[发明专利]骨切割控制方法、骨切割系统和存储介质

说明书

本申请涉及一种骨切割控制方法、骨切割系统和存储介质。包括：根据目标部位的图像数据和截骨参数进行截骨面规划，确定目标部位中目标截骨面对应的目标位置以及动力工具在目标位置的目标姿态；控制机械臂带动动力工具移动至目标位置，根据目标截骨面和动力工具在目标位置的位姿信息确定运动轨迹信息，并根据目标位置和运动轨迹信息控制机械臂带动动力工具移动。采用本申请的方案，能够在动力工具动作前，先规划好目标截骨面，及动力工具的位姿信息和姿态，从而保证了动力工具动作时的安全性，并且自动的控制动力工具进行移动，实现动力工具的自动化动作，从而提高了截骨的效率和截骨的精准度，最大程度的避免对目标部位造成损伤。

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种骨切割控制方法、骨切割系统和存储介质。

背景技术

随着医疗技术的发展，出现了计算机辅助的关节置换手术，其主要是通过手术机器人系统和截骨工具配合清除关节的病变组织，然后植入人工膝关节假体至关节的切割面上，从而改善患者的生活品质，消除患者的疼痛。

目前计算机辅助的关节置换手术中，关节表面的病变组织的切除方式大致包括：方式1，通过将截骨导向器连接在手术机器人的机械臂末端，术中机械臂带动截骨导向器运行到截骨位置后,由医生使用电动工具沿着截骨导向器的槽或孔完成截骨操作；方式2，使用切削磨钻头，通过人机协作的方式,机械臂连接截骨动力工具,骨切除的操作由医生牵引机械臂完成,其中，机械臂并不提供骨切除的驱动力。

对于方式1存在如下问题：医生手持电动截骨工具操作,截骨推进过程很难完全沿着截骨导向器引导槽的方向发力,造成截骨精度不高；电动截骨工具的锯片与截骨引导器的引导槽反复摩擦,产生的金属碎屑掉落在手术创口中,医生需要反复冲洗创口,金属碎屑不利于病人创口愈合；截骨引导器多次使用后,引导槽因磨损或受力变形导致后续手术截骨精度下降；医生手持电动截骨工具截骨,切割边界依赖于医生的经验，不能准确控制,容易误伤关节窝的血管和神经；医生站位与机械臂摆位不能重合,截骨推进方向常常造成医生操作不便，造成人因工程不佳，加重医生操作负担；对于方式2中人机协作的方式，虽然避免了使用截骨导向器，但仍然需要医生施力在机械臂上，截骨效率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高截骨精度，避免对患者造成损伤的骨切割控制方法、骨切割系统和存储介质。

一种骨切割控制方法，所述骨切割所用设备包括机械臂以及与所述机械臂连接的动力工具，所述方法包括：根据目标部位的图像数据和截骨参数进行截骨面规划，确定所述目标部位中目标截骨面对应的目标位置以及所述动力工具在所述目标位置的目标姿态；控制所述机械臂带动所述动力工具移动至所述目标位置，其中，所述动力工具在所述目标位置的姿态为所述目标姿态，且所述目标位置与所述目标截骨面的间距满足安全间距条件；根据所述目标截骨面和所述动力工具在所述目标位置的位姿信息确定运动轨迹信息，并根据所述目标位置和所述运动轨迹信息控制所述机械臂带动所述动力工具移动。

在其中一个实施例中，所述控制所述机械臂带动所述动力工具移动至所述目标位置，包括：在同一坐标系下，分别获取所述动力工具的初始位置的第一位置坐标以及所述目标位置的第二位置坐标；控制所述机械臂带动所述动力工具从所述第一位置坐标移动至所述第二位置坐标。

在其中一个实施例中，所述根据所述目标截骨面和所述动力工具在所述目标位置的位姿信息确定运动轨迹信息，包括：根据所述目标截骨面，确定所述目标截骨面的起始位置和终止位置；获取所述起始位置的第三位置坐标、以及所述终止位置的第四位置坐标；根据所述第二位置坐标、所述第三位置坐标、所述第四位置坐标，确定所述运动轨迹信息，其中，所述运动轨迹信息包括所述动力工具保持所述目标姿态从所述第二位置坐标移动至所述第三位置坐标的第一运动轨迹，以及从所述第三位置坐标移动至所述第四位置坐标的第二运动轨迹。