CN112022356B - 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质 - Google Patents

手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112022356B
CN112022356B CN202011072982.7A CN202011072982A CN112022356B CN 112022356 B CN112022356 B CN 112022356B CN 202011072982 A CN202011072982 A CN 202011072982A CN 112022356 B CN112022356 B CN 112022356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
surgical
registration
surgical robot
connecting block
surgical instrument
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011072982.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112022356A (zh
Inventor
何滨
刘华水
孙盼
童睿
郭宏瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Santan Medical Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Santan Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Santan Medical Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Santan Medical Technology Co Ltd
Priority to CN202011072982.7A priority Critical patent/CN112022356B/zh
Publication of CN112022356A publication Critical patent/CN112022356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112022356B publication Critical patent/CN112022356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2072—Reference field transducer attached to an instrument or patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质，该结构可以精准的找到病灶点位置，辅助医生建立手术通道，包括通道连杆、连接块和配准板组件，所述连接块上设有一用于作为手术作业时进针通道的贯穿孔，所述通道连杆的一端与机械臂末端法兰固定连接，所述连接块安装在通道连杆的另一端；所述配准板组件以可拆卸的方式与贯穿孔固定连接，本技术方案将手术器械与配准板整体设计，同时又能保证配准板的快拆快装要求，对于配准板部分结构重点考虑其可加工性以及后续装配精度，同时考虑其透视图像的清晰度，从而消除手术工具带来的误差，从而提高手术机器人系统的定位精度。

Description

手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质，该结构可以精准的找到病灶点位置，辅助医生建立手术通道。
背景技术
随着医疗科学技术的不断发展，手术机器人的应用越来越广泛，骨科手术机器人是医疗领域最早开展研究和应用的手术机器人之一，也是国内外研究较多的手术机器人，目前已有ROBODOC、ACROBOT、MAKO、RIO、Renaissance、天智航等机器人已获得美国食品药品管理局(FDA)临床许可。
骨科手术机器人在手术中，如何实现其空间定位是最核心的技术之一。通常来说，手术机器人的末端会装有手术器械和用于确定手术机器人空间位置的配准板或标记球，配准板或标记球是影响手术机器人定位精准的关键部件，手术过程中利用图像算法知识通过配准板或标记球的透视图像来精确计算手术机器人的空间路径信息，从而引导手术机器人建立最佳的手术通道，后辅助医生进行相应的手术作业。
传统的定位标尺是基于双平面定位算法的原理，在双平面定位时的每个平面的前后坐标系中设置三个标记点，基于比例变换原理计算目标点坐标，这种定位标尺使用时需要保证X光光轴与标记点所在平面垂直，否则采集的图像传输至上位机进行计算处理时会为计算结果引入系统误差。由于在照相时并不能保证X光光轴与标记点所在平面垂直，使得计算出的手术路径存在一定偏差。而且，在实际手术操作时，要求将手术部位的患肢及其正位的前、后坐标系标记点同时包括在一个X光图像里，将手术部位的患肢及其侧位的前、后坐标系标记点同时包括在另一个X光图像里，由于X光成像装置(C型臂)的视野很小，在实践中往往需要多次反复调整定位标尺的位置以及X光成像装置的位置，多次照相才能满足要求，这样做不但增加了X光暴露的时间，而且延长了手术时间。
因此公开号为CN204049848U的中国专利文献公开了一种手术定位标尺，包括透X光的两相对面，两相对面通过透X光的连接面固定连接，两相对面的距离为5cm—15cm，两相对面上均设置有一组标记，每组标记包括基于X光成像装置中的线性摄像机模型的标定以及三维空间点重建原理设置的至少四个不在一条直线上的标记点，标记点为不透X光的部件；任一相对面或连接面固定连接标尺柄，标尺柄上设置有用于与骨科机器人的机械臂连接的接口。该手术定位标尺仅通过设置的一组相对面的标记点实现任意角度的透视定位，并能消除计算手术路径时引起的系统误差，提高定位标尺精度。
但本领域的技术人员在使用过程中发现，上述手术定位标尺还具有如下缺点：
一是定位标尺(也叫配准板或标记球)本身的结构问题：
1.1结构形式过于复杂，结构类似碗状结构，传统的机械加工无法实现其加工，需要进行注塑加工，加工成本极其高；
1.2所有的导航手术导航设备关于定位标尺在加工组装完成后，在结构尺寸上都存在偏差，在空间计算时会引进相应的误差。
二是定位标尺与手术末端工具连接方式的问题：
综上专利所描述的：其手术工具跟手术标尺在手术过程中需要两次更换，第一次先把定位标尺装在相应的快换位置，获得手术机器人的空间位置信息后，取下定位标尺，第二次将手术工具换上，进行手术定位以及手术作业，需要进行两次快拆快换，势必会增加相应的时间，同时两次快换，极可能带来安装误差，会对后续的手术定位造成偏差，造成定位不准。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的之一是提供一种简单灵活的末端手术器械结构，该结构将手术器械与配准板整体设计，同时又能保证配准板的快拆快装要求，对于配准板部分结构重点考虑其可加工性以及后续装配精度，同时考虑其透视图像的清晰度，从而消除手术工具带来的误差，从而提高手术机器人系统的定位精度。
本发明的目的之二是提供采用上述末端手术器械结构的手术机器人及其配准方法、系统及存储介质。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种手术机器人的末端手术器械，包括通道连杆和连接块，所述连接块上设有一用于作为手术作业时进针通道的贯穿孔，所述通道连杆的一端与机械臂末端法兰固定连接，所述连接块安装在通道连杆的另一端；其作出的改进在于，
还设有配准板组件，所述配准板组件以可拆卸的方式与贯穿孔固定连接。
作为优选，还设有一压紧组件，所述压紧组件安装在连接块的侧面，所述连接块的上端面上设有一定位凸起，所述压紧组件用于将配准板组件压紧在定位凸起的侧面上。
作为优选，所述压紧组件包括底座、压杆、转轴和压缩弹簧，所述底座安装在连接块的侧面，所述转轴竖直安装在底座上，所述压杆转动安装在转轴上，所述压缩弹簧一端与底座相抵并且压缩弹簧另一端与压杆相抵，进而使得压杆与配准板组件相抵。
作为优选，所述配准板组件包括连接件以及固定安装在连接件上的两块平行分布的配准板，所述连接件上设有一安装轴，所述安装轴与连接块上的贯穿孔配合，所述两块配准板上下间隔20mm-50mm，所述两块配准板上均分布有至少4个以上的等间距的不位于同一条直线上的不锈钢钢珠球。
作为优选，所述配准板包括高分子材质的底板和高分子材质的盖板，所述至少4个不锈钢钢珠球粘接固定安装在高分子材质的底板和高分子材质的盖板之间，所述不锈钢钢珠球的球心位于高分子材质的底板上方。
作为优选，还设有硅胶垫，所述硅胶垫位于不锈钢钢珠球与高分子材质的盖板之间。
一种手术机器人，包括如上所述的一种手术机器人的末端手术器械。
一种手术机器人的配准方法，其特征在于，该手术机器人的机械臂末端法兰上安装有如上所述的一种手术机器人的末端手术器械，并包括如下步骤：
S1：在用高分子材质的盖板对不锈钢钢珠球进行封装前，通过三坐标测量仪标定不锈钢钢珠球的三维坐标，然后再通过高分子材质的盖板对不锈钢钢珠球进行封装；
S2：将配准板组件安装在机械臂法兰的末端；
S3：C臂机旋转扫描，每次拍摄投影图像时都将配准板组件连同机械臂移动到探测器下方，正对探测器，保证每次投影图像中均包含至少三个钢球，并记录每次投影时机械臂的姿态数据；
S4：识别投影图像中的钢球圆心坐标和S1中的三维坐标进行配准，再结合机械臂的姿态数据，即可得到每次投影时世界坐标系和C臂机的几何位置关系。
一种手术机器人系统，包括手术机器人和X光机，其特征在于，该手术机器人的机械臂末端法兰上安装有如上所述的一种手术机器人的末端手术器械。
一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读的指令，该指令被处理器执行时实现如上所述配准方法的步骤。
本发明由于采用了以上的技术方案，采用整体性的结构设计，保证每次操作过程只拆装一次，避免引入不必要的安装误差，进而间接提高整体精度；同时又能保证配准板的快拆快装要求，对于配准板部分结构重点考虑其可加工性以及后续装配精度，同时考虑其透视图像的清晰度，从而消除手术工具带来的误差，从而提高手术机器人系统的定位精度。
附图说明
图1是本发明末端手术器械的结构示意图一；
图2是本发明末端手术器械的结构示意图二；
图3是本发明末端手术器械的装配示意图；
图4是本发明配准板组件的结构示意图一；
图5是本发明配准板组件的结构示意图二(省略盖板)；
图6是本发明通道连杆、连接块和压紧组件的结构示意图；
图7是本发明压紧组件的爆炸示意图；
图8是本发明和X光机的配准示意图；
图9是本发明配准板组件上的钢珠球在X光机下的显示示意图。
其中，1、通道连杆；2、连接块；20、贯穿孔；21、定位凸起；210、第一斜切面；300、第二斜切面；3、配准板组件；4、压紧组件；40、底座；41、压杆；42、转轴；43、压缩弹簧；30、连接件；31、底板；32、盖板；33、不锈钢钢珠球；5、C臂机；6、末端法兰。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，通道连杆的轴向方向为前后方向，其中，指向连接块的方向为“前”，指向末端法兰的方向为“后”。
实施例一：
如图1、图2、图3和图6所示，一种手术机器人的末端手术器械，包括通道连杆1和连接块2，所述连接块2上设有一用于手术作业时的进针通道的贯穿孔20，所述通道连杆1的一端与机械臂末端法兰6固定连接，所述连接块2安装在通道连杆1的另一端；
在本实施例中，还设有配准板组件3，所述配准板组件3以可拆卸的方式与贯穿孔20固定连接；这种整体性的结构设计，保证每次操作过程只拆装一次，避免引入不必要的安装误差，进而间接提高整体精度。
本实施例中，还设有一压紧组件4，所述压紧组件4安装在连接块2的侧面，所述连接块2的上端面上设有一定位凸起21，所述压紧组件4用于将配准板组件3压紧在定位凸起21的侧面上。这样保证每次拆装的时候受力的一致性，方便每次快速装拆，进而保证安装的一致性，安装的快速性；另外还可有效防止配准板组件3的晃动。
进一步优选，所述定位凸起21的前端面为第一斜切面210，所述配准板组件3的后端面为第二斜切面300，所述压紧组件4使得第二斜切面300与第一斜切面210相抵；这样配准板与末端手术器械采用轴孔配合，斜切面定位，轴孔配合的配合精度较高，同时机加工可控制，斜切面定位，保证每次定位的一致性。
进一步优选，如图7所示，所述压紧组件4包括底座40、压杆41、转轴42和压缩弹簧43，所述底座40安装在连接块2的侧面，所述转轴42竖直安装在底座40上，所述压杆41转动安装在转轴42上，所述压缩弹簧43一端与底座40相抵并且压缩弹簧43另一端与压杆41相抵，进而使得压杆41与配准板组件3相抵。
所述连接块2与通道连杆1之间可以是一体成型、固定连接以及可拆卸连接；其中，可拆卸连接的方式可参考公开号为CN110833456A所公开的具体结构，一般来说，所述连接块2和通道连杆1通过圆弧面实现同轴配合，再通过连接块2上的定位面进行定位，定位完成后通过锁紧件将两者锁紧固定。这样，在手术过程中方便可拆卸进行消毒。
在本实施例中，所述通道连杆1的一端为法兰面，法兰面上设有用于与手术机器人机械臂末端法兰6固定安装的安装孔，在其他实施例中，所述通道连杆1与末端法兰6还可参考公开号为CN110833456A中通道连杆1与末端法兰6的连接结构。
在本实施例中，所述通道连杆1、连接块2和压紧组件4均采用316医用不锈钢材质，方便手术过程重复灭菌使用。
在本实施例中，如图4和图5所示，所述配准板组件3包括连接件30以及固定安装在连接件30上的两块平行分布的配准板，所述连接件30上设有一安装轴，所述安装轴与连接块2上的贯穿孔20配合，所述两块配准板上下间隔20mm-50mm，所述两块配准板上均分布有至少4个以上的等间距的不位于同一条直线上的不锈钢钢珠球33；这样，采用上下两层结构形式，每层上胶合相同数量的钢柱球，在算法图像计算的时候识别更精准，缩小计算误差，极高配准精度。
进一步优选，所述第二斜切面300位于连接件30上。
进一步优选，所述连接件30选用不锈钢材质；这样采用不锈钢的连接件30进行连接，保证整体结构比较牢固，可重复使用，同时加工简单，加工精度也更高。
进一步优选，所述配准板包括高分子材质的底板31和高分子材质的盖板32，所述至少4个不锈钢钢珠球33粘接固定安装在高分子材质的底板31和高分子材质的盖板32之间；特别地，不锈钢钢珠球33与高分子材质的底板31和高分子材质的盖板32之间采用特殊高强力的胶水粘合；这样，配准板采用碳纤维板材质，高分子材质强度高，在X光机下显影非常好，透出来的图像非常清晰干净，不会有遮挡，便于软件算法进行识别。
进一步优选，所述底板和盖板均选用碳纤维材质。
进一步优选，所述不锈钢钢珠球33的球心位于碳纤维材质的底板31上方；这样，方便三坐标测量仪对其球心位置信息进行标定。
进一步优选，还设有硅胶垫，所述硅胶垫位于不锈钢钢珠球33与碳纤维材质的盖板32之间，用于缓冲，防止压紧变形风险，同时也可以预防不锈钢钢珠球33在使用过程中发生脱落。
末端手术器械整体的安装过程如下：
末端手术器械通过螺丝锁紧件与多自由度机械臂末端法兰6固定，按压末端手术器械的压紧组件4中的压杆41，将配准板组件3中的连接件30上的安装轴插入到安装孔的贯穿孔20中，如图1所示，插到底后，第一斜切面210和第二斜切面300对齐，同时松开压杆41，压杆41在压缩弹簧43的作用下将配准板组件3压紧，同理，拆除的时候按压压紧装置的压杆41，取出配准板组件3。
一种手术机器人，包括如上所述的一种手术机器人的末端手术器械。
一种手术机器人的配准方法，该手术机器人的机械臂末端法兰6上安装有如上所述的一种手术机器人的末端手术器械，并包括如下步骤：
S1：在用碳纤维材质的盖板32对不锈钢钢珠球33进行封装前，通过三坐标测量仪标定不锈钢钢珠球33的三维坐标，然后再通过碳纤维材质的盖板32对不锈钢钢珠球33进行封装；
S2：将配准板组件3安装在机械臂法兰的末端；
S3：如图8和图9所示，C臂机5旋转扫描，每次拍摄投影图像时都将配准板组件3连同机械臂移动到探测器下方，正对探测器，保证每次投影图像中均包含至少三个钢球，并记录每次投影时机械臂的姿态数据。
S4：识别投影图像中的钢球圆心坐标和S1中的三维坐标进行配准，再结合机械臂的姿态数据，即可得到每次投影时世界坐标系和C臂机5的几何位置关系(几何参数)。
其中，增加三坐标测量仪的标定过程，防止配准板的安装误差造成的系统误差，可以提高系统的精度。
值得说明的是，具体的算法可参考公开号为CN109938848中所公开的关于此类配准板组件3的空间位置算法。
一种手术机器人系统，包括手术机器人和X光机，该手术机器人的机械臂末端法兰6上安装有如上所述的一种手术机器人的末端手术器械。
一种存储介质，其上存储有计算机可读的指令，该指令被处理器执行时实现如上所述配准方法的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手术机器人的末端手术器械，包括通道连杆(1)和连接块(2)，所述连接块(2)上设有一用于作为手术作业时进针通道的贯穿孔(20)，所述通道连杆(1)的一端与机械臂末端法兰(6)固定连接，所述连接块(2)安装在通道连杆(1)的另一端；其特征在于，
还设有配准板组件(3)，所述配准板组件(3)以可拆卸的方式与贯穿孔(20)固定连接；
所述配准板组件(3)包括连接件(30)以及固定安装在连接件(30)上的两块平行分布的配准板，所述连接件(30)上设有一安装轴，所述安装轴与连接块(2)上的贯穿孔(20)配合，所述两块配准板上下间隔20mm-50mm，所述两块配准板上均分布有至少4个等间距的不位于同一条直线上的不锈钢钢珠球(33)。
2.根据权利要求1所述的一种手术机器人的末端手术器械，其特征在于，还设有一压紧组件(4)，所述压紧组件(4)安装在连接块(2)的侧面，所述连接块(2)的上端面上设有一定位凸起(21)，所述压紧组件(4)用于将配准板组件(3)压紧在定位凸起(21)的侧面上。
3.根据权利要求2所述的一种手术机器人的末端手术器械，其特征在于，所述压紧组件(4)包括底座(40)、压杆(41)、转轴(42)和压缩弹簧(43)，所述底座(40)安装在连接块(2)的侧面，所述转轴(42)竖直安装在底座(40)上，所述压杆(41)转动安装在转轴(42)上，所述压缩弹簧(43)一端与底座(40)相抵并且压缩弹簧(43)另一端与压杆(41)相抵，进而使得压杆(41)与配准板组件(3)相抵。
4.根据权利要求1所述的一种手术机器人的末端手术器械，其特征在于，所述配准板包括高分子材质的底板(31)和高分子材质的盖板(32)，所述至少4个不锈钢钢珠球(33)粘接固定安装在底板(31)和盖板(32)之间，所述不锈钢钢珠球(33)的球心位于底板(31)上方。
5.根据权利要求1所述的一种手术机器人的末端手术器械，其特征在于，还设有硅胶垫，所述硅胶垫位于不锈钢钢珠球(33)与盖板(32)之间。
6.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的一种手术机器人的末端手术器械。
7.一种手术机器人的配准方法，其特征在于，该手术机器人的机械臂末端法兰(6)上安装有如权利要求1至5中任一项所述的一种手术机器人的末端手术器械，并包括如下步骤：
S1：在用高分子材质的盖板(32)对不锈钢钢珠球(33)进行封装前，通过三坐标测量仪标定不锈钢钢珠球(33)的三维坐标，然后再通过高分子材质的盖板(32)对不锈钢钢珠球(33)进行封装；
S2：将配准板组件(3)安装在机械臂法兰的末端；
S3：C臂机(5)旋转扫描，每次拍摄投影图像时都将配准板组件(3)连同机械臂移动到探测器下方，正对探测器，保证每次投影图像中均包含至少三个钢球，并记录每次投影时机械臂的姿态数据；
S4：识别投影图像中的钢球圆心坐标和S1中的三维坐标进行配准，再结合机械臂的姿态数据，即可得到每次投影时世界坐标系和C臂机(5)的几何位置关系。
8.一种手术机器人系统，包括手术机器人和X光机，其特征在于，该手术机器人的机械臂末端法兰(6)上安装有如权利要求1至5中任一项所述的一种手术机器人的末端手术器械。
9.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读的指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求7所述配准方法的步骤。
CN202011072982.7A 2020-10-09 2020-10-09 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质 Active CN112022356B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011072982.7A CN112022356B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011072982.7A CN112022356B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112022356A CN112022356A (zh) 2020-12-04
CN112022356B true CN112022356B (zh) 2021-09-24

Family

ID=73573188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011072982.7A Active CN112022356B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112022356B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113107933B (zh) * 2021-04-01 2021-11-30 杭州键嘉机器人有限公司 一种快速安装连接装置
CN115211874A (zh) * 2021-04-17 2022-10-21 诺创智能医疗科技(杭州)有限公司 X光机控制方法、装置、x光机及可读存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106539625A (zh) * 2017-01-10 2017-03-29 北京积水潭医院 一种手术机器人光学跟踪器定位装置
CN110833456A (zh) * 2019-12-13 2020-02-25 杭州三坛医疗科技有限公司 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质
CN210228333U (zh) * 2019-03-04 2020-04-03 杭州三坛医疗科技有限公司 定位系统
CN210879755U (zh) * 2019-09-30 2020-06-30 珠海格力智能装备有限公司 定位组件及机器人

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708741B1 (en) * 2001-08-28 2010-05-04 Marctec, Llc Method of preparing bones for knee replacement surgery
US11026752B2 (en) * 2018-06-04 2021-06-08 Medtronic Navigation, Inc. System and method for performing and evaluating a procedure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106539625A (zh) * 2017-01-10 2017-03-29 北京积水潭医院 一种手术机器人光学跟踪器定位装置
CN210228333U (zh) * 2019-03-04 2020-04-03 杭州三坛医疗科技有限公司 定位系统
CN210879755U (zh) * 2019-09-30 2020-06-30 珠海格力智能装备有限公司 定位组件及机器人
CN110833456A (zh) * 2019-12-13 2020-02-25 杭州三坛医疗科技有限公司 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN112022356A (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112022356B (zh) 手术机器人及其末端手术器械、配准方法、系统及存储介质
CA2468226C (en) Ultrasound catheter calibration system
EP2588018B1 (en) Medical image registration using a rigid inner body surface
US20040015176A1 (en) Stereotactic localizer system with dental impression
US20060281991A1 (en) Fiducial marker holder system for surgery
WO2016139638A1 (en) Redundant reciprocal tracking system
JPH11276502A (ja) フレームレス定位手術装置
JP2005013737A (ja) コンピュータ支援ナビゲーションシステムと共に使用可能な装置及び器具をコンピュータ支援ナビゲーションシステムと共に使用可能にするために使用可能な装置並びにコンピュータ支援システムに登録するための第１の予め定められたジオメトリーを有した器具を作成する方法
US20220054199A1 (en) Robotic surgery systems and surgical guidance methods thereof
JP2022542002A (ja) 基準マーカー
WO2022199296A1 (zh) 手术导航机器人误差消除方法、装置及电子设备
US20190183589A1 (en) System, devices and method for surgical navigation including active tracking and drift elimination
CN213722381U (zh) 手术机器人及其末端手术器械、配准板组件
JP2022179434A (ja) 術中整列評価システム及び方法
CN219147632U (zh) 一种影增c臂机x光注册装置以及导航机器人
Langrana Spatial kinematic analysis of the upper extremity using a biplanar videotaping method
WO2004100767A2 (en) Fiducial marker holder system for surgery
WO2007044469A2 (en) A method and apparatus to direct radiation treatment to a specific region of the brain
CN112971912B (zh) 胫骨截骨导航装置
CN110575196B (zh) 超声探头及穿刺手术系统
EP3216414B1 (en) Medical device for surgical navigation
US20200242727A1 (en) Image Measuring and Registering Method
Hitchcock The Hitchcock system
Konietschke et al. Accuracy identification of markerless registration with the dlr handheld 3d-modeller in medical applications
CN111529968B (zh) 一种mri定位伽玛刀治疗精度的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant