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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机辅助手术,具体而言,涉及一种截骨锯片防抖动的控制方法和系统、存储介质和处理器。
技术介绍
1、目前,随着计算机技术的发展,由计算机辅助的外科手术系统也在迅速发展,在该类系统中,为便于移动等操作,通常设置协作机械臂。协作机械臂的远端通常会搭载末端执行器,末端执行器的远端根据不同的场景需要,会搭载不同的医用器械,例如:锯、钻、铣刀等(在本文中,以“近端”表示相对而言更靠近机械臂操作者、更远离患者的一端,以“远端”表示相对而言更远离机械臂操作者、更靠近患者的一端)。通过协作机械臂-末端执行器-医用器械三者之间的机械连接机构和控制操作,实现对目标的切割、钻、研磨等动作,以电锯为例,截骨电锯的锯片是末端执行器较常搭载的医用器械之一,电锯可以较为高效的对目标进行切割,适用于例如全膝关节置换手术等,为了保证操作的精准,锯片的最远端(也可称为前端或末端)位置的精准定位切割是非常重要的;所以在截骨手术这种场景中要求截骨锯片需要保持在特定的待切割的截骨平面内来进行切割,而这种特定的截骨手术场景下通常会存在以下两个问题:
2、1、协作机械臂与其他类型机械臂的主要区别就是在操作使用协作机械臂时,需要通过人手扶机械臂,直接对机械臂进行推、拉、提、压等操作动作。这种半人工操作势必导致在截骨的时候截骨锯片会偏移待切割的截骨平面。
3、2、当用于骨科手术操作的特定场景时,由于截骨锯片通常具有较小的尺寸,且切割时协作机械臂本身需要保障一定的活动空间和自由度,无法做成刚性的,电锯锯片在手术过程中一直处于高速摆动状态(锯片
4、针对现有技术无法中针对协作机械臂特性导致的截骨锯片难以实时保证切割位置精度的技术问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种锯片防抖动的控制方法和系统、存储介质和处理器,以解决现有技术中协作机械臂特性导致的锯片难以实时保证切割位置精度的技术问题。
2、根据本专利技术实施例的一个方面,提供了一种锯片防抖动的控制方法,包括:获取锯片末端的坐标信息;将所述锯片末端的坐标信息与校准图形建立联系,其中,所述校准图形是带有基准线的图形,在锯片末端与目标切割面重叠的情况下,所述锯片末端的坐标信息在屏幕中所对应的指示标志指示在所述校准图形的基准线位置处,所述指示标志在所述校准图形中反馈所述锯片末端的坐标信息;根据所述锯片末端坐标信息所对应的指示标志与所述校准图形的基准线位置的变化来调整所述锯片的位置使其保持在基准线的预定范围内移动。
3、进一步地,获取所述锯片末端的坐标信息包括:在所述锯片的末端靠近所述目标切割面并到达预定对准位置的情况下,获取末端执行器的本体定位架与所述锯片的末端定位架之间的坐标系位置关系,其中,所述锯片安装在末端执行器上;根据所述坐标系位置关系和所述本体定位架的位姿信息实时获取所述锯片的位姿信息;通过当前所述锯片的位姿信息得到当前所述锯片末端的坐标信息。
4、进一步地,根据所述锯片末端坐标信息所对应的指示标志与所述校准图形的基准线位置的变化来调整所述锯片的位置包括:使所述指示标志在所述校准图形中的移动方向与所述锯片末端在待切割目标上时的坐标信息距离目标切割面的方位相对应。
5、进一步地,使所述指示标志在所述校准图形中的移动方向与所述锯片末端在所述待切割目标上时的坐标信息距离目标切割面的方位相对应包括:控制所述指示标志在所述校准图形中以所述目标切割面为基准的正反两个方向进行移动,其中,所述移动方向分别为位于所述校准图形基准线的上部和下部两个方向。
6、进一步地,控制所述指示标志在所述校准图形中以目标切割面为基准的正反两个方向进行移动之后包括;当所述指示标志指示在所述校准图形中的上部的情况下,控制所述锯片的实际切割的位置距离所述目标切割平面的位置在靠近患者骨骼边缘的位置;当所述指示标志指示在所述校准图形中的下部的情况下,控制所述锯片的实际切割的位置距离所述目标切割平面的位置在远离患者骨骼边缘的位置。
7、进一步地,获取所述锯片末端的坐标信息之前包括:通过确定所述末端定位架的位置与所述目标切割面之间的位置关系控制所述机械臂装置进行运动,其中,所述末端执行器安装在所述机械臂装置上;判断所述末端定位架与所述目标切割面的距离是否超出阈值范围,如果超出所述阈值范围,则更新所述末端定位架的位置与所述目标切割面之间的位置关系,继续控制所述机械臂装置进行运动,直至在所述锯片的末端靠近所述目标切割面并到达预定对准位置的情况下,则停止判断。
8、进一步地,根据所述锯片末端坐标信息所对应的指示标志与所述校准图形的基准线位置的变化来调整所述锯片的位置包括:当所述机械臂装置上的法兰上的定位架或目标参考架在截骨时被遮挡的情况下,则改变所述校准图形的颜色进行提示。
9、进一步地,根据所述锯片末端坐标信息所对应的指示标志与所述校准图形的基准线位置的变化来调整所述锯片的位置使其保持在基准线的预定范围内移动包括:将所述校准图形预设为五个不同的颜色区域,其中,每个颜色区域与不同大小的预定范围相对应;控制所述锯片末端坐标所对应的指示标志使其保持在所述基准线周围小的预定范围内移动。
10、进一步地,将所述锯片末端的坐标信息与所述校准图形建立联系包括:预设所述指示标志在所述校准图形中移动的单位距离与所述锯片末端的实际变化的坐标信息相对应。
11、进一步地,所述指示标志是在所述校准图形中能够通过明暗变化指示不同位置的矩形条,和/或所述指示标志是所述锯片对应的三维图形,和/或所述指示标志是所述锯片对应的二维图形。
12、进一步地,获取所述锯片末端的坐标信息之后还包括:通过第一指示框显示所述锯片所在平面与所述目标切割平面的实际角度。
13、进一步地,获取锯片末端的坐标信息之后还包括:通过第二指示框显示所述锯片末端与所述目标切割平面相比的坐标信息实际变化的数据。
14、根据本专利技术实施例的另一方面,还提供了一种锯片防抖动的控制系统,包括:
15、获取单元,用于获取锯片末端的坐标信息;处理单元,用于将所述锯片末端的坐标信息与校准图形建立联系,其中,所述校准图形是带有基准线的图形,在锯片末端与目标切割面重叠的情况下,所述锯片末端的坐标信息在屏幕中所对应的指示标志指示在所述校准图形的基准线位置处,所述指示标志在所述校准图形中反馈所述锯片末端的坐标信息;第一控制单元,用于根据所述锯片末端坐标信息所对应的指示标志与所述校准图形的基准线位置的变化来调整所述锯片的位置使其保持在基准线的预定范围内移动。
16、进一步地,所述获取单元包括:第一获取模块,用于在所述锯片的末端靠近所述目标切割面并到达预定对准位置的情况下,获取末端执行器的本体定位架与所述锯片的末端定位架之间的坐标系位置关系,其中,所述锯片安装在末端执行器上;第二获取模块,用于根据所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锯片防抖动的控制系统,其特征在于,所述系统包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述获取单元包括:
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元包括:
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述方向控制模块包括:
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述方向控制模块还包括:
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元还包括:
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元还包括:
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述处理单元包括:
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述指示标志是在所述校准图形中能够通过明暗变化指示不同位置的矩形条,和/或所述指示标志是所述锯片对应的三维图形,和/或所述指示标志是所述锯片对应的二维图形。
11.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:第一显示模块,用于通过第一指示框显示所述锯片所在平
12.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:第二显示模块,用于通过第二指示框显示所述锯片末端与所述目标切割平面相比的坐标信息实际变化的数据。
...【技术特征摘要】
1.一种锯片防抖动的控制系统,其特征在于,所述系统包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述获取单元包括:
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元包括:
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述方向控制模块包括:
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述方向控制模块还包括:
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元还包括:
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一控制单元还包括:
【专利技术属性】
技术研发人员:李书纲,
申请(专利权)人:北京和华瑞博医疗科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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