一种手术机器人导航定位方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114209433A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111667267.2(22)申请日2021.12.31(71)申请人杭州三坛医疗科技有限公司地址310030浙江省杭州市西湖区三墩镇西园九路8号3幢E座7楼701室(72)发明人沈丽萍陈汉清李明方华磊孙盼(74)专利代理机构北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙)11413代理人孟维娜马敬(51)Int.Cl.A61B34/20(2016.01)A61B34/10(2016.01)A61B34/30(2016.01)权利要求书3页说明书16页附图3页(54)发明名称一种手术机器人导航定位方法及装置(57)摘要本发明实施例提供了一种手术机器人导航定位方法及装置，涉及数据处理技术领域，上述方法包括：获得多张二维图像；对各二维图像与目标对象的三维图像进行图像配准，得到第一转换关系；识别各二维图像中的标识物，得到标识物的图像位置；根据所得的各图像位置、标识物在标定坐标系下的标定位置以及第二转换关系，计算第三转换关系；基于第一转换关系以及第三转换关系，将依据三维图像规划出的手术路径转换为目标坐标系下的目标路径；根据目标路径，对手术机器人进行导航定位。应用本发明实施例提供的手术机器人导航定位方案，能够对手术机器人进行导航定位。CN114209433ACN114209433A权利要求书1/3页1.一种手术机器人导航定位方法，其特征在于，所述方法包括：获得由图像采集设备从不同采集角度采集的多张二维图像，所述图像采集设备的视野范围内包含：目标对象以及带有标识物的标定板；对各二维图像与所述目标对象的三维图像进行图像配准，得到各二维图像所在的各图像坐标系与所述三维图像所在的三维坐标系之间的第一转换关系；识别各二维图像中的所述标识物，得到所述标识物在各图像坐标系下的图像位置；根据所得的各图像位置、所述标识物在标定坐标系下的标定位置以及第二转换关系，计算各图像坐标系与目标坐标系之间的第三转换关系，所述标定坐标系为：所述标定板所在的坐标系，所述目标坐标系为：手术机器人所在的坐标系，所述第二转换关系为：所述标定坐标系与目标坐标系之间的转换关系；基于所述第一转换关系以及所述第三转换关系，将依据所述三维图像规划出的手术路径转换为所述目标坐标系下的目标路径；根据所述目标路径，对所述手术机器人进行导航定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标路径，对所述手术机器人进行导航定位，包括：从所述目标路径的起始位置开始，沿所述目标路径对所述手术机器人进行导航定位，并在导航定位过程中，实时检测所述目标对象的位置偏移，基于所述位置偏移，对所述目标路径进行矫正，其中，所述位置偏移为：所述目标坐标系中所述目标对象在当前时刻下的位置与在所述二维图像的采集时刻下的位置之间的偏移。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时检测所述目标对象的位置偏移，基于所述位置偏移，对所述目标路径进行矫正，包括：获得由第一传感器采集的、第一坐标系下的第一位置以及当前位置，其中，所述第一坐标系为：根据所述第一传感器建立的坐标系，所述第一位置为：所述目标对象在所述二维图像的采集时刻下的位置，所述当前位置为：所述目标对象在当前时刻下的位置；根据所述第一位置、当前位置以及预先得到的所述第一坐标系与目标坐标系之间的转换关系，计算所述目标对象的位置偏移；基于所述位置偏移，对所述目标路径进行矫正。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一传感器为光学追踪器和/或磁传感器。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标路径，对所述手术机器人进行导航定位，包括：获得由第二传感器采集的、第二坐标系下所述手术机器人的第二位置，其中，所述第二坐标系为：根据所述第二传感器建立的坐标系；根据预先得到的所述第二坐标系与目标坐标系之间的转换关系，将所述第二位置转换为所述目标坐标系下的第三位置；根据所述目标路径以及第三位置，对所述手术机器人进行导航定位。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二传感器为光学追踪器和/或磁传感器。7.根据权利要求1‑6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所得的各图像位置、2CN114209433A权利要求书2/3页所述标识物在标定坐标系下的标定位置以及第二转换关系，计算各图像坐标系与目标坐标系之间的第三转换关系，包括：根据所得的各个图像位置以及目标位置，计算各个图像坐标系与目标坐标系之间的第三转换关系，其中，所述目标位置为：根据所述标识物在标定坐标系下的标定位置以及第二转换关系计算得到的、所述标识物在目标坐标系下的位置。8.一种手术机器人导航定位装置，其特征在于，所述装置包括：图像获得模