本發明涉及手術導航配準設備，具體涉及術中執行器、目標點精準配準系統、方法。

背景技術：

1、在醫學領域中執行精密手術如磁牽引介入手術、體內超聲成像或共聚焦超聲體內手術等，需要在復雜、動態和多變的環境中進行高精度操作，手術設備位置的精確定位對于治療效果的正常發揮至關重要。然而，現有的針對以上手術的定位方法存在一些局限性。許多傳統的定位技術往往依賴于單一的空間坐標系統，難以應對不同空間之間的精準對接，當手術設備需要在不同空間進行移動或執行任務時，精準的空間轉換和對接就變得十分困難。這種局限性不僅影響了手術設備的操作精度，還可能導致在后續手術過程中出現偏差，影響治療效果或產生安全風險。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種術中執行器、目標點精準配準系統、方法，解決現有技術中傳統的定位技術往往依賴于單一的空間坐標系統，難以應對不同空間之間的精準對接，當手術設備需要在不同空間進行移動或執行任務時，精準的空間轉換和對接就變得十分困難的技術問題。

2、為達到上述技術目的，第一方面，本發明的技術方案提供一種術中執行器、目標點精準配準系統，其特征在于，包括：目標點局部定位裝置、第二定位裝置、三維輔助定位設備和數據處理模塊；

3、其中，所述目標點局部定位裝置安裝于手術區域；所述目標點局部定位裝置包括：醫學影像顯影裝置和第一定位裝置；所述醫學影像顯影裝置固定設置于手術區域，所述醫學影像顯影裝置在醫學成像設備下可見，用作手術目標點的參考位置，基于醫學成像設備拍攝的圖像數據獲取所述目標點與所述醫學影像顯影裝置的第一定位裝置的第一相對位置信息；第一定位裝置固定設置于手術區域，與所述目標點局部定位裝置中的醫學影像顯影裝置具有確定的相對位置關系；

4、第二定位裝置，安裝于手術裝置，手術裝置的執行器相對于所述第二定位裝置具有確定的相對位置關系；

5、三維輔助定位設備，用于采集所述目標點局部定位裝置中第一定位裝置和所述第二定位裝置的空間位置信息，并建立所述第一定位裝置和所述第二定位裝置的第二相對位置信息；

6、數據處理模塊，與所述醫學成像設備、所述手術裝置和所述輔助定位裝置建立通信連接，并利用所述數據處理模塊根據所述第一相對位置信息、第一定位裝置與所述醫學影像顯影裝置確定的相對位置關系、所述第二相對位置信息、所述手術裝置執行器與所述第二定位裝置確認的相對位置關系，建立所述目標點和所述手術裝置執行器的空間坐標轉換關系。

7、與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

8、現有的傳統定位技術依賴單一空間坐標系統，難以實現不同空間的精準對接。而本系統通過醫學影像顯影裝置、第一定位裝置、醫學成像設備、手術裝置的第二定位裝置以及三維輔助定位設備等多組件協同工作。醫學成像設備獲取目標點與醫學影像顯影裝置的相對位置信息，三維輔助定位設備建立不同定位裝置間的相對位置關系，數據處理模塊綜合這些信息，打破了單一坐標系統的限制，有效解決了不同空間之間精準對接的難題。

9、數據處理模塊依據多組相對位置關系信息，為目標點和執行器建立空間參考坐標系。這使得手術設備在不同空間移動或執行任務時，能夠實現精準的空間轉換和對接，極大地提高了手術設備的操作精度，避免了因空間轉換困難導致的定位偏差，為手術的精準操作提供了有力保障。

10、根據本發明的一些實施例，所述目標點局部定位裝置的醫學影像顯影裝置安置于目標對象上或手術床上，所述醫學影像顯影裝置在醫學成像設備下可見。

11、根據本發明的一些實施例，所述目標點局部定位裝置的第一定位裝置安置于目標對象上或手術床上，所述第一定位裝置和所述第二定位裝置在所述三維輔助定位設備下可見。

12、根據本發明的一些實施例，所述醫學成像設備包括：x光成像設備、數字減影血管造影（dsa）成像設備、mri成像設備或超聲成像設備；所述醫學影像顯影裝置為對應所述醫學成像設備下可見的顯影貼或裝置，包括但不限于：x光顯影貼或裝置、dsa顯影貼或裝置、mri顯影貼片或裝置、超聲顯影貼片或裝置。

13、根據本發明的一些實施例，所述手術裝置可以為手術機器人或手動操作的手術器械。

14、根據本發明的一些實施例，所述手術裝置的執行器為磁控裝置、磁場牽引裝置、超聲成像裝置、共聚焦超聲裝置。

15、根據本發明的一些實施例，所述三維輔助定位設備為雙目視覺三維定位裝置、磁三維定位裝置、激光三維定位裝置、超聲三維定位裝置中的1種或多種，且所述第一定位裝置和所述第二定位裝置為適配所述輔助定位設備的標記定位工具或定位裝置。

16、第二方面，本發明的技術方案提供一種術中執行器、目標點精準配準方法，應用于如第一方面中任意一項所述的術中執行器、目標點精準配準系統，包括以下步驟：

17、將目標點局部定位裝置中的醫學影像顯影裝置和第一定位裝置固定設置于手術區域，并獲取所述醫學影像顯影裝置和所述第一定位裝置確定的相對位置關系；

18、獲取手術區域的圖像數據，所述圖像數據包括目標對象和醫學影像顯影裝置；

19、識別所述圖像數據中的目標點，建立所述目標點和所述醫學影像顯影裝置之間的第一相對位置信息；

20、移動手術裝置到所述手術區域附近的預設位置，采集第一定位裝置和第二定位裝置的空間位置信息，并建立所述第一定位裝置和所述第二定位裝置的第二相對位置信息；

21、根據所述第一相對位置信息、第一定位裝置與所述醫學影像顯影裝置確定的相對位置關系、所述第二相對位置信息、所述手術裝置執行器與所述第二定位裝置確認的相對位置關系，建立所述目標點和所述執行器空間坐標的轉換關系；

22、基于所述目標點和所述執行器的空間坐標轉換關系，向所述手術裝置發出手術操作指令，所述手術操作指令用于控制所述執行器對所述目標點進行操作。

23、與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

24、本發明的術中執行器、目標點精準配準方法綜合利用了醫學影像顯影裝置、第一定位裝置、第二定位裝置等多方面的信息來確定目標點與執行器的位置關系。通過獲取醫學影像顯影裝置與第一定位裝置的相對位置關系、目標點與醫學影像顯影裝置的第一相對位置信息、第一定位裝置與第二定位裝置的第二相對位置信息以及執行器與第二定位裝置的默認相對位置關系，多維度數據相互補充和印證，極大地提高了定位的精準度，能夠有效減少手術過程中的定位誤差，為實現高精度的手術操作奠定基礎。

25、基于多組相對位置關系信息，為目標點和執行器建立空間參考坐標系。這一坐標系的建立為手術操作提供了統一、精確的空間定位標準，使得執行器能夠準確地到達目標點，保證了手術操作的準確性和穩定性，有助于提高手術的成功率。

26、在復雜、動態和多變的手術環境中，該方法通過實時獲取和處理各種位置信息，能夠靈活應對手術過程中可能出現的各種變化。即使手術區域的情況發生改變，也能依據所建立的空間參考坐標系和實時的位置信息，準確控制執行器對目標點進行操作，保證手術不受環境變化的過多干擾，提高了手術的適應性和可靠性。無論是磁牽引介入手術、體內超聲成像還是共聚焦超聲體內手術等精密手術，該配準方法都能適用。其通用性使得它可以廣泛應用于多種醫學領域的手術中，為不同類型的精密手術提供了統一的、精準的定位解決方案，有助于推動醫學領域手術技術的發展和進步。

27、根據本發明的一些實施例，在基于所述目標點和所述手術裝置執行器之間的坐標轉換關系向所述手術裝置發出手術操作指令之后，包括步驟：

28、在所述執行器對所述目標點進行操作過程中，監測所述醫學影像顯影裝置的位置以及目標點相對于所述醫學影像顯影裝置的位置；

29、若所述醫學影像顯影裝置的位置或目標點相對于所述醫學影像顯影裝置的位置，相對于初始位置的數值發生變化，再次獲取手術區域的圖像數據，識別所述圖像數據中目標點，并更新目標點相對于所述醫學影像顯影裝置的位置信息；

30、根據所述第一定位裝置的位置信息、更新后的所述目標點的位置信息、所述醫學影像顯影裝置的位置信息，更新手術裝置執行器的位置和姿態信息。

31、根據本發明的一些實施例，在基于所述目標點和所述手術裝置執行器之間的坐標轉換關系向所述手術裝置發出手術操作指令之后，包括步驟：

32、在所述執行器對所述目標點進行操作過程中，監測手術裝置末端執行器的動態位置信息；

33、根據末端執行器在術中的實時運動信息，更新手術裝置末端執行器相對于第二定位裝置的相對位置關系。

34、根據本發明的一些實施例，基于術中更新的目標點的位置和姿態信息，以及術中實時更新的手術裝置末端執行器的位置和姿態信息，基于更新后的所述目標點的位置和姿態信息和所述術中實時更新的手術裝置末端執行器的位置和姿態信息動態更新手術裝置末端執行器和目標點之間的空間坐標關系，輔助手術的精準介入。