
6、根据所述切割后的三维模型确定作业区域和安全边界；
7、根据所述作业区域和所述安全边界生成所述作业骨骼的截骨路径。
8、在一种可能的实现方式中，根据所述作业区域和所述安全边界生成所述作业骨骼的截骨路径包括：
9、根据所述截骨工具的切割面生成栅格图；
10、根据所述作业区域和所述安全边界确定所述栅格图中的工作栅格；
11、根据所述工作栅格，通过路径规划算法生成截骨路径。
12、在一种可能的实现方式中，根据所述截骨工具的切割面生成栅格图包括：
13、获取所述切割面的尺寸；
14、根据所述截骨器械的进刀深度和尺寸，确定栅格尺寸；
15、根据所述切割面的尺寸和所述栅格尺寸，将所述切割面划分为多个栅格，得到栅格图。
16、在一种可能的实现方式中，根据所述截骨器械的进刀深度和尺寸，确定栅格尺寸包括：
17、根据所述截骨器械的尺寸和所述切割面第一方向的边长，确定第一方向的栅格数量；
18、根据所述截骨器械的进刀深度和所述切割面第二方向的边长，确定第二方向的栅格数量；
19、根据所述切割面的尺寸、所述第一方向栅格数量、所述第二方向栅格数量，计算第一方向补偿值、第二方向补偿值；
20、根据所述第一方向补偿值、所述第二方向补偿值，计算栅格尺寸。
21、在一种可能的实现方式中，通过路径规划算法生成截骨路径包括：
22、通过栅格活性值算法设置所述工作栅格的活性值，生成第一路径；
23、基于所述安全边界，通过a星算法对所述第一路径进行修改，得到第二路径。
24、在一种可能的实现方式中，通过路径规划算法生成截骨路径还包括：
25、将所述安全边界沿进刀方向的反方向偏置目标距离，得到偏置安全边界；
26、利用所述切割面沿所述偏置安全边界进行切割，得到第三路径；
27、根据所述第二路径和所述第三路径，生成第四路径。
28、在一种可能的实现方式中，在根据所述第二路径和所述第三路径，生成第四路径之后，还包括：
29、根据所述第四路径确定路径初始点和路径终点；
30、根据所述路径初始点、所述路径终点、所述进刀方向，计算退刀位置；
31、根据所述第四路径和所述退刀位置，生成第五路径。
32、第二方面，本申请提供一种脊柱截骨路径规划装置，包括：
33、工具生成模块，用于根据作业骨骼的三维模型生成截骨工具；所述作业骨骼为脊柱的一部分；所述截骨工具为多面体，所述多面体至少包括一个用于切割所述作业骨骼的切割面；
34、偏置模块，用于根据截骨器械的参数，对所述截骨工具的切割面进行偏置；
35、切割模块，用于利用偏置后的截骨工具切割所述三维模型，得到切割后的三维模型；
36、安全边界模块，用于根据所述切割后的三维模型确定作业区域和安全边界；
37、路径模块，用于根据所述作业区域和所述安全边界生成所述作业骨骼的截骨路径。
38、第三方面，本申请提供一种脊柱手术机器人，包括：
39、图像准备单元，用于获取脊柱图像；
40、三维模型生成单元，用于根据所述脊柱图像生成脊柱的三维模型；
41、截骨路径生成单元，用于执行如第一方面中任一项所述的脊柱截骨路径规划方法的步骤。
42、第四方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
43、所述存储器存储计算机执行指令；
44、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面中任一项所述的脊柱截骨路径规划方法。
45、第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面中任一项所述的脊柱截骨路径规划方法。
46、第六方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的脊柱截骨路径规划方法。
47、本申请提供的脊柱截骨路径规划方法、装置、脊柱手术机器人及设备，根据脊柱作业骨骼的三维模型可以生成截骨工具，根据截骨器械的参数可以对截骨工具中用于切割三维模型的切割面进行偏置，利用偏置后的截骨工具切割三维模型，可以得到截骨器械的作业区域和安全边界，由于截骨工具的切割面经偏置后符合截骨器械的实际参数，根据截骨工具切割得到的作业区域和安全边界，可以快速生成符合实际截骨手术作业情况的截骨路径，降低对作业骨骼进行截骨手术的路径规划难度，从而降低了脊柱截骨手术的整体难度，对操作者要求更低，可以提高手术效率和成功率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种脊柱截骨路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述作业区域和所述安全边界生成所述作业骨骼的截骨路径包括：
3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述截骨工具的切割面生成栅格图包括：
4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述截骨器械的进刀深度和尺寸，确定栅格尺寸包括：
5.根据权利要求2至4中任一项所述的路径规划方法，其特征在于，通过路径规划算法生成截骨路径包括：
6.根据权利要求5所述的路径规划方法，其特征在于，通过路径规划算法生成截骨路径还包括：
7.根据权利要求6所述的路径规划方法，其特征在于，在根据所述第二路径和所述第三路径，生成第四路径之后，还包括：
8.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，根据作业骨骼的三维模型生成截骨工具包括：
9.一种脊柱截骨路径规划装置，其特征在于，包括：
10.一种脊柱手术机器人，其特征在于，包括：
11.一种电子设备，其特征在
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种脊柱截骨路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述作业区域和所述安全边界生成所述作业骨骼的截骨路径包括：
3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述截骨工具的切割面生成栅格图包括：
4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，根据所述截骨器械的进刀深度和尺寸，确定栅格尺寸包括：
5.根据权利要求2至4中任一项所述的路径规划方法，其特征在于，通过路径规划算法生成截骨路径包括：
6.根据权利要求5所述的路径规划方法，其特征在于，通过路径规划算法生成截骨路径还包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：邵明昊，马宇航，刘勇，郭延恩，唐文彬，蔡宁，宓海，
申请(专利权)人：上海极睿医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。