[发明专利]骨科操作系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种骨科操作系统及其控制方法，该骨科操作系统包括医疗影像设备、手术机器人工作站以及显示装置。其中，医疗影像设备采集患者骨折区的体内三维影像数据以及实时的体内二维影像数据。工作站融合体内三维影像数据与体内二维影像数据并生成导航影像，显示装置显示导航影像。上述骨科操作系统及其控制方法为医生提供了实时的3D影像导航，而无须医生凭借经验在脑中重建患者骨折区的3D模型。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种骨科操作系统及其控制方法。

背景技术

在临床针对患者的肢体长骨骨折成角或错位等问题进行骨科手术时，需要采用相应器材及手法进行固定、牵引、复位，并进行断端固定，而后采用髓内钉或钢板进行内固定(或采用固定架等装置进行外固定)。在这个过程中，由于患者断肢肌肉牵拉，而且对于复位的力度较难把握，需要反复牵拉旋转断端的操作，可能会造成患者手术过程中的二次损伤(如血管、神经被骨断面切断)。

一般地，骨科手术采用多人配合的方式进行人工牵引复位或采用牵引床牵引复位的方式。这对医生经验与配合程度要求高且手术持续时间长，手术时患者极为痛苦。医生在手术时需要借助C臂系统进行导航，观察骨折情况，然而作为导航设备的C臂系统只能提供平面影像，对空间信息提供较少。医生需要在大脑中重建骨折3D模型，并规划复位固定的手术操作，整个过程需要极为丰富的临床经验。

发明内容

基于此，有必要针对如何为骨科操作提供实时影像导航问题，提供一种骨科操作系统及其控制方法。

一种骨科操作系统，用于辅助医生对患者进行骨科手术，所述骨科操作系统包括：

医疗影像设备，用以获取所述患者的体内三维影像数据以及实时获取所述患者的体内二维影像数据；

骨科操作机器人，用以对所述患者进行骨科手术操作；

工作站，所述工作站与所述医疗影像设备通信连接以接收所述体内三维影像数据以及所述体内二维影像数据；所述工作站与所述骨科操作机器人通信连接；其中，所述工作站用以融合所述体内三维影像数据以及所述体内二维影像数据，以建立所述体内三维影像数据以及所述体内二维影像数据之间的空间位置映射关系，并实时生成导航影像；以及

显示装置，用于显示所述导航影像。

上述骨科操作系统包括医疗影像设备、手术机器人以及工作站。工作站融合医疗影像设备采集到的患者的体内三维影像数据以及实时的体内二维影像数据，从而工作站建立出体内三维影像数据以及体内二维影像数据之间的空间位置映射关系，并根据该空间位置映射关系生成导航影像，从而对整个手术过程进实时的3D影像导航。整个手术过程中，医生可在工作站提供的实时3D影像导航下，实时观察患者骨折区的解剖信息，而无须医生凭借经验在脑中重建患者骨折区的3D模型，有效降低了手术医生的临床经验要求。同时通过导航影像以及手术机器人辅助医生进行手术，能提高手术自动化以及手术精度，避免了纯人工手术中可能对患者造成的二次损伤，手术自动化的提升也使得手术时间较少，减少了患者手术过程的痛苦。

在其中一个实施例中，所述工作站包括：

医疗影像设备工作站，与所述医疗影像设备通信连接以获取所述体内三维影像数据和所述体内二维影像数据；

导航工作站，用以接收并融合所述体内三维影像数据、所述体内二维影像数据，所述导航工作站还用以生成导航影像并根据所述导航影像规划骨科操作路径。

在其中一个实施例中，所述骨科操作机器人为复位机器人；所述复位机器人用于进行骨科复位操作。

在其中一个实施例中，所述复位机器人用以对所述患者的骨折区进行双向牵引和/或调整角度，其中，所述复位机器人包括第一固定部以及第二固定部，所述第一固定部以及第二固定部均被配置为套设在所述患者的骨折区外。