【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手术导航，尤其涉及一种颅脑激光微创开孔导航控制系统。
技术介绍
1、在神经外科手术领域，医生在对颅骨进行微创开孔操作时，通常会使用影像学技术，如mri、ct扫描等，精确定位手术部位和病变的位置并规划手术路径，然后使用钻头、激光或其他微创工具在指定部位完成切口或开孔。
2、然而，上述颅骨微创开孔手术方案，对医生的技术要求高，需要外科医生具备高超的技术和经验，因为手术空间较小，操作相对困难，需要精密的技巧和专业的培训。另外，由于微创手术需要更加谨慎和精细的操作，手术时间可能会比传统开颅手术更长。
3、此外，在术前准备阶段，为了完成图像配准，往往会在骨组织中预先植入钛螺钉，该方法精度高但会对患者造成二次伤害。总的来说，整个颅骨微创开孔手术过程过度依赖医生的手动操作，不够“微创”，手术时间长。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，用以解决现有技术中颅骨微创开孔手术过程过度依赖医生的手动操作且手术时间长的缺陷。
2、本专利技术提供一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，包括：
3、第一转换模块，用于将医学影像坐标系下的开孔路径位姿转换为相机坐标系下的开孔路径位姿；所述医学影像包括上颚牙套支架与颅脑的医学影像信息，所述上颚牙套支架与所述颅脑对应的上颌牙贴合；
4、第二转换模块，用于将激光器坐标系下的激光器光轴位姿转换为所述相机坐标系下的激光器光轴位姿；
5、控制模块，用于基于所述相机坐
6、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述医学图像的颅脑上设有标记球；
7、所述将医学影像坐标系下的开孔路径位姿转换为相机坐标系下的开孔路径位姿，包括：
8、通过光电跟踪仪，获取标记球在所述相机坐标系下的坐标；
9、基于所述标记球在所述相机坐标系下的坐标，以及所述标记球在所述医学影像坐标系下的坐标，确定所述医学影像坐标系与所述相机坐标系之间的第一坐标转换关系；
10、基于所述第一坐标转换关系，将所述医学影像坐标系下的开孔路径位姿转换为所述相机坐标系下的开孔路径位姿。
11、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述标记球上设置有携带有第一标识的注册针；
12、所述通过光电跟踪仪，获取标记球在所述相机坐标系下的坐标，包括：
13、通过所述光电跟踪仪，获取所述第一标识在所述相机坐标系下的坐标；
14、基于所述第一标识在所述相机坐标系下的坐标，确定所述注册针在所述相机坐标系下的坐标；
15、基于所述注册针在所述相机坐标系下的坐标，确定所述标记球在所述相机坐标系下的坐标。
16、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述医学影像坐标系基于如下步骤建立：
17、基于所述医学影像，获取所述标记球的空间特征；
18、基于所述标记球的空间特征，建立所述医学影像坐标系。
19、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述上颚牙套支架上设有圆形通孔区域，所述通孔区域与颅脑开孔区域相对设置。
20、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述上颚牙套支架上设有第二标识，所述第二标识用于在颅脑开孔手术过程中实时更新颅脑在所述相机坐标系下的位姿。
21、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述激光器坐标系下的激光器光轴位姿基于如下步骤确定：
22、获取所述激光器光轴上多个特征点；
23、对各特征点进行拟合，确定所述激光器坐标系下的激光器光轴位姿。
24、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述将激光器坐标系下的激光器光轴位姿转换为所述相机坐标系下的激光器光轴位姿，包括：
25、基于激光器上第三标识在所述激光器坐标系下的坐标，以及所述第三标识在所述相机坐标系下的坐标，确定所述激光器坐标系与所述相机坐标系之间的第二坐标转换关系；
26、基于所述第二坐标转换关系，将所述激光器坐标系下的激光器光轴位姿转换为所述相机坐标系下的激光器光轴位姿。
27、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述基于所述实际位姿偏差，控制运动平台移动，包括：
28、基于所述实际位姿偏差以及所述期望位姿偏差，确定所述控制平台的运动量；
29、基于所述运动量，控制所述运动平台移动。
30、根据本专利技术提供的一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，所述运动平台为具有三个电动平移自由度的三路运动平台。
31、本专利技术提供的颅脑激光微创开孔导航控制系统，将医学影像坐标系下的开孔路径位姿转换为相机坐标系下的开孔路径位姿，以及将激光器坐标系下的激光器光轴位姿转换为相机坐标系下的激光器光轴位姿，从而可以基于相机坐标系下的开孔路径位姿与相机坐标系下的激光器光轴位姿之间的实际位姿偏差，控制运动平台移动，以使实际位姿偏差达到期望位姿偏差，也就是实现激光器光轴与颅骨开孔区域自动对准，不需要依赖医生手动操作，缩短了手术时间，且不需要在骨组织植入螺钉，避免对患者造成二次伤害。
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1.一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述医学图像的颅脑上设有标记球；
3.根据权利要求2所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述标记球上设置有携带有第一标识的注册针；
4.根据权利要求2所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述医学影像坐标系基于如下步骤建立：
5.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述上颚牙套支架上设有圆形通孔区域，所述通孔区域与颅脑开孔区域相对设置。
6.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述上颚牙套支架上设有第二标识，所述第二标识用于在颅脑开孔手术过程中实时更新颅脑在所述相机坐标系下的位姿。
7.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述激光器坐标系下的激光器光轴位姿基于如下步骤确定：
8.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于
9.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述基于所述实际位姿偏差，控制运动平台移动，包括：
10.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述运动平台为具有三个电动平移自由度的三路运动平台。
...【技术特征摘要】
1.一种颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述医学图像的颅脑上设有标记球；
3.根据权利要求2所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述标记球上设置有携带有第一标识的注册针；
4.根据权利要求2所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述医学影像坐标系基于如下步骤建立：
5.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述上颚牙套支架上设有圆形通孔区域，所述通孔区域与颅脑开孔区域相对设置。
6.根据权利要求1至4任一项所述的颅脑激光微创开孔导航控制系统，其特征在于，所述上颚牙套支架上设有第...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏江峰，叶安根，张大朋，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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