[发明专利]骨科手术导航方法、装置、计算机设备、系统和存储介质

权利要求书

1.一种骨科手术导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取路径规划指令，并依据所述路径规划指令在待手术骨头部位的三维模型上生成手术路径；所述三维模型为处理所述待手术骨头部位的医学图像得到；所述医学图像为CT图像、超声图像或MRI图像；

基于患者坐标系和定位系统坐标系，进行从所述三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准，以将所述手术路径转换成处于所述手术机器人坐标系下的手术操作路径；所述手术操作路径用于控制手术机器人动作；

通过定位系统实时获取所述待手术骨头部位和所述手术机器人的动态空间位置信息，并根据所述动态空间位置信息，生成所述手术机器人的手术实际路径；

若所述手术实际路径相对于所述手术操作路径发生偏差，则依据所述手术操作路径和所述动态空间位置信息对所述手术实际路径进行补偿。

2.根据权要求1所述的骨科手术导航方法，其特征在于，所述路径规划指令包括起点标识指令、方向标识指令以及终点标识指令；获取路径规划指令，并依据所述路径规划指令在待手术骨头部位的三维模型上生成手术路径的步骤中，包括步骤：

获取所述起点标识指令，依据所述起点标识指令在所述三维模型上标识手术起点坐标；

获取所述方向标识指令，依据所述方向标识指令在所述三维模型上标识手术方向；

获取所述终点标识指令，依据所述终点标识指令在所述三维模型上标识手术终点坐标；

依据所述手术起点坐标、所述手术方向和所述手术终点坐标，生成所述手术路径。

3.根据权要求1或2所述的骨科手术导航方法，其特征在于，基于患者坐标系和定位系统坐标系，进行从所述三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准的步骤中，包括步骤：

获取所述定位系统坐标系到所述患者坐标系的第一变换矩阵；

获取所述定位系统坐标系到所述手术机器人坐标系的第二变换矩阵；

获取所述患者坐标系到所述三维模型的坐标系的第三变换矩阵；

基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵和所述第三变换矩阵，得到所述机器人坐标系到所述三维模型的坐标系的目标变换矩阵，以进行从所述三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准。

4.根据权要求3所述的骨科手术导航方法，其特征在于，获取所述患者坐标系到所述三维模型的坐标系的第三变换矩阵的步骤中，包括步骤：

获取所述定位系统坐标系到所述三维模型的坐标系的第四变换矩阵；

基于所述第一变换矩阵和所述第四变换矩阵，得到所述第三变换矩阵。

5.根据权要求3所述的骨科手术导航方法，其特征在于，基于所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵和所述第三变换矩阵，得到所述机器人坐标系到所述三维模型的坐标系的目标变换矩阵的步骤中，基于以下公式获取所述目标变换矩阵：

^RT_M＝(^OT_R)^-1OT_P^PT_M

其中，所述R表示所述机器人坐标系；所述M表示所述三维模型的坐标系；所述O表示所述定位系统坐标系；所述P表示所述患者坐标系；所述T表示矩阵变换；所述^OT_P表示所述第一变换矩阵；所述^OT_R表示所述第二变换矩阵；所述^PT_M表示所述第三变换矩阵；所述^RT_M表示所述目标变换矩阵。