[發明專利]手術機器人操作監測系統和方法

有效

• 申請號: 201410607109.1
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104306071A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 楊琨;魏煥東
• 申請（專利權）人: 合肥市嘉升電子科技有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.手術機器人操作監測系統，其特征在于：包括2組薄膜壓力傳感器及相應的壓力采集儀、第1攝像機、第2攝像機、視頻采集卡、中心控制器；

2組薄膜壓力傳感器分別安裝在手術機器人或手術機器人模擬器(以下統稱手術機器人)的左手托臺和右手托臺上，所述2組薄膜壓力傳感器通過壓力采集儀與中心控制器連接；

所述第1攝像機、第2攝像機以及來源于手術機器人成像系統的第3視頻信號、第4視頻信號與視頻采集卡連接；所述第3視頻信號和第4視頻信號是與實時傳輸患者手術部位的視頻數據至手術操作者視頻信號相同的視頻信號；

視頻采集卡與中心控制器連接。

2.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：還包括語音提醒單元；所述語音提醒單元與中心控制器連接。

3.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：所述薄膜式壓力傳感器是電阻式、電容式或壓電式薄膜壓力傳感器；所述薄膜式壓力傳感器采用單元式、組合式或陣列式進行組合并覆蓋托臺整個表面，當手術操作者的前臂支撐于托臺表面的任何位置時，薄膜式傳感器都可以感應到。

4.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：所述第1攝像機安裝于手術操作者的正前方；第1攝像機的視角中心與左手托臺、右手托臺的中心連線重合，第1攝像機的高度與左手托臺、右手托臺表面等高，第1攝像機的視角范圍能完整的覆蓋手術操作者的左前臂、右前臂和左手托臺、右手托臺的接觸處。

5.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：所述第2攝像機安裝位置要求其視角覆蓋整個手術場所，用于記錄手術室內的狀況和手術者的坐姿；第2攝像機水平放置，其視角中心與手術者坐下時的整個人體的中心重合。

6.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：所述壓力采集儀通過RS232、USB或者以太網接口與中心控制器的接口連接。

7.根據權利要求1所述的手術機器人操作監測系統，其特征在于：所述中心控制器是具有RS232、網口、USB接口且主板具有PCIE×4或者以上的工控機、PC機或服務器。

8.手術機器人的操作監測方法，包括以下步驟：

(1)設備安裝：將2組薄膜壓力傳感器分別安裝在手術機器人或手術機器人模擬器(以下統稱手術機器人)的左手托臺和右手托臺上，并使每組薄膜壓力傳感器覆蓋所安裝托臺的整個表面；

將第1攝像機安裝于手術操作者的正前方；第1攝像機的視角中心與左手托臺、右手托臺的中心連線重合，第1攝像機的高度與左手托臺、右手托臺表面等高，第1攝像機的視角范圍能完整的覆蓋手術操作者的左前臂、右前臂和左手托臺、右手托臺的接觸處；

安裝第2攝像機，要求第2攝像機的視角覆蓋整個手術場所，用于記錄手術室內的狀況和手術者的坐姿；第2攝像機水平放置，其視角中心與手術者坐下時的整個人體的中心重合；

(2)設備連接：將2組薄膜壓力傳感器通過壓力采集儀與中心控制器連接；

將第1攝像機、第2攝像機以及來源于手術機器人成像系統的第3視頻信號、第4視頻信號與視頻采集卡連接，再將視頻采集卡與中心控制器連接；所述第3、4視頻信號與手術機器人成像系統的視野相同；

(3)手術過程開始，軟件運行，同時開啟壓力數據和視頻數據的實時采集，處理和存儲；

(4)當手術操作者前臂脫離托臺，安裝在托臺上壓力傳感器即傳輸無壓力數據，軟件對脫離時間和脫離持續時間記錄，并語音告警；

(5)當觀摩專家對操作過程中的不規范動作進行標記時，軟件對標記的時間和標記的持續時間記錄，并發出語音告警；專家通過鼠標的左鍵，右鍵和滾輪分別標記不同等級的不規范動作，當專家按下左鍵，右鍵和滾輪時，實時畫面會用不同的顏色在不規范動作處以光標所在位置為圓心以光標拖拽范圍為半徑畫圓進行標記；

(6)對手術過程實時采集的壓力數據和視頻數據進行處理和存儲，并對手術過程中的壓力異常和專家標記情況進行統計，給予評價；

(7)可以對整個手術過程回放，或者回放壓力出現異常時的壓力數據和視頻圖像，或者回放專家標記時的壓力數據和視頻圖像。