[發明專利]一種多孔腹腔手術機器人腹腔鏡自動導航方法

在審

• 申請號: 201811285372.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109330685A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 周正東
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.一種多孔腹腔手術機器人腹腔鏡自動導航方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1)，臨床手術醫生根據患者病灶所處區域，調整腹腔鏡的位姿，使得病灶位于手術視野且圖像清晰，并使兩個介入手術器械遠端位于視野內；對于每個介入手術器械遠端、其上均設有至少兩個用于標定其所在直線上的標記點，記錄各個標記點和其末端的距離；

步驟2)，計算出當前兩個介入手術器械遠端所在直線的交點坐標O₀、當前腹腔鏡的焦距f₀、以及當前兩個介入手術器械末端和手術視野圖像中心連線形成的夾角α₀；

步驟2.1)，獲取當前手術視野圖像及腹腔鏡的焦距f₀：利用圖像采集單元獲取當前手術視野的圖像，并記錄當前腹腔鏡的焦距f₀；

步驟2.2)，獲取兩個介入手術器械遠端上所有標記點的圖像坐標：根據手術視野圖像，檢測兩個介入手術器械遠端所有的標記點，記錄所有標記點的圖像坐標；

步驟2.3)，獲取兩個介入手術器械所在直線的方程及末端坐標：根據各個標記點的坐標，確定兩個介入手術器械遠端在手術視野圖像中的直線方程，并根據介入手術器械各個標記點和其末端的距離計算出每個介入手術器械的末端坐標；

步驟2.4)，根據兩個介入手術器械遠端在手術視野圖像中的直線方程計算出兩個介入手術器械遠端所在直線的交點坐標O₀；

步驟2.5)，計算出兩個介入手術器械末端與手術視野圖像中心連線形成的夾角α₀，令兩個介入手術器械末端分別為E₁、E₂，手術視野圖像中心為O，連接E₁O以及E₂O，則E₁O以及E₂O之間的夾角為α₀；

步驟3)，兩個介入手術器械遠端移動后，計算出兩個介入手術器械遠端所在直線的交點坐標O₁、兩個介入手術器械末端和手術視野圖像中心連線形成的夾角α₁；

步驟3.1)，獲取移動后的手術視野圖像；

步驟3.2)，根據移動后的手術視野圖像，檢測兩個介入手術器械遠端所有的標記點，記錄所有標記點的圖像坐標；

步驟3.3)，獲取移動后的兩個介入手術器械所在直線的方程及末端坐標：根據移動后的各個標記點的坐標，確定移動后兩個介入手術器械遠端在手術視野圖像中的直線方程，并根據介入手術器械各個標記點和其末端的距離計算出移動后每個介入手術器械的末端坐標；

步驟3.4)，根據移動后兩個介入手術器械遠端在手術視野圖像中的直線方程計算出移動后兩個介入手術器械遠端所在直線的交點坐標O₁；

步驟3.5)，計算出移動后兩個介入手術器械末端與手術視野圖像中心連線形成的夾角α₁；

步驟4)，計算夾角變化比例r，r＝α₁/α₀，根據r調整腹腔鏡的焦距f，f＝f₀/r；

步驟5)，調整腹腔鏡的姿態，使手術視野圖像的中心進行移動，位移大小和交點坐標O₀、O₁之間的位移相同。

2.根據權利要求1所述的多孔腹腔手術機器人腹腔鏡自動導航方法，其特征在于，所述兩個介入手術器械遠端均設置有三個球形標記點。