CN116211489A - 固定装置、手术定位设备及手术系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了固定装置、手术定位设备及手术系统，所述固定装置用于固定立体定位装置，所述立体定位装置用于在手术中固定目标生物体的头部，所述固定装置包括：基座，所述基座呈圆环状；连接组件，所述连接组件用于连接所述基座和所述立体定位装置，以使所述基座固定于所述立体定位装置；一个或多个紧固单元，每个所述紧固单元用于将所述基座压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固单元均沿所述基座的径向设置。能够使固定装置更加牢固和稳定，保证所固定的立体定位装置不会晃动或松动，提高手术定位设备的固定效率和稳定性。

Description

固定装置、手术定位设备及手术系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及固定装置、手术定位设备及手术系统。

背景技术

随着科技发展和社会进步，患者渴望通过各种治疗手段来提高生命质量，其中医疗器械，尤其是植入式器械的应用前景非常广阔。植入式器械是指借助手术全部或者部分进入人体内或腔道(口)中，或者用于替代人体上皮表面或眼表面，并且在手术过程结束后留在人体内30日(含)以上或者被人体吸收的医疗器械。

临床上通常利用猴子开展动物实验，以研究新产品的临床效果或新的治疗方案。在进行动物实验手术前，需要进行核磁共振检测以获取猴子的待刺激核团的坐标，因此，需要使用立体定位装置对猴子的头颅进行固定。然而，现有的立体定位装置均是针对人的头颅尺寸进行设计的，而猴子的头颅尺寸相对而言要小很多，因此无法使用现有立体定位装置直接固定猴子头颅。

现有的解决方案是通过3D打印机打印一个适配猴子的头颅的立体定位装置，但由于3D打印的耗时较长，存在固定效率较低的问题，基于此，本申请提供了固定装置、手术定位设备及手术系统，以改进现有技术。

发明内容

本申请的目的在于提供固定装置、手术定位设备及手术系统，能够提高固定的效率。

本申请的目的采用以下技术方案实现：

第一方面，本申请提供了一种固定装置，所述固定装置用于固定立体定位装置，所述立体定位装置用于在手术中固定目标生物体的头部，所述固定装置包括：

基座，所述基座呈圆环状；

连接组件，所述连接组件用于连接所述基座和所述立体定位装置，以使所述基座固定于所述立体定位装置；

一个或多个紧固单元，每个所述紧固单元用于将所述基座压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固单元均沿所述基座的径向设置。

该技术方案的有益效果在于：通过连接组件，将基座与立体定位装置相连。一方面，基座通过连接组件与立体定位装置固定连接，由紧固单元提供夹紧力，可以使固定装置更加牢固和稳定，保证所固定的立体定位装置不会晃动或松动。另一方面，在需要将立体定位装置固定在不同尺寸的目标生物体身上时，仅需要更换基座，而无需更换整个立体定位装置，可以快速地完成更换并重新固定立体定位装置，提高了工作效率。又一方面，由于固定装置包括连接组件和紧固单元，使得基座可以灵活地进行替换，从而适应不同的固定需求。又一方面，圆环状的基座使得立体定位装置可以被固定在不同的位置和角度上，提高了使用的灵活性。又一方面，将每个紧固单元沿径向设置，可以平衡固定力，提高固定的稳定性和安全性，同时降低了目标生物体固定部位的压力和不适感。

在一些可选的实施方式中，每个所述紧固单元均为紧固螺钉，所述基座还设置有一个或多个螺纹通孔；每个所述紧固螺钉用于穿过其中一个所述螺纹通孔，以使所述基座压紧于所述目标生物体的头部。

该技术方案的有益效果在于：一方面，由于采用了紧固螺钉和螺纹通孔的固定方式，相较于其他固定方式，可以提高固定的稳定性和可靠性，确保立体定位装置在操作过程中不会出现晃动或松动的情况。另一方面，由于紧固螺钉可以根据需要进行更换和调整，可以适应不同尺寸和形状的目标生物体的头部，提高了固定的适应性和灵活性。又一方面，采用紧固螺钉进行固定，可以简化固定操作流程，减少使用者在操作过程中的时间和精力，提高操作的效率和可靠性。

在一些可选的实施方式中，每个所述紧固螺钉包括螺钉针芯和螺钉外壳，所述螺钉针芯的至少部分设置于所述螺钉外壳内，所述螺钉针芯的材质为非磁性金属材料；和/或，所述基座的材质为透明塑料材料；和/或，所述螺纹通孔的数量大于所述紧固螺钉的数量。

该技术方案的有益效果在于：螺钉针芯的材质为非磁性金属材料，一方面是螺钉针芯直接与目标生物体接触，因此需要具备良好的生物相容性。另一方面，螺钉针芯具备较高的强度，可以使基座更加稳定。又一方面，在进行核磁共振时，采用非磁性金属材料可以避免金属材料在核磁共振过程中可能产生涡流和磁滞等效应，从而引起发热现象，致使目标生物体烫伤的情况。又一方面，将紧固螺钉分成螺钉针芯和螺钉外壳两部分，在进行核磁共振时，螺钉外壳可以选用其他材料，减小对核磁共振造影的影响。又一方面，由于螺钉针芯和螺钉外壳是分离的，因此如果需要更换或维修，可以只更换或维修其中的一个部分，而不需要更换整个紧固螺钉，可以提高维护的效率和方便性。又一方面，采用透明塑料材料的基座，可以避免影响手术视野，在医生进行手术时，能够让医生清晰地观察手术部位。又一方面，螺纹通孔的数量大于紧固螺钉的数量可以根据具体情况在不同的螺纹通孔安装紧固螺钉，从而在实际固定过程中更加灵活和方便地选择固定位置和角度，提高了安装的成功率和可靠性。又一方面，螺纹通孔的数量大于紧固螺钉的数量可以提高固定装置的可维护性和可更换性。例如，如果其中一个螺纹通孔的螺纹失效，可以通过选择其他螺纹通孔来解决问题，而不需要更换整个固定装置。

第二方面，本申请提供了一种手术定位设备，包括立体定位装置以及上述的固定装置，所述固定装置可拆卸地连接于所述立体定位装置。

第三方面，本申请提供了一种手术系统，所述手术系统包括：

上述的手术定位设备；

手术执行设备，所述手术执行设备被配置成将所述手术定位设备固定至目标生物体的头部，并执行手术操作，所述手术操作包括麻醉、开颅、植入电极导线、植入延伸导线、植入脉冲发生器、安装植入物锁定装置、刺激测试和缝合中的一种或多种。

在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的头部的影像数据和立体定位装置的框架尺寸信息；

基于所述影像数据，建立与所述目标生物体的头部对应的三维模型；

基于所述三维模型和所述框架尺寸信息，确定基座的基座尺寸信息；

基于所述基座尺寸信息，从多个待选固定装置中确定其中一个待选固定装置作为所述固定装置。

该技术方案的有益效果在于：基于目标生物体的头部的影像数据建立三维建模，并根据三维模型和立体定位装置的框架尺寸信息，确定基座的基座尺寸信息。从而确保得到基座的大小、形状和位置适合目标生物体的头部，从而提高定位的精度和准确性。同时，还可以大大减少手动调整基座尺寸的时间和劳动力成本，提高了操作的便捷性和效率。

在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还包括图像采集组件和机械手，所述图像采集组件用于采集所述目标生物体的头部图像，所述机械手用于将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部；所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的第一图像；所述第一图像是指所述图像采集组件采集的第一张头部图像；

获取所述图像采集组件与所述机械手的匹配信息；所述匹配信息包括所述图像采集组件的位姿信息与所述机械手的位姿信息之间的映射关系；

获取所述机械手的初始位姿信息；

将所述第一图像、所述初始位姿信息和所述匹配信息输入至预设的路径规划模型中，以得到所述机械手的第一移动路径；

控制所述机械手按照所述第一移动路径移动，将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部。

该技术方案的有益效果在于：手术执行设备中包括图像采集组件和机械手，实现了将图像采集组件采集到的第一图像、机械手的初始位姿信息和预设的匹配信息输入预设的路径规划模型以得到机械手的第一移动路径的功能，从而机械手可以按照第一移动路径将手术定位设备固定至目标生物体的头部，一方面，提高了手术执行设备的控制精度和可靠性。另一方面，自动将手术定位设备固定至目标生物体的头部，从而提高了手术定位设备的固定效率。又一方面，通过匹配信息将图像采集组件的位姿信息与机械手的位姿信息相对应，因此，可以基于图像采集组件采集到的头部图像，确定目标生物体的头部的位姿信息，进而可以准确地得到控制机械手的第一移动路径。

在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

S301：获取所述第一图像中所述目标生物体的头部的第一位姿信息，并将所述第一位姿信息设置为对比位姿信息；

S302：基于所述第一移动路径，控制所述机械手进行移动并进行计时；

S303：当计时时长不小于预设时长时，对所述计时时长进行清零，并利用图像采集组件获取目标生物体的第二图像；

S304：获取所述第二图像中所述目标生物体的头部的第二位姿信息；

S305：检测所述第二位姿信息与所述对比位姿信息是否相同；

S306：当检测到所述第二位姿信息与所述对比位姿信息不同时，获取所述机械手的当前位姿信息，并将所述第二位姿信息设置为对比位姿信息；

S307：将所述第二图像、所述当前位姿信息和所述匹配信息输入至所述路径规划模型中，以得到所述机械手的第二移动路径；

S308：基于所述第二移动路径，更新所述第一移动路径，执行S302。

该技术方案的有益效果在于：一方面，通过获取目标生物体的头部的位姿信息，结合机械手移动控制，可以精确控制机械手的移动路径，从而提高手术定位设备固定的精度和准确性。另一方面，采用自动化机械手移动控制，可以减少医生的操作次数，从而提高手术定位设备的固定效率。又一方面，通过获取目标生物体的头部的第二位姿信息与对比位姿信息进行比对，可以及时发现目标生物体的头部的位置与姿态是否发生变化，从而在目标生物体的头部的位置与姿态发生变化的情况下，更新机械手的第一移动路径，进而提高手术定位设备固定的准确性。

在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

当所述机械手将所述手术定位设备移动至所述目标生物体的头部时，获取所述手术定位设备和所述目标生物体的头部的相对位姿信息；

获取预设的紧固策略；所述紧固策略包括每个紧固单元的锁紧位置、锁紧力以及锁紧顺序；

基于所述三维模型、所述相对位姿信息和所述紧固策略，控制所述机械手依次将每个所述紧固单元锁紧或控制每个所述紧固单元锁紧。

该技术方案的有益效果在于：一方面，基于三维模型、相对位姿信息和紧固策略来控制机械手进行锁紧操作，可以确保锁紧单元的锁紧位置、锁紧力和锁紧顺序正确，从而提高手术定位设备固定的可靠性和稳定性。另一方面，通过机械手进行锁紧操作或控制锁紧单元进行锁紧操作，可以减少医生的操作次数，从而降低固定手术定位设备过程中的风险和误差。又一方面，紧固单元可能会对目标生物体的头部产生作用力，从而导致目标生物体的头部发生位移，因此需要在锁紧之前考虑锁紧单元之间的相互影响，结合三维模型、手术定位设备与目标生物体头部之间的相对位姿信息，依据紧固策略合理确定锁紧位置、锁紧顺序和锁紧力度，从而避免紧固单元可能会对目标生物体的头部产生作用力，从而导致目标生物体的头部发生位移。

在一些可选的实施方式中，每个紧固单元还包括压力传感器，所述压力传感器用于检测每个所述紧固单元的锁紧压力，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述锁紧压力，以及预设的第一压力阈值和第二压力阈值；所述第二压力阈值大于所述第一压力阈值；

当所述锁紧压力小于所述第一压力阈值时，生成压力不足警告信息并发送至预设的用户设备；

当所述锁紧压力大于所述第二压力阈值时，生成压力过大警告信息并发送至预设的用户设备。

该技术方案的有益效果在于：一方面，通过在紧固单元中设置压力传感器，实现了根据预设的第一压力阈值和第二压力阈值来检测紧固单元的锁紧压力的功能，可以提高手术执行设备的安全性和可靠性，确保紧固单元的锁紧力度符合要求。另一方面，实现了在锁紧压力小于第一压力阈值时生成压力不足警告信息并发送至预设的用户设备，以及在锁紧压力大于第二压力阈值时生成压力过大警告信息并发送至预设的用户设备的功能，从而帮助用户及时发现紧固单元的问题并采取相应措施，进一步提高手术执行设备的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本申请进一步说明。

图1示出了本申请实施例提供的一种手术定位设备的结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的一种固定装置的结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的一种立体定位装置的结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的又一种固定装置的结构示意图。

图5示出了本申请实施例提供的一种固定装置的(半剖)结构示意图。

图6是本申请实施例提供的一种紧固单元的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种紧固单元的(部分半剖)结构示意图。

图8是本申请实施例提供的一种手术系统的结构框图。

图9是本申请实施例提供的一种确定固定装置的流程示意图。

图10是本申请实施例提供的一种获取第一移动路径的流程示意图。

图11是本申请实施例提供的一种更新第一移动路径的流程示意图。

图12是本申请实施例提供的一种紧固策略的流程示意图。

图13是本申请实施例提供的一种锁紧压力报警的流程示意图。

图中：1、手术定位设备；2、手术执行设备；10、立体定位装置；20、固定装置；210、基座；211、螺纹通孔；212、连接孔；213、方孔；220、紧固单元；221、螺钉针芯；222、螺钉外壳；230、连接组件。

具体实施方式

下面将结合本申请的说明书附图以及具体实施方式，对本申请中的技术方案进行描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施方式之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施方式。

在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。

还需说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施方式或设计方案不应被解释为比其他实施方式或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

下面，将首先对本申请实施例所使用到的一些术语进行简单说明。

脑深部电刺激术(Deep brain stimulation，DBS)，是将电极植入到患者脑内，运用脉冲发生器刺激其大脑深部的某些神经核，纠正异常的大脑电环路，从而减轻这些神经方面的症状，能够治疗的疾病包括但不限于：帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍性疾病、强迫症、癫痫、肥胖等。

CT(Computed Tomography)影像，是电子计算机断层扫描影像，通过利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描所形成的影像，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。

PET-CT影像，是将正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission ComputedTomography，PET)与电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)融为一体，由PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息，CT提供病灶的精确解剖定位，一次显像可获得全身各方位的断层图像，具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点，可一目了然的了解全身整体状况，达到早期发现病灶和诊断疾病的目的。

US(Ultrasound)影像，又称超声成像，利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官的图像。常用来判断脏器的位置、大小、形态，确定病灶的范围和物理性质，提供一些腺体组织的解剖图，鉴别胎儿的正常与异常，在眼科、妇产科及心血管系统、消化系统、泌尿系统的应用十分广泛。

MR(Magnetic Resonance)影像，又称磁共振成像，是一种医学成像技术，用于放射学中以形成人体的解剖结构和生理过程的图片。磁共振成像(Magnetic resonanceimaging，MRI)扫描仪使用强磁场，磁场梯度和无线电波来生成体内器官的图像。

Leksell立体定位仪，又称Leksell立体定位系统，通常由针、支架、定位架等组件组成，可以用于进行脑部肿瘤切除、脑深部刺激治疗、癫痫手术等脑部手术。通过精确定位脑部的特定区域，可以最大限度地减少手术对周围正常脑组织的影响和损害，从而提高手术的安全性和有效性。此外，Leksell立体定位仪还可以用于进行脑部功能性成像研究，帮助神经科学家更好地了解人类脑部结构和功能的信息。

CRW(Coordinate Reference System)头环与BRW(Brain Reference System)立体定位系统，又称CRW/BRW立体定位仪，BRW是一种基于头骨结构的脑部参考系统，它是通过计算头骨表面的三维形态来建立的。BRW可以用于将脑电图和脑磁图等数据与脑部结构相对应，从而确定脑活动发生的位置。CRW是一种基于MRI扫描的脑部参考系统，它是通过将MRI图像与标准解剖学模型进行对齐来建立的。CRW可以用于将功能核磁共振成像和脑电图等数据与脑部结构相对应，从而确定脑活动发生的位置。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，是由重复单元为甲基丙烯酸甲酯(MMA)所合成的高度透明、无定形、热塑性聚合物。由于是最常见的压克力，因此也常用压克力、亚克力代指之，又俗称有机玻璃。

聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，是一种无色透明的无定性热塑性材料，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。

聚酯类塑料(PET)，是一种热塑性聚合物，透明度较高，有较好的耐热性、耐化学性和机械性能。

聚苯乙烯(PS)，是一种无色透明的热塑性塑料，易加工，价格低廉，适用于制造一次性塑料制品、光学零件等。

聚氯乙烯(PVC)，是一种白色或透明的热塑性塑料，耐腐蚀性强，成本低廉。

聚苯硫醚(PPS)，具有高温、高强度、高刚性、耐腐蚀、耐磨损等优异性能。

聚酰亚胺(PAI)，具有优异的高温性能、耐磨损性和化学稳定性。

聚醚砜(PPSU)，具有高温、高强度、耐腐蚀、耐磨损等性能。

聚醚砜(PSU)，具有优异的高温性能、耐磨损性和化学稳定性。

聚醚酰亚胺(PEI)，具有优异的高温性能、高强度、高刚性和耐腐蚀性能。

下面对本申请提供的手术定位设备进行详细介绍。

如图1所示，本发明提供一种手术定位设备，包括立体定位装置10以及固定装置20，所述固定装置20可拆卸地连接于所述立体定位装置10。

其中，立体定位装置10是指一种用于进行脑部手术和研究的脑立体定位设备，其通过立体成像技术，将脑部图像与现实世界中的解剖结构精确对齐，以实现在特定区域进行精确的脑部手术或者进行研究分析。

在本实施例中，立体定位装置10可以是Leksell立体定位仪，也可以是CRW头环与BRW立体定位系统，本实施例不对立体定位装置10作限定。

如图2所示，本发明还提供一种固定装置20，所述固定装置20用于固定立体定位装置10，所述立体定位装置10用于在手术中固定目标生物体的头部，所述固定装置20包括：

基座210，所述基座210呈圆环状；

连接组件230，所述连接组件230用于连接所述基座210和所述立体定位装置10，以使所述基座210固定于所述立体定位装置10；

一个或多个紧固单元220，每个所述紧固单元220用于将所述基座210压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固单元220均沿所述基座210的径向设置。

其中，目标生物体是指需要使用立体定位装置10进行固定的目标对象，其可以是猴子、幼儿、狗、猫等，此处不对目标生物体作限定。

本申请实施例对连接组件230不作限定，其可以是连接螺钉，也可以是连接卡扣，还可以连接卡销。

作为一个示例，参考图1和图3，图3是本申请实施例提供的一种立体定位装置10的结构示意图，连接组件230是安装在立体定位装置10的框架上的连接螺钉，基座210开设有与所述连接螺钉相对应的连接孔212，基座210与立体定位装置10通过连接螺钉与连接孔212之间的配合而固定。连接螺钉可以是立体定位装置10本身携带的连接螺钉，也可以是另外配备的连接螺钉。

本申请实施例对连接螺钉的数量不作限定，其可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、10个等。

本申请实施例对紧固单元220不作限定，其可以是紧固螺钉，也可以是收紧圈，还可以包括电器件，通过电器件控制紧固件进行紧固。

由此，通过连接组件230，将基座210与立体定位装置10相连。一方面，基座210通过连接组件230与立体定位装置10固定连接，由紧固单元220提供夹紧力，可以使固定装置20更加牢固和稳定，保证所固定的立体定位装置10不会晃动或松动。另一方面，在需要将立体定位装置10固定在不同尺寸的目标生物体身上时，仅需要更换基座210，而无需更换整个立体定位装置10，可以快速地完成更换并重新固定立体定位装置10，提高了工作效率。又一方面，由于固定装置20包括连接组件230和紧固单元220，使得基座210可以灵活地进行替换，从而适应不同的固定需求。又一方面，圆环状的基座210使得立体定位装置10可以被固定在不同的位置和角度上，提高了使用的灵活性。又一方面，将每个紧固单元220沿径向设置，可以平衡固定力，提高固定的稳定性和安全性，同时降低了目标生物体固定部位的压力和不适感。

在一些可选的实施例中，所述基座210的材质为透明塑料材料。采用透明塑料材料的基座210，可以避免影响手术视野，在医生进行手术时，能够让医生清晰地观察手术部位。

其中，透明塑料材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酯类塑料(PET)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)等，此处不对透明塑料材料作限定。

在一些可选的实施例中，所述基座210还开设有至少一个方孔213，所述方孔213贯穿所述基座210的上表面和下表面。

作为一个示例，参考图2，基座210上开设有两个方孔213，该两个方孔213对称分布。由此，一方面方孔213起到为基座210减重的作用，同时两个方孔213对称分布能够放置基座210发生形变。另一方面，该方孔213为放置显影液留出了空间，在进行电子计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)时会使用不同的显影液，用于显示定位，方便后期影像观察。

在一些可选的实施例中，每个所述紧固单元220均为紧固螺钉，所述基座210还设置有一个或多个螺纹通孔211；每个所述紧固螺钉用于穿过其中一个所述螺纹通孔211，以使所述基座210压紧于所述目标生物体的头部。

其中，紧固螺钉可以是十字槽螺钉、一字槽螺钉、内六角螺钉、外六角螺钉、梅花槽螺钉、紧定螺钉、吊环螺钉、开槽圆柱头螺钉和复合槽螺钉，此处不对紧固螺钉的类型作限定。

本申请实施例对紧固螺钉的数量不作限定，其可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、10个等。

本申请实施例对紧固螺钉的材质不作限定，其可以是塑料、橡胶、铁、铜、铝等。

本申请实施例对螺纹通孔211的数量不作限定，其可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、10个、15个等。

本申请实施例对螺纹通孔211的类型不作限定，其可以是直通孔、阶梯孔、圆柱孔、锥孔、沉头孔等。

作为一个示例，参考图1和图2，紧固螺钉的数量为4个，紧固螺钉的位置呈对称分布，每个紧固螺钉穿过其对应的螺纹通孔211，将基座210压紧在位于基座210中间的目标生物体的头部上，从而使得与基座210固定连接的立体定位装置10固定在目标生物体的头部。

由此，一方面，由于采用了紧固螺钉和螺纹通孔211的固定方式，相较于其他固定方式，可以提高固定的稳定性和可靠性，确保立体定位装置10在操作过程中不会出现晃动或松动的情况。另一方面，由于紧固螺钉可以根据需要进行更换和调整，可以适应不同尺寸和形状的目标生物体的头部，提高了固定的适应性和灵活性。又一方面，采用紧固螺钉进行固定，可以简化固定操作流程，减少使用者在操作过程中的时间和精力，提高操作的效率和可靠性。

在一些可选的实施例中，所述螺纹通孔211的数量大于所述紧固螺钉的数量。

作为一个示例，参考图1、图2、图4和图5，图5是本申请实施例提供的一种固定装置的(半剖)结构示意图。半剖是指沿基座210垂直于轴线的对称面进行剖面。紧固螺钉的数量为4个，螺纹通孔211的数量为8个，针对不同形状的目标生物体的头部，可根据实际情况选择紧固螺钉固定的位置和角度。

由此，一方面，螺纹通孔211的数量大于紧固螺钉的数量可以根据具体情况在不同的螺纹通孔211安装紧固螺钉，从而在实际固定过程中更加灵活和方便地选择固定位置和角度，提高了固定的成功率和可靠性。又一方面，螺纹通孔211的数量大于紧固螺钉的数量可以提高固定装置20的可维护性和可更换性。例如，如果其中一个螺纹通孔211的螺纹失效，可以通过选择其他螺纹通孔211来解决问题，而不需要更换整个固定装置20。

在一些可选的实施例中，每个所述紧固螺钉包括螺钉针芯221和螺钉外壳222，所述螺钉针芯221的至少部分设置于所述螺钉外壳222内，所述螺钉针芯221的材质为非磁性金属材料。

其中，非磁性金属材料可以是铜、铝、镁、锌、金、银、钛、镍钛合金、铝钛合金、TC4钛合金和镍钴合金等，此处不对非磁性金属材料作限定。

本申请实施例对螺钉外壳222的材质不作限定，其可以是聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PAI)、聚醚砜(PPSU)、聚醚砜(PSU)和聚醚酰亚胺(PEI)等。

作为一个示例，参考图6和图7，图7是本申请实施例提供的一种紧固单元的(部分半剖)结构示意图。部分半剖是指对螺钉外壳222进行剖面，而保留完整的螺钉针芯221。紧固螺钉为外六角螺钉，包括螺钉针芯221和螺钉外壳222，螺钉外壳222与外六角相对的一端呈锥状，其中心位置处设置有一容纳螺钉针芯221的盲孔，螺钉针芯221呈长条圆柱状，螺钉针芯221的大部分沉入该盲孔内，露出该盲孔的一端呈锥状。

在一些可选的实施例中，螺钉外壳222内还设置有一压力传感器，该压力传感器与螺钉针芯221接触，用于检测螺钉针芯221的压力。

由此，一方面，螺钉针芯221的材质为非磁性金属材料，螺钉针芯221直接与目标生物体接触，因此具备良好的生物相容性。另一方面，螺钉针芯221具备较高的强度，可以使基座210更加稳定。又一方面，在进行核磁共振时，采用非磁性金属材料可以避免金属材料在核磁共振过程中可能产生涡流和磁滞等效应，从而引起发热现象，致使目标生物体烫伤的情况。又一方面，将紧固螺钉分成螺钉针芯221和螺钉外壳222两部分，在进行核磁共振时，螺钉外壳222可以选用其他材料，减小对核磁共振造影的影响。又一方面，由于螺钉针芯221和螺钉外壳222是分离的，因此如果需要更换或维修，可以只更换或维修其中的一个部分，而不需要更换整个紧固螺钉，可以提高维护的效率和方便性。

如图8所示，本发明还提供一种手术系统，所述手术系统包括：

上述的手术定位设备1；

手术执行设备2，所述手术执行设备2被配置成将所述手术定位设备1固定至目标生物体的头部，并执行手术操作，所述手术操作包括麻醉、开颅、植入电极导线、植入延伸导线、植入脉冲发生器、安装植入物锁定装置、刺激测试和缝合中的一种或多种。

其中，脉冲发生器用于产生电刺激；电极导线用于感测目标生物体的电生理活动以得到电生理信号，以及向目标生物体的体内组织递送电刺激；延伸导线与电极导线对应，延伸导线设置于自身对应的电极导线和脉冲发生器之间，每个延伸导线用于实现脉冲发生器和对应的电极导线之间的通信连接。体内组织例如可以是脑组织、脊髓神经组织、骶神经组织等，此处对体内组织不作限定。

如图9所示，在一些可选的实施例中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的头部的影像数据和立体定位装置的框架尺寸信息；

基于所述影像数据，建立与所述目标生物体的头部对应的三维模型；

基于所述三维模型和所述框架尺寸信息，确定基座的基座尺寸信息；

基于所述基座尺寸信息，从多个待选固定装置中确定其中一个待选固定装置作为所述固定装置。

其中，立体定位装置的框架尺寸信息是指立体定位装置中起到支持作用的框架的尺寸信息。

本申请实施例对目标生物体的头部的影像数据不作限定，其可以是目标生物体的头部的医学影像数据，也可以是目标生物体的头部的外观影像数据。

其中，医学影像数据可以包括CT影像、PET、CT影像、US影像和MR影像等，此处不对具体的医学影像数据作限定。外观影像数据可以包括正视图外观影像、侧视图外观影像、后视图外观影像和俯视图外观影像等，此处不对具体的外观影像数据作限定。

在本实施例中，待选固定装置包括多个基座尺寸信息不同的固定装置，以适应不同尺寸的目标生物体的头部。

由于，基于目标生物体的头部的影像数据建立三维建模，并根据三维模型和立体定位装置的框架尺寸信息，确定基座的基座尺寸信息。从而确保得到基座的大小、形状和位置适合目标生物体的头部，从而提高定位的精度和准确性。同时，还可以大大减少手动调整基座尺寸的时间和劳动力成本，提高了操作的便捷性和效率。

在一些可选的实施方式中，所述影像数据包括医学影像数据；基于所述影像数据，建立与所述目标生物体的头部对应的三维模型，包括：

解析医学影像数据，提取大脑的冠状面、矢状面、横断面三个方向的像素分辨率；

把横断面方向上的层数和灰度图像数据组合成为RAW-DATA格式的数据；

根据RAW-DATA格式的数据，沿着横断面方向，把每一层的数据映射成二维纹理图像，使用灰度值作为二维纹理图像的RGBA值，从而把每一层的二维纹理图像绘制出来；

使用对应层的二维纹理图像进行贴图，从而形成所述三维模型。

由此，利用面绘制的方法建立三维模型时，通过对医学影像数据进行解析，提取脑灰质、脑白质、表皮、骨骼等结构，然后再使用三角面对提取的表面进行三维渲染，以得到三维模型。

在一些可选的实施方式中，所述影像数据外观影像数据；基于所述影像数据，建立与所述目标生物体的头部对应的三维模型，还包括：

将所述外观影像数据输入到预设的三维构建模型中，以得到所述目标生物体的头部对应的三维模型。

其中，三维构建模型可以是基于卷积神经网络模型训练得到的，也可以是基于循环神经网络模型训练得到的，此处不对三维构建模型的实现方式作限定。三维构建模型的训练方式与路径规划模型的训练方式类似，此处不再赘述。

如图10所示，在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还包括图像采集组件和机械手，所述图像采集组件用于采集所述目标生物体的头部图像，所述机械手用于将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部；所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的第一图像；

获取所述图像采集组件与所述机械手的匹配信息；所述匹配信息包括所述图像采集组件的位姿信息与所述机械手的位姿信息之间的映射关系；

获取所述机械手的初始位姿信息；

将所述第一图像、所述初始位姿信息和所述匹配信息输入至预设的路径规划模型中，以得到所述机械手的第一移动路径；

控制所述机械手按照所述第一移动路径移动，将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部。

其中，所述第一图像是指所述图像采集组件采集的第一张头部图像；所述位姿信息包括位置信息和/或姿态信息；初始位姿信息是指所述机械手在准备固定手术定位设备时的位姿信息。

在本实施例中，所述路径规划模型的训练过程包括：

获取训练集，所述训练集包括多个训练数据，每个所述训练数据包括一个样本第一图像、样本初始位姿信息和样本匹配信息以及所述样本第一图像对应的第一移动路径的标注数据；

针对所述训练集中的每个训练数据，执行以下处理：

将所述训练数据中的样本第一图像、样本初始位姿信息和样本匹配信息输入预设的深度学习模型，以得到所述样本第一图像对应的第一移动路径的预测数据；

基于所述第一移动路径的预测数据和标注数据，对所述深度学习模型的模型参数进行更新；

检测是否满足预设的训练结束条件；如果是，则将训练出的所述深度学习模型作为所述路径规划模型；如果否，则利用下一个所述训练数据继续训练所述深度学习模型。

由此，通过设计，建立适量的神经元计算节点和多层运算层次结构，选择合适的输入层和输出层，就可以得到预设的深度学习模型，通过该深度学习模型的学习和调优，建立起从输入到输出的函数关系，虽然不能100％找到输入与输出的函数关系，但是可以尽可能地逼近现实的关联关系，由此训练得到的路径规划模型，可以基于第一图像、初始位姿信息和匹配信息获取对应的第一移动路径，适用范围广，且计算结果准确性高、可靠性高。

在本申请的一些实施例中，本申请可以训练得到路径规划模型。

在本申请的另一些实施例中，本申请可以采用预先训练好的路径规划模型。

在本实施例中，预设的深度学习模型可以是卷积神经网络模型，也可以是循环神经网络模型，此处不对预设的深度学习模型的实现方式作限定。

本申请对路径规划模型的训练过程不作限定，其例如可以采用上述监督学习的训练方式，或者可以采用半监督学习的训练方式，或者可以采用无监督学习的训练方式。

本申请对预设的训练结束条件不作限定，其例如可以是训练次数达到预设次数(预设次数例如是1次、3次、10次、100次、1000次、10000次等)，或者可以是训练集中的训练数据都完成一次或多次训练，或者可以是本次训练得到的总损失值不大于预设损失值。

由此，手术执行设备中包括图像采集组件和机械手，实现了将图像采集组件采集到的第一图像、机械手的初始位姿信息和匹配信息输入预设的路径规划模型以得到机械手的第一移动路径的功能，从而机械手可以按照第一移动路径将手术定位设备固定至目标生物体的头部，一方面，提高了手术执行设备的控制精度和可靠性。另一方面，自动将手术定位设备固定至目标生物体的头部，从而提高了手术定位设备的固定效率。又一方面，通过匹配信息将图像采集组件的位姿信息与机械手的位姿信息相对应，基于图像采集组件采集到的头部图像，确定目标生物体的头部的位姿信息，进而可以准确地得到控制机械手的第一移动路径。

在一个具体应用场景下，首先对目标生物体进行局麻或全麻后，调整目标生物体的头部，并将其固定在一个特定的托架上，将图像采集组件安装在固定位置，或图像采集组件预先设置在固定位置上，通过图像采集组件采集目标生物体的头部图像，以得到第一图像，获取预先配置的图像采集组件与机械手的匹配信息，以及机械手当前的初始位姿信息，将第一图像、匹配信息和初始位姿信息输入路径规划模型中，以得到第一移动路径移动，机械手按照第一移动路径移动进行移动，从而将机械手中提前获取到的手术执行设备固定至目标生物体的头部。

如图11所示，在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

S301：获取所述第一图像中所述目标生物体的头部的第一位姿信息，并将所述第一位姿信息设置为对比位姿信息；

S302：基于所述第一移动路径，控制所述机械手进行移动并进行计时；

S303：当计时时长不小于预设时长时，对所述计时时长进行清零，并利用图像采集组件获取目标生物体的第二图像；

S304：获取所述第二图像中所述目标生物体的头部的第二位姿信息；

S305：检测所述第二位姿信息与所述对比位姿信息是否相同；

S306：当检测到所述第二位姿信息与所述对比位姿信息不同时，获取所述机械手的当前位姿信息，并将所述第二位姿信息设置为对比位姿信息；

S307：将所述第二图像、所述当前位姿信息和所述匹配信息输入至所述路径规划模型中，以得到所述机械手的第二移动路径；

S308：基于所述第二移动路径，更新所述第一移动路径，执行S302。

其中，第一位姿信息和第二位姿信息是指目标生物体的头部的位置信息和/或姿态信息。

本申请实施例对预设时长不作限定，其可以是1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、7秒、10秒、15秒、30秒等。

由于，一方面，通过获取目标生物体的头部的位姿信息，结合机械手移动控制，可以精确控制机械手的移动路径，从而提高手术定位设备固定的精度和准确性。另一方面，采用自动化机械手移动控制，可以减少医生的操作次数，从而提高手术定位设备的固定效率。又一方面，通过获取目标生物体的头部的第二位姿信息与对比位姿信息进行比对，可以及时发现目标生物体的头部的位置与姿态是否发生变化，从而在目标生物体的头部的位置与姿态发生变化的情况下，更新机械手的第一移动路径，进而提高手术定位设备固定的准确性。

如图12所示，在一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

当所述机械手将所述手术定位设备移动至所述目标生物体的头部时，获取所述手术定位设备和所述目标生物体的头部的相对位姿信息；

获取预设的紧固策略；

基于所述三维模型、所述相对位姿信息和所述紧固策略，控制所述机械手依次将每个所述紧固单元锁紧或控制每个所述紧固单元锁紧。

其中，相对位姿信息是指手术定位设备相对于目标生物体的头部的位姿信息。

本申请实施例对紧固策略不做限定，其例如可以包括每个紧固单元的锁紧位置、锁紧力以及锁紧顺序。

作为一个示例，当紧固策略包括所述锁紧位置时，锁紧位置可以为第一位置、第二位置、第三位置、第四位置、第五位置、第六位置、第七位置和第八位置等。若所述紧固单元为紧固螺钉，则对应的锁紧位置为螺纹通孔。当紧固策略包括所述锁紧力时，锁紧力可以为0.5牛顿、1牛顿、2牛顿、3牛顿、5牛顿、10牛顿、15牛顿和30牛顿等。当紧固策略包括所述锁紧顺序时，锁紧顺序可以为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七等。

由此，一方面，基于三维模型、相对位姿信息和紧固策略来控制机械手进行锁紧操作，可以确保锁紧单元的锁紧位置、锁紧力和锁紧顺序正确，从而提高手术定位设备固定的可靠性和稳定性。另一方面，通过机械手进行锁紧操作或控制锁紧单元进行锁紧操作，可以减少医生的操作次数，从而降低固定手术定位设备过程中的风险和误差。又一方面，紧固单元可能会对目标生物体的头部产生作用力，从而导致目标生物体的头部发生位移，因此需要在锁紧之前考虑锁紧单元之间的相互影响，结合三维模型、手术定位设备与目标生物体头部之间的相对位姿信息，依据紧固策略合理确定锁紧位置、锁紧顺序和锁紧力度，从而避免紧固单元可能会对目标生物体的头部产生作用力，从而导致目标生物体的头部发生位移。

如图13所示，在一些可选的实施方式中，每个紧固单元还包括压力传感器，所述压力传感器用于检测每个所述紧固单元的锁紧压力，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述锁紧压力，以及预设的第一压力阈值和第二压力阈值；所述第二压力阈值大于所述第一压力阈值；

当所述锁紧压力小于所述第一压力阈值时，生成压力不足警告信息并发送至预设的用户设备；

当所述锁紧压力大于所述第二压力阈值时，生成压力过大警告信息并发送至预设的用户设备。

本申请实施例对用户设备不作限定，其例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能穿戴设备等智能终端设备，或者，用户设备可以是工作站或者控制台。发送警告信息的方式例如是短信推送、邮件推送、应用内推送、电话通知等。

作为一个示例，在交互设备的显示屏幕上，以应用内推送的方式向医生A01发送警告信息，该警告信息所包含的文本内容是“医生A01您好，紧固单元03压力不足，请立即处理。”

本申请实施例对第一压力阈值不作限定，其例如可以是1牛顿、2牛顿、3牛顿、5牛顿、10牛顿、15牛顿、30牛顿等。

本申请实施例对第二压力阈值不作限定，其例如可以是1牛顿、2牛顿、3牛顿、5牛顿、10牛顿、15牛顿、30牛顿等。

由此，一方面，通过在紧固单元中设置压力传感器，实现了根据预设的第一压力阈值和第二压力阈值来检测紧固单元的锁紧压力的功能，可以提高手术执行设备的安全性和可靠性，确保紧固单元的锁紧力度符合要求。另一方面，实现了在锁紧压力小于第一压力阈值时生成压力不足警告信息并发送至预设的用户设备，以及在锁紧压力大于第二压力阈值时生成压力过大警告信息并发送至预设的用户设备的功能，从而帮助用户及时发现紧固单元的问题并采取相应措施，进一步提高手术执行设备的安全性和可靠性。

在另一些可选的实施方式中，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述锁紧压力，以及预设的第一压力阈值和第二压力阈值；所述第二压力阈值大于所述第一压力阈值；

当所述锁紧压力小于所述第一压力阈值时，控制所述机械手调整所述紧固单元，以增加所述锁紧压力；或控制紧固单元增加所述锁紧压力；

当所述锁紧压力大于所述第二压力阈值时，控制所述机械手调整所述紧固单元，以减少所述锁紧压力；或控制紧固单元减少所述锁紧压力。

由此，通过机械手调整紧固单元或直接控制紧固单元，以调整锁紧压力，实现锁紧压力的自动调控，可以确保锁紧力在预设的第一和第二压力阈值范围内，并减少锁紧力的波动和不稳定性。同时，减少人工对锁紧力的干预和调整，提高整体过程的自动化程度。

在一个具体应用场景中，本申请实施例提供了一种手术系统，所述手术系统包括：

立体定位装置所述立体定位装置用于在手术中固定目标生物体的头部；

固定装置包括：基座，所述基座呈圆环状；连接组件，所述连接组件用于连接所述基座和所述立体定位装置，以使所述基座固定于所述立体定位装置；一个或多个紧固单元，每个所述紧固单元用于将所述基座压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固单元均沿所述基座的径向设置；每个所述紧固单元均为紧固螺钉，所述基座还设置有一个或多个螺纹通孔；每个所述紧固螺钉用于穿过其中一个所述螺纹通孔，以使所述基座压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固螺钉包括螺钉针芯和螺钉外壳，所述螺钉针芯的至少部分设置于所述螺钉外壳内，所述螺钉针芯的材质为非磁性金属材料；和/或，所述基座的材质为透明塑料材料；和/或，所述螺纹通孔的数量大于所述紧固螺钉的数量；所述固定装置可拆卸地连接于所述立体定位装置。

手术执行设备，所述手术执行设备包括图像采集组件和机械手，所述图像采集组件用于采集所述目标生物体的头部图像，所述机械手用于将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部；

所述手术执行设备被配置成将所述手术定位设备固定至目标生物体的头部，并执行手术操作，所述手术操作包括麻醉、开颅、植入电极导线、植入延伸导线、植入脉冲发生器、安装植入物锁定装置、刺激测试和缝合中的一种或多种；

所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的第一图像；所述第一图像是指所述图像采集组件采集的第一张头部图像；

获取所述图像采集组件与所述机械手的匹配信息；所述匹配信息包括所述图像采集组件的位姿信息与所述机械手的位姿信息之间的映射关系；

获取所述机械手的初始位姿信息；

将所述第一图像、所述初始位姿信息和所述匹配信息输入至预设的路径规划模型中，以得到所述机械手的第一移动路径；

控制所述机械手按照所述第一移动路径移动，将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部；

当所述机械手将所述手术定位设备移动至所述目标生物体的头部时，获取所述手术定位设备和所述目标生物体的头部的相对位姿信息；

获取预设的紧固策略；所述紧固策略包括每个紧固单元的锁紧位置、锁紧力以及锁紧顺序；

基于所述三维模型、所述相对位姿信息和所述紧固策略，控制所述机械手依次将每个所述紧固单元锁紧或控制每个所述紧固单元锁紧；

所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

S301：获取所述第一图像中所述目标生物体的头部的第一位姿信息，并将所述第一位姿信息设置为对比位姿信息；

S302：基于所述第一移动路径，控制所述机械手进行移动并进行计时；

S303：当计时时长不小于预设时长时，对所述计时时长进行清零，并利用图像采集组件获取目标生物体的第二图像；

S304：获取所述第二图像中所述目标生物体的头部的第二位姿信息；

S305：检测所述第二位姿信息与所述对比位姿信息是否相同；

S306：当检测到所述第二位姿信息与所述对比位姿信息不同时，获取所述机械手的当前位姿信息，并将所述第二位姿信息设置为对比位姿信息；

S307：将所述第二图像、所述当前位姿信息和所述匹配信息输入至所述路径规划模型中，以得到所述机械手的第二移动路径；

S308：基于所述第二移动路径，更新所述第一移动路径，执行S302。

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，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固定装置，所述固定装置用于固定立体定位装置，所述立体定位装置用于在手术中固定目标生物体的头部，其特征在于，所述固定装置包括：

基座，所述基座呈圆环状；

连接组件，所述连接组件用于连接所述基座和所述立体定位装置，以使所述基座固定于所述立体定位装置；

一个或多个紧固单元，每个所述紧固单元用于将所述基座压紧于所述目标生物体的头部；每个所述紧固单元均沿所述基座的径向设置。

2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，每个所述紧固单元均为紧固螺钉，所述基座还设置有一个或多个螺纹通孔；每个所述紧固螺钉用于穿过其中一个所述螺纹通孔，以使所述基座压紧于所述目标生物体的头部。

3.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，每个所述紧固螺钉包括螺钉针芯和螺钉外壳，所述螺钉针芯的至少部分设置于所述螺钉外壳内，所述螺钉针芯的材质为非磁性金属材料；和/或，所述基座的材质为透明塑料材料；和/或，所述螺纹通孔的数量大于所述紧固螺钉的数量。

4.一种手术定位设备，包括立体定位装置以及权利要求1-3任意一项所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置可拆卸地连接于所述立体定位装置。

5.一种手术系统，其特征在于，所述手术系统包括：

权利要求4所述的手术定位设备；

手术执行设备，所述手术执行设备被配置成将所述手术定位设备固定至目标生物体的头部，并执行手术操作，所述手术操作包括麻醉、开颅、植入电极导线、植入延伸导线、植入脉冲发生器、安装植入物锁定装置、刺激测试和缝合中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的手术系统，其特征在于，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的头部的影像数据和立体定位装置的框架尺寸信息；

基于所述影像数据，建立与所述目标生物体的头部对应的三维模型；

基于所述三维模型和所述框架尺寸信息，确定基座的基座尺寸信息；

基于所述基座尺寸信息，从多个待选固定装置中确定其中一个待选固定装置作为所述固定装置。

7.根据权利要求5所述的手术系统，其特征在于，所述手术执行设备还包括图像采集组件和机械手，所述图像采集组件用于采集所述目标生物体的头部图像，所述机械手用于将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部；所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述目标生物体的第一图像；所述第一图像是指所述图像采集组件采集的第一张头部图像；

获取所述图像采集组件与所述机械手的匹配信息；所述匹配信息包括所述图像采集组件的位姿信息与所述机械手的位姿信息之间的映射关系；

获取所述机械手的初始位姿信息；

将所述第一图像、所述初始位姿信息和所述匹配信息输入至预设的路径规划模型中，以得到所述机械手的第一移动路径；

控制所述机械手按照所述第一移动路径移动，将所述手术定位设备固定至所述目标生物体的头部。

8.根据权利要求7所述的手术系统，其特征在于，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

S301：获取所述第一图像中所述目标生物体的头部的第一位姿信息，并将所述第一位姿信息设置为对比位姿信息；

S302：基于所述第一移动路径，控制所述机械手进行移动并进行计时；

S303：当计时时长不小于预设时长时，对所述计时时长进行清零，并利用图像采集组件获取目标生物体的第二图像；

S304：获取所述第二图像中所述目标生物体的头部的第二位姿信息；

S305：检测所述第二位姿信息与所述对比位姿信息是否相同；

S306：当检测到所述第二位姿信息与所述对比位姿信息不同时，获取所述机械手的当前位姿信息，并将所述第二位姿信息设置为对比位姿信息；

S307：将所述第二图像、所述当前位姿信息和所述匹配信息输入至所述路径规划模型中，以得到所述机械手的第二移动路径；

S308：基于所述第二移动路径，更新所述第一移动路径，执行S302。

9.根据权利要求7所述的手术系统，其特征在于，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

当所述机械手将所述手术定位设备移动至所述目标生物体的头部时，获取所述手术定位设备和所述目标生物体的头部的相对位姿信息；

获取预设的紧固策略；所述紧固策略包括每个紧固单元的锁紧位置、锁紧力以及锁紧顺序；

基于所述三维模型、所述相对位姿信息和所述紧固策略，控制所述机械手依次将每个所述紧固单元锁紧或控制每个所述紧固单元锁紧。

10.根据权利要求5所述的手术系统，其特征在于，每个紧固单元还包括压力传感器，所述压力传感器用于检测每个所述紧固单元的锁紧压力，所述手术执行设备还被配置成实现以下步骤：

获取所述锁紧压力，以及预设的第一压力阈值和第二压力阈值；所述第二压力阈值大于所述第一压力阈值；

当所述锁紧压力小于所述第一压力阈值时，生成压力不足警告信息并发送至预设的用户设备；

当所述锁紧压力大于所述第二压力阈值时，生成压力过大警告信息并发送至预设的用户设备。

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