[发明专利]确定手术路径上一个或多个点的方法和系统

说明书

一种将机器人手臂驱动到手术路径上一个或多个点的方法。该方法包括：基于患者的医学图像扫描构建三维模型；依据该三维模型规划手术路径；取回由三维光学设备所捕获的该患者的图像信息；在该三维模型中选择第一组定位标记点；在所取回的图像信息中选择第二组定位标记点；将第一组定位标记点与第二组定位标记点进行匹配；基于匹配的结果，将坐标从三维模型坐标系统转换成三维光学设备坐标系统；以及在机器人手臂坐标系统中，将该机器人手臂驱动到手术路径上的一个或多个点。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月4日所申请的美国临时专利申请第62/514,951号、2018年1月2日所申请的美国临时专利申请第62/612,728号和2018年1月16日所申请的美国临时专利申请第62/618,053号的利益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例一般涉及确定手术路径上一个或多个点的方法和系统。

背景技术

除非文中另外指出，否则本节中所描述的方法对本申请中的权利要求而言并非先前技术，并且通过包括在本节中并非承认为先前技术。

在手术中，规划手术路径至关重要。该手术路径可能包括多个点，例如与该患者有距离的安全点和术前点、患者组织上的进入点和该手术的目标处的目标点。

机器人手术可能对该手术路径提供精确控制。在该手术之前，患者接受医学扫描(如计算机断层扫描(Computed tomography，CT)或核磁共振成像(Magnetic resonanceimaging，MRI))。到所需解剖区的手术路径是经过规划的。可能采用人工智能向外科医师建议带来最少损害的最佳路径。为了进行该手术，可能将该患者的该位置与该医疗扫描的透视图进行匹配，以沿着该经过规划的手术路径准确进行该手术。惯用方法依赖于贴上或旋入基标(fiducial marks)，这会有适应的问题。

附图说明

图1示出手术期间可能遇到的几个点之间的空间关系的示例图；

图2是图示将机器人手臂驱动到手术路径上一个或多个点的示例过程的流程图；

图3图示手术路径计算的示例；

图4A和图4B图示处理医学图像扫描所得到的信息的图像处理；

图5A和图5B图示选择关键特征以识别定位标记点的脸部辨识方法；

图6图示从所构建三维模型坐标系统至三维相机坐标系统的坐标转换；

图7是图示转换坐标的示例过程的流程图；

图8是图示在机器人手臂坐标系统中记录光学设备的示例过程的流程图；

图9是图示将机器人手臂从手术路径上的初始点移动到安全点的示例过程的流程图；

图10是示出在机器人手臂坐标系统中记录附接到机器人手臂凸缘的外科工具的系统的示例图；以及

图11和图12图示由系统的第一相机和第二相机所捕获以在机器人手臂坐标系统中记录附接到机器人手臂凸缘的外科工具的示例图像，其全部依据本公开的一些实施例设置。

具体实施方式

在下面具体实施方式中，参照形成其一部分的所附的附图。在附图中，除非上下文另外指出，否则类似符号通常识别类似组件。实施方式、附图和权利要求中所描述的例示性实施例并非意指限制。可能利用其他实施例，并且可能做出其他变更，而不背离在此所呈现的技术方案的精神或范畴。将很容易理解，如文中一般所描述以及附图中所图示的本公开的方面可以广泛多种的不同配置进行设置、代换、组合和设计，所有这些均于文中明确设想。