骨科手術機器人,又被稱為骨科手術導航定位系統(tǒng),其設計思路都是利用患者術前/術中的影像學資料,規(guī)劃最佳的手術路徑,并通過機械臂的導向作用,指導醫(yī)師沿規(guī)劃好的手術路徑完成手術??梢哉f,骨科手術機器人的一個重要功能就是導航和定位了。
骨科手術機器人實現(xiàn)手術工具定位的前提是讓機器人知道手術路徑的空間位置,這一過程稱為機器人配準,配準是指將同一物體的不同圖像在空間位置進行的對準。即計算機器人工作空間和患者空間的映射關系。
為保證手術安全、準確,骨科手術機器人配準的誤差要求在 0.5 毫米以內。高精度的機器人配準涉及標尺(即標定靶)結構、空間定位算法設計,需要克服患者術中移動、機械加工誤差、傳感器精度漂移等問題。
目前,在進行骨科手術時,例如,采用手術機器人輔助進行椎體成形術操作。為了確保手術機器人運動時的位置與患者的椎體位置相匹配,需要進行配準,而傳統(tǒng)的配準方式需要借助第三方儀器進行配準,在注冊階段,需要通過手動安裝標尺,來完成注冊配準,見下圖。這種操作一方面比較繁瑣,一方面注冊精度與圖像質量息息相關,圖像質量不佳時會影響配準的精度。
普愛醫(yī)療的骨科手術導航定位系統(tǒng)的配準技術,采用的是一體化自適應配準技術,通俗的講,就是我們的標尺(即標定靶)安裝在C形臂上,通過將實時采集的運動軌跡和預設的軌跡進行追蹤和匹配,在不受圖像質量的限制下,自動地完成注冊和配準步驟。
普愛醫(yī)療骨科手術導航定位系統(tǒng)搭配自主研發(fā)生產(chǎn)的三維C形臂,借助一體化自適應配準技術,實現(xiàn)自動配準和注冊,自動建立光學測位儀、患者和圖像三個坐標關聯(lián),配準過程無需人工干預,精度不受圖像質量影響。然后通過高自由度、高穩(wěn)定性的機械臂操作完成路徑實現(xiàn),并在術中實時評估完成度及重要力學參數(shù),實現(xiàn)骨科手術的精準化、合理化,提高手術成功率,降低并發(fā)癥發(fā)生率及減少X光輻射。