(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210281525.1 (22)申请日 2022.03.21 (71)申请人 上海工程 技术大学 地址 201620 上海市松江区龙腾路3 33号 (72)发明人 邱禧荷　张波　茹亚军　陈斌　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 叶敏华 (51)Int.Cl. G16H 20/40(2018.01) G06N 20/00(2019.01) G06F 40/30(2020.01) G06F 16/9535(2019.01) (54)发明名称 一种骨科机器人手术方案智能生成系统及 其方法 (57)摘要 本发明涉及一种骨科机器人手术方案智能 生成系统及其方法， 该系统包括语义知识数据 库、 智能认知引擎模块和方案选择模块， 其中， 智 能认知引擎模块分别与语义知识数据库、 方案选 择模块相连接， 语义知 识数据库连接有骨科机器 人单元， 智 能认知引擎模块用于接收患者信息、 接收用户指令以及分析确定出手术方案及对应 的骨科机器人； 语义知识数据库使用OWL构建而 成， 用于更新记录机器人不同手术任务的相应操 作信息； 方案选择模块用于提供机器人不同操作 指令给智能认知引擎模块。 与现有技术相比， 本 发明基于语义方法， 能够根据患者的具体要求和 可用的手术器械， 自动、 准确、 快速地生成对应的 手术方案， 有效提高骨科机 器人的工作效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114864045 A 2022.08.05 CN 114864045 A 1.一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在于， 包括语义知识数据库(1)、 智 能认知引擎模块(2)和方案选择模块(3)， 所述智能认知引擎模块(2)分别与语义知识数据 库(1)、 方案选择模块(3)相连接， 所述语义知识数据库(1)连接有骨科机器人单元(6)， 所述 智能认知引擎模块(2)用于接收患者信息、 接收用户指令以及分析确定出手术方案及对应 的骨科机器人； 所述语义知识数据库(1)使用OWL构建而成， 用于更新记录机器人不同手术任务的相应 操作信息； 所述方案 选择模块(3)用于提供机器人不同操作指令给智能认知引擎模块(2)。 2.根据权利要求1所述的一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在于， 所述语 义知识数据库(1)设置有依次连接的机器学习单元(4)和互联网平 台单元(5)， 所述互联网 平台单元(5)与智能认知引擎模块(2)交互连接， 所述互联网平 台单元(5)还与骨科机器人 单元(6)交互连接， 所述机器学习单元(4)用于学习机器人的操作历史数据， 以得到对应的 操作信息； 所述互联网平台单 元(5)用于实现数据信息的传输 。 3.根据权利要求2所述的一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在于， 所述智 能认知引擎模块(2)包括信息录入单元(8)、 智能计算单元(7)和人机交互单元(11)， 所述信 息录入单元(8)连接至智能计算单元(7)， 所述智能计算单元(7)分别与人机交互单元(11)、 互联网平台单元(5)交互连接， 所述智能计算单元(7)与方案选择模块(3)连接， 所述信息录 入单元(8)用于接收输入的患者信息； 所述人机交互单元(11)用于获取用户指令， 实现智能 计算单元(7)与用户之间的数据信息交互； 所述智能计算单元(7)根据患者信息， 从语义知 识数据库(1)进行查询， 并结合人机交互单元(11)获取的用户指令以及方案选择模块(3)提 供的操作指令， 确定出手术方案及对应的骨科机器人。 4.根据权利要求3所述的一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在于， 所述智 能计算单元(7)包括依次连接的查询子单元(9)和分析决策子单元(10)， 所述查询子单元 (9)与信息录入单元(8)相连接， 所述查询子单元(9)与互联网平台单元(5)交互连接， 所述 分析决策子单元(10)与人机交互单元(11)交互连接， 所述分析决策子单元(10)与方案选择 模块(3)相连接， 所述查询子单元(9)用于执行语义知识数据库(1)查询操作， 并将查询到的 手术任务操作信息传输给分析决策子单 元(10)； 所述分析决策子单元(10)将手术任务操作信息传输给人机交互单元(11)， 并接收人机 交互单元(11)获取的用户指 令以及方案选择模块(3)提供的操作指令， 通过分析决策， 确定 出相应的手术方案及 骨科机器人。 5.根据权利要求4所述的一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在于， 所述方 案选择模块(3)包括分别与分析决策子单元(10)相连接的动作单元(12)、 选择单元(13)、 损 伤等级单元(14)、 位置单元(15)、 固定方式单元(16)、 图像采集单元(17)、 年龄分布单元 (18)、 植入物涂层材 料单元(19)、 DoD单 元(20)。 6.根据权利要求1～5任一所述的一种骨科机器人手术方案智能生成系统， 其特征在 于， 所述骨科机器人 单元(6)包括多个分别设置有不同机器人要求属性的骨科机器人。 7.一种骨科机器人手术方案智能生成方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 用户在信息 录入单元输入患者信息；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114864045 A 2S2、 根据患者信息， 智能计算单元通过语义分析， 以从语义知识数据库查询得到手术任 务的相应操作信息， 并结合人机交互单元获取的用户指令以及方案选择模块提供的操作指 令， 确定出手术方案及对应的骨科机器人。 8.根据权利要求7所述的一种骨科机器人手术方案智能生成方法， 其特征在于， 所述患 者信息包括患者 年龄、 性别、 不 适症状以及生理疾病信息 。 9.根据权利要求7所述的一种骨科机器人手术方案智能生成方法， 其特征在于， 所述步 骤S2具体包括以下步骤： S21、 根据患者信息， 智能计算单元通过语义分析， 使用SPARQL查询语言执行信息检索， 以从语义知识数据库中查询得到手术任务的相应操作信息， 得 出初步手术方案； S22、 智能计算单元将初步手术方案发送至人机交互单元， 从人机交互单元获取用户反 馈的用户指令， 确定出修改后的手术方案； S23、 智能计算单元根据修改后的手术方案， 从方案选择模块获取对应的手术操作指 令， 进而确定出最终的手术方案及对应的骨科机器人； S24、 智能计算单元将最终的手术方案及对应的骨科机器人信息传输至骨科机器人单 元。 10.根据权利要求9所述的一种骨科机器人手术方案智能生成方法， 其特征在于， 所述 手术方案包括执行动作序列， 所述执行动作序列具体为： 图像采集、 光学跟踪定位、 手术视 野固定、 光学跟踪固定、 透视图像定位、 主控板传输、 路径规划、 控制移动、 导针插入、 骨植 入、 骨植入固定、 导针移除、 冲洗伤口。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114864045 A 3