[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

说明书

本申请涉及一种骨科手术导航方法、装置、计算机设备、系统和存储介质。所述方法包括：获取路径规划指令，并依据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；基于患者坐标系和定位系统坐标系，进行从三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准；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待手术骨头部位和手术机器人的动态空间位置信息，并根据动态空间位置信息，生成手术机器人的手术实际路径；若手术实际路径相对于手术操作路径发生偏差，则依据手术操作路径和动态空间位置信息对手术实际路径进行补偿，提高手术的精度和安全性。

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种骨科手术导航方法、装置、计算机设备、系统和存储介质。

背景技术

传统骨科手术需要医生通过经验来判断置入物的植入位置和方向，然后在患者骨骼的相应位置进行钻孔和置入操作，但是在手术过程中手工操作精度难以保证。因而为了治疗安全，需要对患者进行多次拍片操作，而这一过程也给患者和医生带来辐射风险。

为了解决上述问题，传统技术推出了大量的骨科手术辅助导航产品，例如天玑系统，但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统骨科手术导航技术手术精度不高、安全性差。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高手术精度和安全性的骨科手术导航方法、装置、计算机设备、系统和存储介质。

一种骨科手术导航方法，包括以下步骤：

获取路径规划指令，并依据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；三维模型为处理待手术骨头部位的医学图像得到；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，进行从三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准，以将手术路径转换成处于手术机器人坐标系下的手术操作路径；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待手术骨头部位和手术机器人的动态空间位置信息，并根据动态空间位置信息，生成手术机器人的手术实际路径；

若手术实际路径相对于手术操作路径发生偏差，则依据手术操作路径和动态空间位置信息对手术实际路径进行补偿。

在其中一个实施例中，获取路径规划指令，并依据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：

获取起点标识指令，依据起点标识指令在三维模型上标识手术起点坐标；

获取方向标识指令，依据方向标识指令在三维模型上标识手术方向；

获取终点标识指令，依据终点标识指令在三维模型上标识手术终点坐标；

依据手术起点坐标、手术方向和手术终点坐标，生成手术路径。

在其中一个实施例中，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；基于患者坐标系和定位系统坐标系，进行从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：

获取定位系统坐标系到患者坐标系的第一变换矩阵；

获取定位系统坐标系到手术机器人坐标系的第二变换矩阵；

获取患者坐标系到三维模型的坐标系的第三变换矩阵；

基于第一变换矩阵、第二变换矩阵和第三变换矩阵，得到机器人坐标系到三维模型的坐标系的目标变换矩阵，以进行从三维模型的坐标系到手术机器人坐标系的配准。

在其中一个实施例中，获取患者坐标系到三维模型的坐标系的第三变换矩阵的步骤中，包括步骤：

获取定位系统坐标系到三维模型的坐标系的第四变换矩阵；