A(X，Y，1)的空间变换矩阵Mfx4,以 及从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述股骨模型侧位图像坐标系L(X，Y，1)的空间 变换矩阵M匕
[0056] 步骤（4. 1)在所述股骨模型（3)水平放置时，所述C形臂X线机⑴自底向上获 取所述股骨模型（3)的正位图像，同时所述工作站（6)控制所述光学定位子系统（4)记录 所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到世界坐标系W(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵TP(M)，以及 所述靶罩示踪器坐标系F(X，Y，Z，1)到世界坐标系W(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵1(^，并按 下式计算在获取正位图像时从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述靶罩示踪器坐标 系F(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵Tpm :
[0057]Tp(M)=Tpm ? (Tf(料广1，
[0058] 步骤（4. 2)在所述股骨模型（3)水平放置时，所述C形臂X线机（1)位于所述股 骨模型（3)创伤部位一侧，获取所述侧位图像，同时所述工作站（6)控制所述光学定位子系 统（4)记录所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到世界坐标系W(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵 Tpm，以及所述靶罩示踪器坐标系F(X，Y，Z，1)到世界坐标系W(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵 Tfc^，并按下式计算在获取侧位图像时从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述靶罩 示踪器坐标系F(X，Y，Z，1)的空间变换矩阵Tp(f4:
[0059] T严D= TP_ ? O',")-1，
[0060] 所述空间变换矩阵Tp(F4)、TPM作为所述C形臂X线机（1)成像的外透视参数以 求取分别从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到正位图像以及到侧位图像时的空间变换 矩阵Mi、M〖x4之用，
[0061]步骤（4. 3)按下式计算从所述靶罩示踪器坐标系F(X，Y，Z，1)到所述股骨模型正 位图像坐标系A(X，Y，1)的空间变换矩阵T3x4(F4)以及从所述靶罩示踪器坐标系F(X，Y，Z，1) 到所述股骨模型侧位图像坐标系L(X，Y，1)的空间变换矩阵T3x4(f<，
【主权项】
1. 一种用于骨外科定位引导的手术机器人运动补偿方法，其特征在于，是在一种双平 面手术机器人运动补偿系统平台，以下简称系统中，依次按以下步骤实现的： 步骤（1)，构建一个所述的系统，包括C形臂X线机（1)、靶罩（2)、作为测试对象的股骨 模型（3)、光学定位子系统（4)、双平面手术机器人（5)和工作站（6)，其中： C形臂X线机（1)，用于获取手术中所述作为测试对象的股骨模型（3)，通过所述C形 臂X线机（1)的转动，能在所述股骨模型（3)水平放置时自底向上地获取股骨颈部位的正 位图像，或者从侧面获取所述股骨颈部位的侧位图像， 靶罩（2)，由靶罩标志点定标架和靶罩示踪器两部分构成，其中： 所述靶罩标志点定标架，用于在所述C形臂X线机（1)获取所述正位图像或侧位图像 后对所述C形臂X线机（1)进行标定，所述靶罩标志点定标架包括：所述靶罩（2)的底层塑 料板和顶层塑料板，其中： 在底层塑料板上，至少安放了作为标志点的6个直径为3_的钢珠，按数字"4"的形状 顺序排列， 在顶层塑料班上，至少安放了作为标志点的4个直径为2mm的钢珠，按正方形的形状从 左上角开始逆时针方向排列， 所述底层塑料板和顶层塑料板上、下平行地同轴放置，中间留有80mm~120mm的间距， 且用金属框架固定，构成了所述靶罩标志点定标架，上、下两层所述塑料板上的标志点既不 互相遮挡，也不妨碍识别在所述C形臂X线机（1)所获取的二维图像中各所述标志点所对 应的像素值，以实现对所述C形臂X线机（1)的标定， 所述靶罩示踪器，是垂直地连接在所述金属框架上、下周边之间的所述靶罩（2)的一 块侧面面板，上面固定着由刚性十字架连接且在所述刚性十字架的四个端部各装有一个反 光球的示踪器，用于跟踪所述靶罩（2)的空间位置， 所述靶罩（2)固定在所述C形臂X线机（1)的影像增强器上，所述顶部塑料板面向且 平行于所述影像增强器的平面， 股骨模型（3)，平放在牵引床上，用以模拟受试患者，在所述股骨模型（3)上端面的几 何中心刚性地固定患者示踪器，这是一个四个端部各安装着反光球的刚性十字架，在初始 位置，所述靶罩示踪器面对着所述股骨模型（3)的上端面，处于所述光学定位子系统（4)的 跟踪范围， 光学定位子系统（4)，是一个安装在三脚架上的CCD摄像机，面对所述股骨模型（3)，靠 人工移动， 双平面手术机器人（5)，在机身侧面固定着一个双平面手术机器人示踪器，也是一个 在四个端部各固定着一个反光球的刚性十字架，用于跟踪所述双平面手术机器人（5)的运 动，所述双平面手术机器人（5)平行且紧靠着所述牵引床，且使所述双平面手术机器人示 踪器面向所述股骨模型（3)的侧面， 工作站（6)，是一台上位计算机，三个控制信号输入端分别与所述C形臂X线机（1)、所 述光学定位子系统（4)和所述双平面手术机器人（5)对应的输出端相连，所述工作站（6) 内部置有：图像输入模块、图形交互模块、数据处理模块和双平面手术机器人注册与控制模 块； 步骤（2)建立所述双平面手术机器人运动补偿系统内涉及的各个坐标系及其相互变 换关系， 步骤（2. 1)所述坐标系是齐次加一的齐次坐标系，用h表示尺度因子，h = 1 : 步骤（2. 1. 1)靶罩示踪器坐标系F(X，Y，Z，h)，h = 1，原点为其中任意一个反光球的球 心，所述革E罩（2)内各个标志点i的坐标为fjx，y, z, 1)，i = 0, 1，2,. . .，9,其余各点的坐 标为f (X，y, z, 1)，各标志点的总合为I = 10， 步骤（2. 1. 2)患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)，其原点为其中任一反光球球心，各点的 坐标为 p (X，y, z, 1)， 步骤（2. 1.3)双平面手术机器人示踪器坐标系财(^2，1)，其原点为其中任一反光 球球心，各点的坐标为rt (X，y, z, 1)， 步骤（2. 1. 4)双平面手术机器人坐标系R(X，Y，Z，1)，其原点位于所述双平面手术机器 人（5)机身的几何中心，各点的坐标为r(x, y, z, 1)， 步骤（2.1.5)所述股骨模型（3)的正位图像坐标系A(X，Y，1)，左下角为所述坐标系的 原点，各点的坐标为a (X，y, 1)， 步骤（2.1.6)所述股骨模型（3)的侧位图像坐标系L(X，Y，1)，左下角为所述坐标系的 原点，各点的坐标为1 (X，y, 1)， 步骤（2. 1.7)所述光学定位子系统（4)自定义的坐标系：世界坐标系W(X，Y，Z，1)，是 Auto CAD的基本坐标系，各点坐标为w (X，y, z, 1)， 步骤（2. 2)建立各所述坐标系之间的空间变换矩阵： 步骤（2. 2. 1)TP(F4)表示当所述靶罩（2)的底层塑料板面对所述股骨模型（3)正面以获 取所述股骨模型（3)的正位图像时，从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述靶罩示踪 器坐标系F(X，Y，Z，1)的4*4空间变换矩阵， 步骤（2. 2. 2)T/4为当所述靶罩（2)的底层塑料板面对所述股骨模型（3)侧面以获取 所述股骨模型（3)的侧位图像时，从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述靶罩示踪器 坐标系F(X，Y，Z，1)的4*4空间变换矩阵， 步骤（2.2. 3)T3x4rA)为在获取所述股骨模型（3)的正位图像时从所述靶罩示踪器坐 标系F(X，Y，Z，1)到所述股骨模型（3)的正位图像坐标系A(X，Y，1)之间的3*4空间变换矩 阵， 步骤（2.2. 4)T3x4(f，为在获取所述股骨模型（3)的侧位图像时从所述靶罩示踪器坐 标系F(X，Y，Z，1)到所述股骨模型（3)的侧位图像坐标系L(X，Y，1)之间的3*4空间变换矩 阵， 步骤（2. 2. 5) M34x4为在获取所述股骨模型（3)的正位图像时从所述患者示踪器坐标系 P(X，Y，Z，1)到所述股骨模型（3)的正位图像坐标系A(X，Y，1)之间的3*4空间变换矩阵， 步骤（2.2.6)贼^为在获取所述股骨模型（3)的侧位图像时从所述患者示踪器坐标 系P(X，Y，Z，1)到所述股骨模型（3)的侧位图像坐标系L(X，Y，1)之间的3*4空间变换矩阵， 步骤（2. 2. 7) TPKt为从所述患者示踪器坐标系P(X，Y，Z，1)到所述双平面手术机器人示 踪器坐标系Rt (X，Y，Z，1)的4*4空间变换矩阵， 步骤（2. 2. 8) TKtK为从所述双平面手术机器人示踪器坐标系Rt (X，Y，Z，1)到所述双平 面手术机器人坐标系R(X，Y，Z，1)的4*4空间变换矩阵 步骤（2.2.9) TP(M)为在获取所述股骨模型（3)的正位图像时，从所述患者示踪器坐标 系P(X，Y，Z，1)到所述世界坐标系W(X，Y，Z，1)之间的空间变换矩阵， 步骤（2.2. 10)TF(M)为在获取所述股骨模型（3)的正位图像时，从所述靶罩示踪器坐 标系F(X，Y，Z，1)到所述世界坐标系W(X，Y，Z，1)之间的空间变换矩阵， 步骤（2.2. 11)TPM为在获取所述股骨模型（3)的侧位图像时，从所述患者示踪器坐 标系P(X，Y，Z，1)到所述世界坐标系W(X，Y，Z，1)之间的空间变换矩阵， 步骤（2.2. 12)