CN114052915B - 手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体。所述方法包括：根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；通过模体上的柔性触摸屏获取手术机器人根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。采用本方法能够得到准确度较高的手术机器人的定位精度的测试结果。同时，通过柔性触摸屏触发的定位点，可直接获取定位点的坐标，提高了测试效率。

Description

手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体

技术领域

本申请涉及手术机器人技术领域，特别是涉及一种手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体。

背景技术

在一些临床手术中，穿刺针等器械进入人体的位置和姿态需要达到非常高的精度，极端时精度可能要求在1mm以内，而手术机器人具有定位精度高，无抖动，无疲劳感等优势，能够进行精准地定位，手术机器人在这些临床手术中起到了非常大的作用。因此，对手术机器人定位的精度进行测试就显得尤为重要。

传统技术中，对手术机器人定位的精度测试大多都是采用手动、离线的测试方式，通过人工控制手术机器人的机械臂运行工作流，待机械臂完成指定位姿运动之后，通过人工安装定位工具和手术器械来观察机械臂的位姿定位是否准确。

然而，传统的手术机器人定位精度的测试方法，存在测试效率低、准确度较低的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高手术机器人定位精度的测试准确度、测试效率的手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体。

一种手术机器人定位精度的测试方法，所述方法包括：

根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过所述模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；

通过所述模体上的柔性触摸屏获取所述手术机器人根据所述目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；

根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

在其中一个实施例中，所述根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：

根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，得到所述靶点和所述定位点的误差；

根据所述误差，确定所述手术机器人的定位精度。

在其中一个实施例中，所述误差越小所述手术机器人的定位精度越高，所述误差越大所述手术机器人的定位精度越低。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获取所述柔性触摸屏角点的第一坐标；所述第一坐标为以所述模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标；

获取所述柔性触摸屏角点的第二坐标；所述第二坐标为以所述模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

在其中一个实施例中，所述根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：

根据所述转换关系，将所述定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标；

根据所述靶点的位置和所述目标定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

在其中一个实施例中，所述根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：

根据所述转换关系，将所述靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置；

根据所述目标靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

一种手术机器人定位精度的测试模体，所述模体表面设置有柔性触摸屏，所述柔性触摸屏用于手术机器人在沿目标行驶路径行驶过程中通过所述柔性触摸屏触发定位点。

一种手术机器人定位精度的测试系统，所述测试系统包括模体和计算机设备，其中：

所述模体表面设置有柔性触摸屏和路径规划装置；

所述计算机设备用于通过所述路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径，并根据所述手术机器人在沿所述目标行驶路径行驶过程中通过所述柔性触摸屏触发的定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

在其中一个实施例中，所述计算机设备还用于根据模体影像在所述模体上规划靶点的位置，并根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

在其中一个实施例中，所述测试系统包括指示针，所述指示针可沿所述手术机器人的末端轴向移动，用于接触所述柔性触摸屏，确定所述定位点的坐标。

在其中一个实施例中，所述测试系统还包括发光元件和感光元件，所述感光元件为设置在所述柔性触摸屏上的感光材料，所述发光元件设置在所述手术机器人末端；所述发光元件与所述感光元件用于确定所述定位点的坐标。

上述手术机器人定位精度的测试方法、系统和模体，根据模体影像能够在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径，通过模体上的柔性触摸屏能够获取手术机器人在根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标，根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。由于该方法中获取的定位点坐标是手术机器人在根据规划的目标行驶路径运动通过模体上的柔性触摸屏所触发的定位点的坐标，而手术机器人通过模体上的柔性触摸屏能够准确地触发定位点，从而提高了获取的定位点坐标的准确度，进而可以根据在模体上规划的靶点的位置和获取的定位点的坐标，准确地确定出手术机器人的定位精度，得到准确度较高的手术机器人的定位精度的测试结果。同时，通过柔性触摸屏触发的定位点，可直接获取定位点的坐标，提高了测试效率。

附图说明

图1为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的应用环境图；

图2为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的流程示意图；

图2a为一个实施例中模体上的路径规划装置的示意图；

图2b为一个实施例中预设的模体的结构示意图；

图3为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的流程示意图；

图4为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的流程示意图；

图5为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的流程示意图；

图6为一个实施例中手术机器人定位精度的测试方法的流程示意图；

图7为一个实施例中手术机器人定位精度的测试模体的示意图；

图8为一个实施例中手术机器人定位精度的测试系统的示意图；

图9为一个实施例中手术机器人定位精度的测试装置的结构框图；

附图标记说明：

1：柔性触摸屏； 2：路径规划工具； 3：指示针； 4：金属球；

5：模体； 6：计算机设备。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的手术机器人定位精度的测试方法，可以应用于如图1所示的计算机设备。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器，该存储器中存储有计算机程序，处理器执行该计算机程序时可以执行下述方法实施例的步骤。可选的，该计算机设备还可以包括网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。可选的，该计算机设备可以是服务器，可以是个人计算机，还可以是个人数字助理，还可以是其他的终端设备，例如平板电脑、手机等等，还可以是云端或者远程服务器，本申请实施例对计算机设备的具体形式并不做限定。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种手术机器人定位精度的测试方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：

S201，根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径。

其中，预设的模体为采用影像设备下能够显影的金属材料所制成的，在模体的表面安装有一层柔性触摸屏，并在触摸屏表面粘贴有路径规划装置。本实施例中，计算机设备可以根据用户需求根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径。可选的，计算机设备也可以根据感兴趣区域的影像在预设的模体上规划靶点的位置。可选的，模体影像为利用影像设备对预设的模体进行成像所得到的，模体影像可以为X光影像、CT，或其他医学影像等。可选的，感兴趣区域的影像可以为X光影像，也可以为CT(Computed Tomography，计算机断层成像)，或其他医学影像等。可选的，感兴趣区域可以是人体或动物的脑部图像、腿部图像、或腹部图像等。可选的，模体上的路径规划装置可以包括多个通孔，计算机设备可以根据模体上的路径规划装置包括的多个通孔规划手术机器人的目标行驶路径。示例性地，模体上的路径规划装置的示意图可以如图2a所示，预设的模体的结构示意图可以如图2b所示。

S202，通过模体上的柔性触摸屏获取手术机器人根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标。

其中，手术机器人根据目标行驶路径运动的过程中，会进行定位，触发定位点，通过柔性触摸屏获取可获取到该定位点的坐标。手术机器人在根据目标行驶路径运动的过程中可以是手术机器人完成某个靶点的目标行驶路径运动的过程，也可以是手术机器人在第一个靶点与最后一个靶点间的行驶过程。具体地，计算机设备通过模体上的柔性触摸屏获取手术机器人根据上述规划的目标行驶路径运动触发的定位点的坐标。可以理解的是，手术机器人在根据规划的目标行驶路径运动过程中计算机设备可以读出手术机器人在模体上的柔性触摸屏触发的定位点的位置，从而得到手术机器人所触发的定位点的坐标。需要说明的是，机器人所触发的定位点为机器人机械臂的指示针所触发的。这里需要说明的是，柔性触摸屏的供电以及信号处理传输可以内嵌在上述模体里面，通过走线延伸出来，本实施例中，对柔性触摸屏的厚度不做要求。通过该模体极大的降低了原有测试方案中需要人为参与的动作，避免了需要人眼主观判断精度的半定量测试方案，提高测试准确度和测试效率。可选的，本申请的改进方案还可以为在柔性触摸屏表面粘贴柔性感光材料，机器人末端安装微型激光器，通过激光器发射的激光代替指示针，手术机器人完成定位之后发射激光，感光材料可以测量激光点的位置信息，从而实现在线自动测试。

S203，根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

具体地，计算机设备根据在模体上规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。可选的，计算机设备可以将靶点的位置和定位点的坐标进行比对，确定靶点的位置和定位点的坐标的偏差，根据确定的靶点的位置和定位点的坐标的偏差，确定手术机器人的定位精度。

上述手术机器人定位精度的测试方法中，由于获取的定位点坐标是手术机器人根据规划的目标行驶路径运动通过模体上的柔性触摸屏所触发的定位点的坐标，而手术机器人通过模体上的柔性触摸屏能够准确地触发定位点，从而提高了获取的定位点坐标的准确度，进而可以根据在模体上规划的靶点的位置和获取的定位点的坐标，准确地确定出手术机器人的定位精度，得到准确度较高的手术机器人的定位精度的测试结果。同时，通过柔性触摸屏触发的定位点，可直接获取定位点的坐标，提高了测试效率。

在上述根据规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度的场景中，在一个实施例中，如图3所示，上述S203，包括：

S301，根据靶点的位置和定位点的坐标，得到靶点和定位点的误差。

具体地，计算机设备根据规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，得到规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的误差。可选的，计算机设备可以计算规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标的差值，根据该差值得到规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差。

S302，根据误差，确定手术机器人的定位精度。

具体地，计算机设备根据规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差，确定手术机器人的定位精度。可选的，规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差越小手术机器人的定位精度越高，规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差越大手术机器人的定位精度越低。

本实施例中，计算机设备根据规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，能够快速准确地得到规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差，从而可以根据规划的靶点和手术机器人触发的定位点的误差，快速准确地确定出手术机器人的定位精度，提高了确定手术机器人的定位精度的效率和准确度。

在上述根据规划的靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度的场景中，需要将靶点与定位点转换到同一坐标系下，从而确定手术机器人的定位精度。在一个实施例中，如图4所示，上述方法还包括：

S401，获取柔性触摸屏角点的第一坐标；第一坐标为以模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标。

具体地，计算机设备获取上述模体上的柔性触摸屏角点的第一坐标，其中，第一坐标为以模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标，也就是说第一坐标为以模体上的柔性触摸屏所在的坐标系中获取的坐标。可选的，计算机设备可以在柔性触摸屏的四个角点各自固定一个4mm的金属球，可以通过对模体上的柔性触摸屏进行校正，将四个金属球的坐标作为模体上的柔性触摸屏角点的上述第一坐标。

S402，获取柔性触摸屏角点的第二坐标；第二坐标为以模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标。

具体地，计算机设备获取上述模体上的柔性触摸屏角点的第二坐标，其中，第二坐标为以模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标，也就是说，第二坐标为以模体对应的扫描影像所在的坐标系中获取的坐标。可选的，计算机设备可以获取上述整个模体(包括柔性触摸屏以及上述金属小球)的CT影像，提取四个金属小球在CT影像坐标系的坐标，得到柔性触摸屏角点的上述第二坐标。

S403，根据第一坐标和第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

具体地，计算机设备根据上述柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。可选的，计算机设备可以将柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标相互转换，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

在本实施例中，计算机设备获取柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标的过程较为简单，提高了获取柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标的效率，从而可以根据柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标，快速地得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，进而提高了得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系的效率。

在得到模体上的柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系后，计算机设备可以将定位点的坐标进行转换，根据转换后的定位点坐标确定手术机器人的定位精度，也可以将靶点的位置进行转换，根据转换后的靶点的位置确定手术机器人的定位精度，下边将分别对这两种确定手术机器人的定位精度的方式进行说明。

方式一，将手术机器人触发的定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，从而确定手术机器人的定位精度，在一个实施例中，如图5所示，上述S203，包括：

S501，根据转换关系，将定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标。

具体地，计算机设备根据柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，将手术机器人触发的定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标。可以理解的是，目标定位点的坐标即为在触摸屏坐标系下上述定位点的坐标。可选的，计算机设备可以基于柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，对手术机器人触发的定位点的坐标进行调整，得到上述目标定位点的坐标。

S502，根据靶点的位置和目标定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

具体地，计算机设备根据上述模体上规划的靶点的位置和目标定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。可选的，计算机设备可以根据上述靶点的位置和目标定位点的坐标的误差，确定手术机器人的定位精度，可以理解的是，上述靶点的位置和目标定位点的坐标的误差越大，手术机器人的定位精度越低，上述靶点的位置和目标定位点的坐标的误差越小，手术机器人的定位精度越高。

在本实施例中，计算机设备根据柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，能够将手术机器人触发的定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标，由于转换坐标的过程较为简单，因此，提高了得到目标定位点的坐标的效率，进而可以根据模体上靶点的位置和得到的目标定位点的坐标，快速地确定出手术机器人的定位精度，提高了确定手术机器人的定位精度的效率。

方式二，将模体上规划的靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的坐标，得到目标靶点的位置，从而确定手术机器人的定位精度，在一个实施例中，如图6所示，上述S203，包括：

S601，根据转换关系，将靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置。

具体地，计算机设备根据上述柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，将上述模体上的靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置。可以理解的是，目标靶点的位置即为在扫描影像坐标系下上述靶点的位置。可选的，计算机设备可以基于柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，对上述模体上规划的靶点的位置进行调整，得到上述目标靶点的位置。

S602，根据目标靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

具体地，计算机设备根据上述得到的目标靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。可选的，计算机设备可以根据上述目标靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标的误差，确定手术机器人的定位精度，可以理解的是，上述目标靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标的误差越大，手术机器人的定位精度越低，上述目标靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标的误差越小，手术机器人的定位精度越高。

在本实施例中，计算机设备根据柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系，能够将模体上靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置，由于转换坐标的过程较为简单，因此，提高了得到目标靶点的位置的效率，进而可以根据得到的目标靶点的位置和手术机器人触发的定位点的坐标，快速地确定出手术机器人的定位精度，提高了确定手术机器人的定位精度的效率。

应该理解的是，虽然图2-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种手术机器人定位精度的测试模体，该模体表面设置有柔性触摸屏，柔性触摸屏用于手术机器人在沿目标路径行驶过程中通过柔性触摸屏触发定位点。从而，可获取手术机器人根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标。

具体地，如图7所示，图7为以人脑为示例的模体，该模体5表面设置有柔性触摸屏1，柔性触摸屏1可以完全贴合在模体5表面，在本实施例中，柔性触摸屏与人脑曲面模体贴合。对于贴合方式，本实施例不做限定。在一个实施例中，可以采用光学胶水贴合。通过指示针3接触柔性触摸屏1从而触发定位点。可选的，柔性触摸屏1的供电以及信号处理传输可以内嵌在模体里，也可以通过走线延伸出来。需要说明的是，在本实施例中对柔性触摸屏1的厚度并不做要求。另外，需要说明的是，在柔性触摸屏1的表面还设置的有路径规划工具2和金属球4，路径规划工具2通过金属球4固定在柔性触摸屏1的表面。

在本实施例中，模体表面设置有柔性触摸屏，手术机器人在沿目标行驶路径行驶过程中通过该柔性触摸屏能够触发定位点，通过该模体降低了原有测试方案中需要人为参与的动作，避免需要人眼主观判断精度的半定量测试，提高了对手术机器人定位的测试精度。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种手术机器人定位精度的测试系统，该测试系统包括模体5和计算机设备6，其中：

模体表面设置有柔性触摸屏和路径规划装置；

计算机设备用于通过模体表面的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径，并根据手术机器人在沿目标行驶路径行驶过程中通过柔性触摸屏触发的定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述计算机设备还用于根据模体影像在模体上规划靶点的位置，并根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述计算机设备用于获取柔性触摸屏角点的第一坐标和第二坐标，根据第一坐标和第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系；第一坐标为以模体上的柔性触摸屏为坐标系获取的坐标；第二坐标为以模体对应的扫描影像为坐标系获取的坐标。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述计算机设备用于根据转换关系，将定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标，根据靶点的位置和目标定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述计算机设备用于根据转换关系，将靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置，根据目标靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述测试系统包括指示针3，指示针3可沿手术机器人的末端轴向移动，用于接触柔性触摸屏1，确定定位点的坐标。

具体地，在本实施例中，上述测试系统包括指示针，该指示针沿手术机器人末端轴向移动，用于接触柔性触摸屏，通过该指示针确定上述定位点的坐标。可选的，可以通过该指示针穿过手术机器人机械臂定位路径点击触摸屏，确定上述定位点的坐标。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，在上述实施例的基础上，上述测试系统还包括发光元件和感光元件，感光元件为设置在柔性触摸屏上的感光材料，发光元件设置在手术机器人末端；发光元件与感光元件用于确定定位点的坐标。

具体地，在本实施例中，上述测试系统还包括发光元件和感光元件，感光元件为设置在柔性触摸屏上的感光材料，发光元件设置在手术机器人末端。可选的，发光元件可以为微型激光器，通过该微型激光器发射的激光代替上述指示针，手术机器人完成定位之后发射激光，感光材料可以测量激光点的位置信息，从而确定定位点的坐标，实现在线自动测试。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试系统，在手术机器人完成定位之后可以通过设置在手术机器人末端的发光元件发射光源，从而可以通过设置在柔性触摸屏上的感光材料测量光源的位置信息确定定位点的坐标，通过该测试系统就能够确定定位点的坐标，降低了原有测试方案中需要人为参与的动作，避免需要人眼主观判断精度的半定量测试，提高了对手术机器人定位的测试精度。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种手术机器人定位精度的测试装置，包括：规划模块、第一获取模块和确定模块，其中：

规划模块，用于根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；

第一获取模块，用于通过模体上的柔性触摸屏获取手术机器人根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；

确定模块，用于根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，可选的，上述确定模块，包括：获取单元和第一确定单元，其中：

获取单元，用于根据靶点的位置和定位点的坐标，得到靶点和定位点的误差。

第一确定单元，用于根据误差，确定手术机器人的定位精度。

可选的，误差越小手术机器人的定位精度越高，误差越大手术机器人的定位精度越低。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，可选的，上述装置还包括：第二获取模块、第三获取模块和第四获取模块，其中：

第二获取模块，用于获取柔性触摸屏角点的第一坐标；第一坐标为以模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标。

第三获取模块，用于获取柔性触摸屏角点的第二坐标；第二坐标为以模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标。

第四获取模块，用于根据第一坐标和第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，可选的，上述确定模块包括：第一转换单元和第二确定单元，其中：

第一转换单元，用于根据转换关系，将定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标。

第二确定单元，用于根据靶点的位置和目标定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，可选的，上述确定模块包括：第二转换单元和第三确定单元，其中：

第二转换单元，用于根据转换关系，将靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置。

第三确定单元，用于根据目标靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

本实施例提供的手术机器人定位精度的测试装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

关于手术机器人定位精度的测试装置的具体限定可以参见上文中对于手术机器人定位精度的测试方法的限定，在此不再赘述。上述手术机器人定位精度的测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；

通过模体上的柔性触摸屏获取手术机器人根据目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；

根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；

通过所述模体上的柔性触摸屏获取所述手术机器人根据所述目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；

根据靶点的位置和定位点的坐标，确定手术机器人的定位精度。

上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种手术机器人定位精度的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

根据模体影像在预设的模体上规划靶点的位置，并通过所述模体上的路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径；所述模体为在影像设备下显影的金属材料所制成的模体，所述模体的表面安装有一层柔性触摸屏，所述路径规划装置粘贴在所述柔性触摸屏的表面；

通过所述模体上的柔性触摸屏获取所述手术机器人根据所述目标行驶路径运动触发的定位点的坐标；

根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，得到所述靶点和所述定位点的误差；根据所述误差，确定所述手术机器人的定位精度；

所述方法还包括：

获取所述柔性触摸屏角点的第一坐标；所述第一坐标为以所述模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标；在所述柔性触摸屏的四个角点各自固定一个金属球，将四个所述金属球的坐标作为所述模体上的柔性触摸屏角点的所述第一坐标；

获取所述柔性触摸屏角点的第二坐标；所述第二坐标为以所述模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标；获取所述模体的CT影像，提取四个所述金属球在CT影像坐标系的坐标，得到柔性触摸屏角点的所述第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：

根据所述转换关系，将所述定位点的坐标转换为触摸屏坐标系对应的坐标，得到目标定位点的坐标；

根据所述靶点的位置和所述目标定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：

根据所述转换关系，将所述靶点的位置转换为扫描影像坐标系对应的位置，得到目标靶点的位置；

根据所述目标靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度。

4.一种手术机器人定位精度的测试模体，其特征在于，模体为在影像设备下显影的金属材料所制成的模体，所述模体的表面安装有一层柔性触摸屏，路径规划装置粘贴在所述柔性触摸屏的表面，所述柔性触摸屏用于手术机器人在沿目标行驶路径行驶过程中通过所述柔性触摸屏触发定位点；以供计算机设备根据模体影像在模体上规划的靶点的位置和所述定位点的坐标，确定所述手术机器人的定位精度，包括：根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，得到所述靶点和所述定位点的误差；根据所述误差，确定所述手术机器人的定位精度；所述计算机设备用于通过所述路径规划装置规划所述手术机器人的目标行驶路径；

所述计算机设备还用于：

获取所述柔性触摸屏角点的第一坐标；所述第一坐标为以所述模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标；在所述柔性触摸屏的四个角点各自固定一个金属球，将四个所述金属球的坐标作为所述模体上的柔性触摸屏角点的所述第一坐标；

获取所述柔性触摸屏角点的第二坐标；所述第二坐标为以所述模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标；获取所述模体的CT影像，提取四个所述金属球在CT影像坐标系的坐标，得到柔性触摸屏角点的所述第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系；其中，所述转换关系用于所述计算机设备将所述定位点的坐标转换至触摸屏坐标系下，或者所述转换关系用于所述计算机设备将所述靶点的位置转换至扫描影像坐标系下。

5.一种手术机器人定位精度的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括模体和计算机设备，其中：

所述模体为在影像设备下显影的金属材料所制成的模体，所述模体的表面安装有一层柔性触摸屏，路径规划装置粘贴在所述柔性触摸屏的表面；

所述计算机设备用于通过所述路径规划装置规划手术机器人的目标行驶路径，并根据所述手术机器人在沿所述目标行驶路径行驶过程中通过所述柔性触摸屏触发的定位点的坐标和模体影像在模体上规划的靶点的位置，确定所述手术机器人的定位精度，包括：根据所述靶点的位置和所述定位点的坐标，得到所述靶点和所述定位点的误差；根据所述误差，确定所述手术机器人的定位精度；

所述计算机设备还用于获取所述柔性触摸屏角点的第一坐标；所述第一坐标为以所述模体上的柔性触摸屏为参考建立的坐标系中获取的坐标；在所述柔性触摸屏的四个角点各自固定一个金属球，将四个所述金属球的坐标作为所述模体上的柔性触摸屏角点的所述第一坐标；

获取所述柔性触摸屏角点的第二坐标；所述第二坐标为以所述模体对应的扫描影像为参考建立的坐标系中获取的坐标；获取所述模体的CT影像，提取四个所述金属球在CT影像坐标系的坐标，得到柔性触摸屏角点的所述第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，得到柔性触摸屏坐标系与扫描影像坐标系之间的转换关系。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括指示针，所述指示针可沿所述手术机器人的末端轴向移动，用于接触所述柔性触摸屏，确定所述定位点的坐标。

7.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括

发光元件和感光元件，所述感光元件为设置在所述柔性触摸屏上的感光材料，所述发光元件设置在所述手术机器人末端；所述发光元件与所述感光元件用于确定所述定位点的坐标。