CN110711029A 截骨导向工具的位置校正方法及骨科手术系统 （苏州微创畅行机器人有限公司）

截骨导向工具的位置校正方法及骨科手术本发明涉及一种截骨导向工具的位置校正机械臂上的工具靶标跟踪截骨导向工具的位置个截骨导向工具可以进行多种功能的截骨及打2根据安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标的当前根据出厂前的安装于所述截骨导向工具上的一校验靶标相对于所述工具靶标的原始验靶标的所述原始位置信息与所述校验靶标的所述当若不匹配，则确定所述截骨导向工具和/或所述工具靶标发生了变形，并执行校正步获取安装于所述截骨导向工具上的至少两个校正靶标相对于所述工具靶标的位置信根据至少两个所述校正靶标相对于所述工具靶标的位标相对于所述工具靶标的位置信息分别记为T1及T2，T1为一个校正靶标的位置在工具靶标其中，通过执行以下步骤获取所述截骨导向工具相对于所述工具靶标的当前位置信根据至少两个所述校正靶标在工具靶标坐标系下的位置T1及T2，得到所述截骨导块的进而根据所述截骨导向工具的中心点在工具靶标坐标系下的位置T0，以及截骨导向工3根据所述工具靶标与所述截骨导向工具之间的位姿映所述截骨导向工具之间的位姿映射关系包括所述截骨导向工具上的若干导向特征与所述获取所述工具靶标上的各个靶标球之间的相对位置关系，并据此建立工具靶标坐标根据所述导向特征相对于所述截骨导块的中心被处理器执行时执行如权利要求1-8中任一项所述的截骨导向工具的位置校正方法的步所述导航装置包括跟踪仪和工具靶标，所述工具靶标安所述控制装置用于根据所述跟踪仪反馈回的所述工具靶标的当前位置信息以及期望所述控制装置用于判断所述校验靶标的所述原始位置信息与所述校验靶标的所述当4其中：所述跟踪仪用于分别记录至少两个所述校正靶标相对所述控制装置用于根据至少两个所述校正靶标相对于所工具靶标的位置信息分别记为T1及T2，T1为一个校正靶标的位置在工具靶标坐标系下的表2为另一个校正靶标的位置在工具靶标坐标系下的表示；14.根据权利要求10所述的骨科手术系统，其特征在于，所述导航装置还包括基座靶获取所述工具靶标上的各个靶标球之间的相对位置关系，并据此建立工具靶标坐标根据每个所述导向特征相对于所述截骨导块的中心点524.根据权利要求19所述的骨科手术系统，其特征在于，所述截骨导块上设置有校正30.根据权利要求26所述的骨科手术系统，其特征在于，所述导向特征包括若干导向649.根据权利要求36所述的截骨导向工具，其特征在于，所述截骨导块上设置有校验78[0003]然而，现有的用于在手术过程中进行截骨导向工具定位的设备/方法依然存在定[0009]根据出厂前的安装于所述截骨导向工具上的一校验靶标相对于所述工具靶标的述校验靶标的所述原始位置信息与所述校验靶标的所述行上述步骤，以根据安装于截骨导向工具或机械臂上的工具靶标的当前位置和期望位置，[0013]获取安装于所述截骨导向工具上的至少两个校正靶标相对于所述工具靶标的位9[0017]根据至少两个所述校正靶标在工具靶标坐标系下的位置T1及T[0020]根据所述工具靶标的实际位置和期望位置，确定所述姿映射关系包括所述截骨导向工具上的若干导向特征与所述工具靶标之间的位姿映射关[0032]所述控制装置用于根据所述跟踪仪反馈回的所述工具靶标的当前位置信息以及[0036]所述控制装置用于判断所述校验靶标的所述原始位置信息与所述校验靶标的所验装置识别到所述截骨导向工具和/或所述工具靶标发生变形时，所述校正装置用于校正所述截骨导向工具与所述工具靶标之间的相对位置；所述校正装置包括至少两个校正靶[0039]所述控制装置用于根据至少两个所述校正靶标相对于所述工所述工具靶标与所述截骨导向工具之间的位具靶标与所述截骨导向工具之间的位姿映射关系包括若干所述导向特征与所述工具靶标述快换接口相对设置，所述偏心曲柄选择性地与两个所述快换接口中的一个可拆卸地连[0085]上述位置校正方法还通过校验靶标及时识别出截骨导向工具和/或工具靶标是否变形，这样做方便更换或者校正变形了的截骨导向工具和/或工具靶标，从而减小手术风导向工具可以进行多种功能的截骨及打孔操作，手术过程中无需频繁更换截骨导向工具，[0087]上述截骨导向工具优选为轴对称结构，使同一个截骨导向工具能够兼顾左右肢轴线分布在不同的表面上，这样做可以减小截取不同截骨面时截骨导向工具的调整幅度，行行向意[0095]图3是本发明优选实施例提供的截骨导向工具进行平移而实现多个方位截骨导[0096]图4是本发明优选实施例提供的截骨导向工具进行旋转而实现截骨面调整的示[0098]图6是本发明优选实施例提供的利用校验靶标校验截骨导向工具和/或工具靶标[0100]图8是本发明优选实施例提供的利用校正靶标对截骨导向工具进行校正的原理[0101]图9是本发明替代实施例提供的在机械臂的末端关节的外壳上安装工具靶标的示[0103]图11是本发明替代实施例提供的在同一截骨导块上设置两个快换接口实现左右[0107]图15是本发明第一种实施例提供的设置了单个0°导向槽的截骨导向工具的结构[0108]图16是本发明第二种实施例提供的设置了两个0°导向槽的截骨导向工具的[0109]图17是本发明第三种实施例提供的设置了两个滑车截骨槽以[0110]图18是本发明第四种实施例提供的设置了单个0°导向槽以及两个导向孔的截骨[0111]图19是本发明第五种实施例提供的设置了两个0°导向槽以及两个导向孔的截骨[0113]图21是本发明第七种实施例提供的设置了两个固定孔以及多个导向槽的截骨导[0115]图23是本发明第九种实施例提供的将导向槽一侧开破口后的截骨导向工具的结[0116]图24是本发明第十种实施例提供的直接使用胫骨处理工具作为截骨导向工具的[0117]图25是本发明第十一种实施例提供的直接使用滑车槽导向工具作为截骨导向工述导航装置包括跟踪仪和工具靶标，所述工具靶标安装于所述截骨导向工具或机械臂上，[0132]所述导航装置具体包括导航标志物和跟踪仪6，所述导航标志物包括基座靶标15标3的位置(即工具靶标在基座标系下的位置和姿态)，再由控制器内存储的计算机程序根[0140]术前评估后，医生18再使用靶标笔在患者的股骨及胫骨上标定特征点(即医生于生即可使用摆锯或电钻等手术工具5通过截骨导向工具4进行截骨和/或钻孔操作。完成截例的截骨导向工具4用于膝关节置换，其包括截骨导块40，该截骨导块40上设置有导向特截骨导向工具4之间的位姿映射关系包括所有导向特征与工具靶标3之间的位姿映射关系。[0146]本实施例中，每个导向特征(如导向槽或导向孔)相对于工具靶标3的位姿映射关[0147]步骤一：获取工具靶标3上的各个靶标球之间(主要是四个靶标球)的相对位置关标(即位置信息)；[0152]所述截骨导向工具4还包括连接轴，所述连接轴的两端分别连接截骨导块40和安401的旋转轴线(即机械臂末端关节的自转轴线)与截骨导块40的旋转轴线之间存在一定的位移并旋转即可，从而避免工具靶标3因转动幅度过大而增大位姿识别误差以及无法识别截骨导块40的旋转中心与安装接口401的旋转中心存在一定的偏距，且截骨导块40的旋转[0161]所述骨科手术系统还优选包括校验装置，所述校验装置用于识别截骨导向工具4标16相对于工具靶标3的当前位置信息；所述控制器再接收到的原始位置信息和当前位置[0166]所述骨科手术系统还优选包括校正装置，当所述校验装置识别到截骨导向工具4个校正靶标161及162对截骨导向工具4与工具靶标3之标3的位置信息；然后，所述控制器根据两个校正靶标61及162相对于工具靶标3的位置信2为校正靶标162的位置在工具靶标坐标系下的[0170]首先所述控制器根据两个校正靶标161及162在工具靶标坐标系下的位置T1及T2，[0171]进而所述控制器再根据所述截骨导向工具的中心点在工具靶标坐标系下的位置孔409中任意两个孔安装校验靶标16(即两个校正靶标)，并通过两个校验靶标16上的台阶过偏心曲柄403与同一个截骨导块上的不同快换接口连接，可以分别用于左腿以及右腿的息(包括工具靶标与截骨导向工具之间的位姿映射关系)，可以获得工具靶标3的实际位置用假体信息等可以获得工具靶标3的期望位置B，进而根据逆运动学原理可规划工具靶标3用于股骨远端及胫骨平台的截骨导向，其除了包括类似于第二种实施例中的双导向槽之在第三种实施例的基础上增设了若干导向孔251(如两个)，使得截骨导块25可用于股骨远预定位置后，通过截骨导块26上的定位孔261，可使用定位钉将截骨导向工具固定在骨头[0190]因此，本发明实施例提供的截骨导块上可以根据需要设置不