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CN106725711A - 骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法 - Google Patents

骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法 Download PDF

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CN106725711A
CN106725711A CN201611144542.1A CN201611144542A CN106725711A CN 106725711 A CN106725711 A CN 106725711A CN 201611144542 A CN201611144542 A CN 201611144542A CN 106725711 A CN106725711 A CN 106725711A
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CN
China
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force
grinding
bone
sclerotin
bone drill
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Pending
Application number
CN201611144542.1A
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English (en)
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高鹏
胡颖
赵世佳
赵保亮
孙宇
张建伟
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Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
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Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
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Abstract

本发明公开了一种骨质磨削机器人,其包括有:一骨钻,用于磨削病灶骨质;一机械臂,用于驱使骨钻运动;一多维力传感器,用于采集骨钻磨削病灶骨质时所产生的作用力;一机器人控制器,所述骨钻、机械臂和多维力传感器分别电性连接于机器人控制器,其中:所述机器人控制器用于将多维力传感器采集的作用力分解为沿病灶骨质切面的切向力和沿骨钻轴心的轴向力,以及用于控制机械臂的运动姿态,以令所述切向力保持在预设值,并根据轴向力的力值得出骨钻对病灶骨质的磨削深度位置。本发明可简化运算处理过程、可判断磨削深度,进而提高手术精度,以及提高手术准确性与安全性。

Description

骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法
技术领域
本发明涉及椎板磨削手术设备,尤其涉及一种骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法。
背景技术
椎板减压手术通过扩大空间来释放被压迫的脊神经,恢复其功能,已广泛应用于治疗患有腰间盘突出和腰椎管狭窄症的患者。椎板减压手术成功的关键在于如何保证合适的椎板剩余量。过小的椎板剩余量可能会破坏椎管中的脊神经,而过大又无法达到脊神经减压的效果。术中,医生需要长时间在狭小的空间内完成多个手术操作,所以一般的医生难以实现。而且,由于椎板的特殊位置,所以椎板减压手术对手术的精度、安全性要求非常高。椎板减压手术一直被认为是高风险骨科手术之一。
随着计算机和微电子技术以及医学科学的迅猛发展,各种计算机辅助医疗技术和设备正在医学领域中得到越来越广泛的应用。相比于医生手工操作,计算机辅助手术系统在某些方面具有极大的优势。机器人高精确的定位可以改善过去医生单凭主观判断和手术经验来完成手术操作的状况。机器人代替医生进行手术可以避免外科医生长时间手术而带来的疲劳,以及可能造成外科医生手臂颤动。而且机器人还具有稳定高性、不怕辐射和感染等特点。使用高精度的计算机辅助手术系统进行脊椎磨削操作可以有效地避免因医生操作疲劳而造成手术失败,从而提高手术的精度和降低手术风险
现有技术中,中国专利201010557067.7中提出一种六自由度颈椎骨磨削并联机器人,采用六自由度的并联机器人完成人工颈椎间盘置换手术中假体和骨配合面的定位和磨削操作,但是该系统结构复杂,并联机械臂刚度不足,误差较大。国外专利中,专利US2002/0038118中所涉及到的一种并联导向装置及其计算机辅助定位系统,起导向定位装置体积较小,能够固定在患者脊柱上,但该装置只具备导向作用,无法自主进行手术操作,从而限制了其临床应用。现有的手术机器人控制方法多种多样,如中国专利201010577915.0一种椎板减压脊柱手术机械臂,它由连接固定机构、伸缩机构、刀具旋转机构、导向保护托、环形水幕机构等组成,该构型机械臂能自动适应椎板下表面凸凹变化直接进行椎板全厚度切除,但这是一种半自动化的切除方式,缺乏自动化控制能力。
由此可见,现有的椎板磨削手术设备普遍存在系统复杂、手术精度低、缺乏自动控制性能,使得医生的工作强度较高,同时,骨钻在骨质内的磨削位置难以确定,因而无法保证手术的准确性和安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种可简化系统结构、可简化运算处理过程、可判断磨削深度,进而提高手术精度,降低医生的工作强度,并提高手术准确性与安全性的骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案。
一种骨质磨削机器人,其包括有:一骨钻,用于磨削病灶骨质;一机械臂,用于驱使骨钻运动;一多维力传感器,用于采集骨钻磨削病灶骨质时所产生的作用力;一机器人控制器,所述骨钻、机械臂和多维力传感器分别电性连接于机器人控制器,其中:所述机器人控制器用于将多维力传感器采集的作用力分解为沿病灶骨质切面的切向力和沿骨钻轴心的轴向力,以及用于控制机械臂的运动姿态,以令所述切向力保持在预设值,并根据轴向力的力值得出骨钻对病灶骨质的磨削深度位置。
优选地,所述机器人控制器包括力学处理单元和模糊控制器,所述力学处理单元用于将多维力传感器采集的作用力分解为沿病灶骨质切面的切向力和沿骨钻轴心的轴向力;所述模糊控制器用于将力学处理单元分解得出的切向力进行模糊运算,根据运算结果实时调整机械臂的运动姿态,以令所述切向力保持在预设值。
优选地,所述多维力传感器为六维力传感器。
优选地,还包括有一浮动支架,所述机械臂设于浮动支架上,所述浮动支架对所述机械臂进行定位和支撑。
一种椎板磨削手术机器人控制系统,其包括有:骨质磨削机器人;一手术床,设于所述机械臂下方;一扫描装置,用于对人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质;一靶点定位装置,用于采集骨钻和病灶骨质的空间位置信息;一图像导航控制器,所述骨质磨削机器人、扫描装置和红外光学定位仪分别电性连接于图像导航控制器,所述图像导航控制器用于接收所述CT影像和空间位置信息,以及生成磨削路径信息并发送至所述骨质磨削机器人,所述骨质磨削机器人按照该磨削路径信息而磨削椎板。
优选地,所述扫描装置为C形臂。
优选地,所述靶点定位装置为红外线定位仪。
一种椎板磨削手术机器人控制方法,该方法基于一系统实现,所述系统包括有一骨质磨削机器人、一手术床、一扫描装置、一靶点定位装置及一图像导航控制器,所述骨质磨削机器人包括有一骨钻、一机械臂、一多维力传感器及一机器人控制器,所述方法包括如下步骤:步骤S1,利用所述扫描装置对手术床上的病人人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质;步骤S2,利用靶点定位装置采集骨钻和病灶骨质的空间位置信息;步骤S3,结合所述CT影像和所述空间位置信息,在图像导航控制器上生成磨削路径信息;步骤S4,所述图像导航控制器将磨削路径信息发送至骨质磨削机器人;步骤S5,所述机器人控制器控制控制机械臂按所述磨削路径信息运动;步骤S6,所述多维力传感器采集骨钻磨削病灶骨质时所产生的作用力,并将该作用力上传至机器人控制器;步骤S7,所述机器人控制器将多维力传感器采集的作用力分解为沿病灶骨质切面的切向力和沿骨钻轴心的轴向力;步骤S8,所述机器人控制器控制机械臂的运动姿态,以令所述切向力保持在预设值,并根据轴向力的力值得出骨钻对病灶骨质的磨削深度位置。
优选地,所述机器人控制器包括力学处理单元和模糊控制器,所述力学处理单元用于将多维力传感器采集的作用力分解为沿病灶骨质切面的切向力和沿骨钻轴心的轴向力;所述模糊控制器用于将力学处理单元分解得出的非线性切向力进行模糊运算,根据运算结果实时调整机械臂的运动姿态,以令所述切向力保持在预设值。
优选地,所述机器人控制器预置有轴向力参数,所述轴向力参数包括有对应外层骨皮质的力值、对应骨松质层的力值和对应内层骨皮质层的力值,所述机器人控制器将所述轴向力参数与所述力学处理单元分解得出的轴向力作对比,进而判断骨钻的磨削位置,并且当所述骨钻磨削至内层骨皮质层时,控制骨钻停止磨削。
本发明公开的骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法中,利用多维力传感器采集骨钻磨削病灶骨质时所产生的作用力,机器人控制器基于该作用力可实现对机械臂的闭环控制,所述机器人控制器接收到作用力后,即根据作用力的大小方向,以及骨钻与病灶骨质之间的几何关系,分解得出切向力和轴向力,所述机器人控制器对机械臂进行控制的过程中,令所述切向力保持在预设值,只需针对轴向力进行运算、处理,并且仅调整骨钻的轴向位移即能控制病灶骨质的磨削深度位置,从而完成骨质磨削手术。本发明相比现有技术而言,避免了直接对多维作用力进行复杂处理,因而大大简化了系统结构和运算过程,使得机器人控制器的处理速度和控制精度得以提高,同时,由于骨质在不同层次、位置的骨密度不同,因此磨削时所产生的轴向力也不同,基于该原理,本发明仅根据轴向力的力值即可得出骨钻的磨削深度位置,使得手术精度更高,从而提高了手术的准确性与安全性。
附图说明
图1为本发明椎板磨削手术机器人控制系统的组成框图。
图2为本发明优选实施例中骨质磨削机器人的结构图。
图3为骨钻磨削病灶骨质时的力学关系示意图。
图4为本发明椎板磨削手术机器人控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种骨质磨削机器人,结合图1至图3所示,其包括有一骨钻101、一机械臂102、一多维力传感器103及一机器人控制器104,其中:
所述骨钻101用于磨削病灶骨质110;
骨钻101设置于机械臂102的末端,所述机械臂102用于驱使骨钻101运动;
所述多维力传感器103用于采集骨钻101磨削病灶骨质110时所产生的作用力;多维力传感器103可以设置于骨钻101上,或设置于骨钻101与机械臂102之间等等。
所述骨钻101、机械臂102和多维力传感器103分别电性连接于机器人控制器104,其中:
机器人控制器104用于将多维力传感器103采集的作用力分解为沿病灶骨质110切面的切向力F1和沿骨钻101轴心的轴向力F2;
所述机器人控制器104进一步用于控制机械臂102的运动姿态,以令所述切向力F1保持在预设值,并根据轴向力F2的力值得出骨钻101对病灶骨质110的磨削深度位置。
磨削深度位置从外向内依次包括外皮骨皮层、骨松层和内层骨皮层。
上述骨质磨削机器人中,利用多维力传感器103采集骨钻101磨削病灶骨质110时所产生的作用力,机器人控制器104基于该作用力可实现对机械臂102的闭环控制,所述机器人控制器104接收到作用力后,对其进行分解,请参照图3,即根据作用力的大小方向,以及骨钻101与病灶骨质110之间的几何关系,分解得出切向力F1和轴向力F2,所述机器人控制器104对机械臂102进行控制的过程中,令所述切向力F1保持在预设值,只需针对轴向力F2进行运算、处理,并且仅调整骨钻101的轴向位移即能控制病灶骨质110的磨削深度,从而完成骨质磨削手术。本发明相比现有技术而言,避免了直接对多维作用力进行复杂处理,因而大大简化了系统结构和运算过程,使得机器人控制器104的处理速度和控制精度得以提高,同时,由于骨质在不同层次、位置的骨密度不同,因此磨削时所产生的轴向力也不同,基于该原理,本发明仅根据轴向力F2的力值即可得出骨钻101的磨削深度位置,使得手术精度更高,从而提高了手术的准确性与安全性。
数据处理过程中,由于多维力传感器103采集的作用力实时变化,因而机器人控制器104需要对大量非线性的切向力F1值进行运算,方可实现对切向力的恒力控制,为简化运算过程,本实施例优选采用模糊控制方式,具体是指,所述机器人控制器104内置有模糊控制器106,所述模糊控制器106用于将力学处理单元105分解得出的非线性切向力F1进行模糊运算,根据运算结果实时调整机械臂102的运动姿态,以令所述切向力F1保持在预设值。
上述力学处理单元105和模糊控制器106均为机器人控制器104编程的程序模块,用以实现上述运算功能。
作为一种优选方式,所述多维力传感器103为六维力传感器。即能够采集六个方向的力矩分量。
本实施例中,骨质磨削机器人100还包括有浮动支架107和电机驱动装置(未标示),所述机械臂102和电机驱动装置设于浮动支架107上,所述浮动支架107对机械臂102进行定位和支撑,电机驱动装置通过驱动钢丝绳将动力传递给机械臂102。换句话说,骨钻101、机械臂102、电机驱动机构和多维力传感器103组成磨削机构108,该磨削机构108安装于浮动支架107,浮动支架107滑动设置于手术床上,用于对磨削机构108进行粗定位;进一步地,滑动支架107的末端设置棘突(未标示),棘突夹固在患者的棘突上用于随着患者的呼吸、心脏跳动等生理运动实现浮动装置的自我调节;设置于浮动支架107上的电机驱动装置可驱使磨削机构108整体移动,当机械臂102到达目标位置,再由机械臂102驱使骨钻101进行磨削操作。其中:
机械臂102为4自由度电的串联磨削机械臂,其中4自由度串联磨削机械臂由一个移动自由度和3个旋转自由度组成。
上述结构的骨质磨削机器人可应用于椎板磨削手术中,该骨质磨削机器人的机械结构部分可参见申请号为201610268677.2、公开日为2016.10.12、名称为一种脊柱椎板磨削机构的发明专利申请说明书。
为了完善骨质磨削机器人的控制过程,本发明还公开一种椎板磨削手术机器人控制系统,结合图1至图3所示,该系统包括有一骨质磨削机器人100、一手术床200、一扫描装置300、一靶点定位装置400及一图像导航控制器500,其中:
所述手术床200设于所述机械臂102下方;
所述扫描装置300用于对人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质110;
所述靶点定位装置400用于采集骨钻101和病灶骨质110的空间位置信息;
所述骨质磨削机器人100、扫描装置300和红外光学定位仪400分别电性连接于图像导航控制器500,所述图像导航控制器500用于接收所述CT影像和空间位置信息,以及生成磨削路径信息并发送至所述骨质磨削机器人100,所述骨质磨削机器人100按照该磨削路径信息而磨削椎板。
进一步地,所述扫描装置300为C形臂。所述靶点定位装置400为红外线定位仪。
上述椎板磨削手术机器人控制系统:利用C形臂为手术对象进行术前与术中扫描生成CT图像;利用浮动支架107对磨削机构108进行定位、支撑和位置调整;利用红外线定位仪确定磨削机构108、浮动支架107及手术对象的空间位置,并将空间位置信息传送到图像导航控制器500中;利用图像导航控制器500读取CT图像并结合磨削机构108、浮动支架107和手术对象的空间位置信息进行三维重建、空间定位配准及手术规划;利用骨质磨削机器人100的机器人控制器104获取空间位置和手术规划信息,从而向磨削机构发送指令,磨削机构在指令控制下实现手术定位和椎板磨削操作。在椎板磨削过程中,采用模糊控制的方法使骨钻末端在水平方向保持恒力磨削,而轴向力则由于骨质的不同而大小不同,并以此进行磨削过程中的安全控制。
为了更好地描述本发明的技术方案,结合图1至图4所示,本发明还公开了一种椎板磨削手术机器人控制方法,该方法基于一系统实现,所述系统包括有一骨质磨削机器人100、一手术床200、一扫描装置300、一靶点定位装置400及一图像导航控制器500,所述骨质磨削机器人100包括有一骨钻101、一机械臂102、一多维力传感器103及一机器人控制器104,所述方法包括如下步骤:
步骤S1,利用所述扫描装置300对手术床200上的病人人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质110;
步骤S2,利用靶点定位装置400采集骨钻101和病灶骨质110的空间位置信息;
步骤S3,结合所述CT影像和所述空间位置信息,在图像导航控制器500上生成磨削路径信息;
步骤S4,所述图像导航控制器500将磨削路径信息发送至骨质磨削机器人100;
步骤S5,所述机器人控制器104控制控制机械臂102按所述磨削路径信息运动;
步骤S6,所述多维力传感器103采集骨钻101磨削病灶骨质110时所产生的作用力,并将该作用力上传至机器人控制器104;
步骤S7,所述机器人控制器104将多维力传感器103采集的作用力分解为沿病灶骨质110切面的切向力F1和沿骨钻101轴心的轴向力F2;
步骤S8,所述机器人控制器104控制机械臂102的运动姿态,以令所述切向力F1保持在预设值,并根据轴向力F2的力值得出骨钻101对病灶骨质110的磨削深度位置。
为了实现对磨削深度位置的准确判断,本发明对应各骨质层的密度分布设置了相关参数,具体是指,所述机器人控制器104预置有轴向力参数,所述轴向力参数包括有对应外层骨皮质111的力值、对应骨松质层112的力值和对应内层骨皮质层113的力值,所述机器人控制器104将所述轴向力参数与所述力学处理单元105分解得出的轴向力F2作对比,进而判断骨钻101的磨削位置,并且当所述骨钻101磨削至内层骨皮质层113时,控制骨钻101停止磨削。
手术过程中,首先对患者脊柱进行术前CT扫描,获取脊柱CT图像确定病灶位置,再对磨削机构和浮动支架进行消毒、摆位等医学处理,然后磨削机构初始化,在手术对象棘突上安装棘突夹,并布置标志点于棘突夹上。红外线定位仪获取磨削机构108、浮动支架107及手术对象的空间位置,图像导航控制器500根据扫描后得到的CT图像,对病人的脊柱3D图像重建。基于脊柱3D图像模型,医生进行诊断分析从而做出手术路径规划。机器人控制器据医生的手术路径规划信息和磨削机构108、浮动支架107及手术对象的空间位置信息向磨削机构发送指令,磨削机构在指令控制下实现手术定位和椎板磨削操作。术中,机器人控制器通过分析多维力传感器反馈的力信号,实时地对磨削状态进行感知判断,并作出相应的控制处理,直到椎板磨削手术操作结束。
上述椎板磨削手术机器人控制方法中,请参照图3,切向力是指将获取的切向的力信号实时的导入模糊控制器中,使骨钻在磨削过程中可以保持一个大小恒定的切向力。通过调整骨钻在椎板中的磨削深度,使水平切向力控制在一个波动很小的范围内,这样不仅可以提高磨削的效率,同时简化了磨削状态感知中力信号的处理。关于轴向力,由于切向力可认为是一个恒定值,而轴向力由于骨质的疏密程度不同,在骨密质的力较大,骨松质较小。通过磨削实验中分别确定一个在骨密质和骨松质的轴向力范围,使在手术中可以通过磨削中轴向力的不同来确定骨钻末端的磨削状态。当处于外层骨皮质或则骨松质层时,使骨钻继续磨削;而在内层骨皮质层时,则立即停止。
本发明公开的骨质磨削机器人、椎板磨削手术机器人控制系统及方法中,系统结构简单、且功能易于实现,整体开发成本较低,便于临床应。同时,本发明采用模糊控制的方式保证磨削过程中切向力恒定,而保证磨削效率。此外,通过磨削过程中的接触力分解,在磨削过程中只需要监测轴向力就可以判断磨削的状态,从而使安全控制更易实现。
以上所述只是本发明较佳的实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等,均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种骨质磨削机器人,其特征在于,包括有:
一骨钻(101),用于磨削病灶骨质(110);
一机械臂(102),用于驱使骨钻(101)运动;
一多维力传感器(103),用于采集骨钻(101)磨削病灶骨质(110)时所产生的作用力;
一机器人控制器(104),所述骨钻(101)、机械臂(102)和多维力传感器(103)分别电性连接于机器人控制器(104)其中:
所述机器人控制器(104)用于将多维力传感器(103)采集的作用力分解为沿病灶骨质(110)切面的切向力(F1)和沿骨钻(101)轴心的轴向力(F2),以及用于控制机械臂(102)的运动姿态,以令所述切向力(F1)保持在预设值,并根据轴向力(F2)的力值得出骨钻(101)对病灶骨质(110)的磨削深度位置。
2.如权利要求1所述的骨质磨削机器人,其特征在于,,所述机器人控制器(104)包括力学处理单元(105)和模糊控制器(106),所述力学处理单元(105)用于将多维力传感器(103)采集的作用力分解为沿病灶骨质(110)切面的切向力(F1)和沿骨钻(101)轴心的轴向力(F2);所述模糊控制器(106)用于将力学处理单元(105)分解得出的所述切向力(F1)进行模糊运算,根据运算结果实时调整机械臂(102)的运动姿态,以令所述切向力(F1)保持在预设值。
3.如权利要求1所述的骨质磨削机器人,其特征在于,所述多维力传感器(103)为六维力传感器。
4.如权利要求1所述的骨质磨削机器人,其特征在于,还包括有一浮动支架(107),所述机械臂(102)设于浮动支架(107)上,所述浮动支架(107)对所述机械臂进行定位和支撑。
5.一种椎板磨削手术机器人控制系统,其特征在于,包括有:
如权利要求1至3任一项所述的骨质磨削机器人(100);
一手术床(200),设于所述机械臂(102)下方;
一扫描装置(300),用于对人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质(110);
一靶点定位装置(400),用于采集骨钻(101)和病灶骨质(110)的空间位置信息;
一图像导航控制器(500),所述骨质磨削机器人(100)、扫描装置(300)和红外光学定位仪(400)分别电性连接于图像导航控制器(500),所述图像导航控制器(500)用于接收所述CT影像和空间位置信息,以及生成磨削路径信息并发送至所述骨质磨削机器人(100),所述骨质磨削机器人(100)按照该磨削路径信息而磨削椎板。
6.如权利要求5所述的椎板磨削手术机器人控制系统,其特征在于,所述扫描装置(300)为C形臂。
7.如权利要求5所述的椎板磨削手术机器人控制系统,其特征在于,所述靶点定位装置(400)为红外线定位仪。
8.一种椎板磨削手术机器人控制方法,其特征在于,该方法基于一系统实现,所述系统包括有一骨质磨削机器人(100)、一手术床(200)、一扫描装置(300)、一靶点定位装置(400)及一图像导航控制器(500),所述骨质磨削机器人(100)包括有一骨钻(101)、一机械臂(102)、一多维力传感器(103)及一机器人控制器(104),所述方法包括如下步骤:
步骤S1,利用所述扫描装置(300)对所述手术床(200)上的病人人体脊柱进行扫描而获得CT影像,以呈现人体脊柱上的病灶骨质(110);
步骤S2,利用靶点定位装置(400)采集骨钻(101)和病灶骨质(110)的空间位置信息;
步骤S3,结合所述CT影像和所述空间位置信息,在图像导航控制器(500)上生成磨削路径信息;
步骤S4,所述图像导航控制器(500)将磨削路径信息发送至骨质磨削机器人(100);
步骤S5,所述机器人控制器(104)控制控制机械臂(102)按所述磨削路径信息运动;
步骤S6,所述多维力传感器(103)采集骨钻(101)磨削病灶骨质(110)时所产生的作用力,并将该作用力上传至机器人控制器(104);
步骤S7,所述机器人控制器(104)将多维力传感器(103)采集的作用力分解为沿病灶骨质(110)切面的切向力(F1)和沿骨钻(101)轴心的轴向力(F2);
步骤S8,所述机器人控制器(104)控制机械臂(102)的运动姿态,以令所述切向力(F1)保持在预设值,并根据轴向力(F2)的力值得出骨钻(101)对病灶骨质(110)的磨削深度位置。
9.如权利要求8所述的椎板磨削手术机器人控制方法,其特征在于,所述机器人控制器(104)包括力学处理单元(105)和模糊控制器(106),所述力学处理单元(105)用于将多维力传感器(103)采集的作用力分解为沿病灶骨质(110)切面的切向力(F1)和沿骨钻(101)轴心的轴向力(F2);所述模糊控制器(106)用于将力学处理单元(105)分解得出的切向力(F1)进行模糊运算,根据运算结果实时调整机械臂(102)的运动姿态,以令所述切向力(F1)保持在预设值。
10.如权利要求9所述的椎板磨削手术机器人控制方法,其特征在于,所述机器人控制器(104)预置有轴向力参数,所述轴向力参数包括有对应外层骨皮质(111)的力值、对应骨松质层(112)的力值和对应内层骨皮质层(113)的力值,所述机器人控制器(104)将所述轴向力参数与所述力学处理单元(105)分解得出的轴向力(F2)作对比,进而判断骨钻(101)的磨削位置,并且当所述骨钻(101)磨削至内层骨皮质层(113)时,控制骨钻(101)停止磨削。
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