[發明專利]手術機器人及末端器械的控制方法、控制裝置、存儲介質

有效

• 申請號: 201910854104.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110464469B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王建辰;高元倩;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 深圳市精鋒醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/37
• 分類號: A61B34/37;A61B17/00;A61B90/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種手術機器人及末端器械的控制方法、控制裝置、存儲介質。該方法包括：結合分解獲得的各組位姿信息集合計算機械臂遠端的第一目標位姿信息、圖像末端器械的第二目標位姿信息、各受控操作末端器械的第三目標位姿信息及各受控操作末端器械的第四目標位姿信息；在各目標位姿信息均有效時，根據第一目標位姿信息控制機械臂運動，根據第二目標位姿信息控制圖像末端器械對應的操作臂運動以使圖像末端器械保持于當前位姿，根據各第三目標位姿信息控制對應受控操作末端器械的操作臂運動，根據各第四目標位姿信息控制對應非受控操作末端器械的操作臂運動。本發明有利于術中在保持視野不變的前提下，擴大操作末端器械的操作空間。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，特別是涉及一種手術機器人及末端器械的控制方法、控制裝置、存儲介質。

背景技術

微創手術是指利用腹腔鏡、胸腔鏡等現代醫療器械及相關設備在人體腔體內部施行手術的一種手術方式。相比傳統手術方式微創手術具有創傷小、疼痛輕、恢復快等優勢。

隨著科技的進步，微創手術機器人技術逐漸成熟，并被廣泛應用。微創手術機器人通常包括主操作臺及從操作設備，主操作臺包括手柄，醫生通過操作手柄向從操作設備發送控制命令，從操作設備包括機械臂及安裝于機械臂遠端的多個操作臂，操作臂具有末端器械，在工作狀態時，末端器械跟隨手柄移動，以實現遠程手術操作。

末端器械包括提供手術視野的圖像末端器械及執行手術操作的操作末端器械，常期望手術時在固定視野下為操作末端器械提供更大的運動范圍(即操作空間，亦可理解為靈活性)，但由于受限于操作臂自身運動范圍較小，可以考慮結合機械臂的運動來擴大其運動范圍。然而，機械臂遠端位姿的改變又容易導致不期望的視野發生改變的問題，可能影響手術安全性。

發明內容

基于此，有必要提供一種可擴大操作末端器械運動范圍的同時保持視野不變的手術機器人及末端器械的控制方法、控制裝置、存儲介質。

一方面，提供一種手術機器人中末端器械的控制方法，所述控制方法包括：獲取步驟，獲取各所述受控操作末端器械的初始目標位姿信息；分解步驟，分解各所述初始目標位姿信息分別獲得一組位姿信息集合，每組所述位姿信息集合包括所述機械臂遠端在第一坐標系的第一分量目標位姿信息及所述受控操作末端器械在第二坐標系的第二分量目標位姿信息，第一坐標系指所述機械臂的基坐標系，第二坐標系指所述機械臂的工具坐標系；第一判斷步驟，對各組所述位姿信息集合的有效性進行判斷；計算步驟，在至少有一組所述位姿信息集合有效、且在所述圖像末端器械及各所述非受控操作末端器械均保持于當前位姿的條件下，結合各組所述位姿信息集合計算所述機械臂遠端在第一坐標系的第一目標位姿信息、所述圖像末端器械在第二坐標系的第二目標位姿信息、各所述受控操作末端器械分別在第二坐標系的第三目標位姿信息及各所述非受控操作末端器械分別在第二坐標系的第四目標位姿信息；第二判斷步驟，對所述第一至第四目標位姿信息的有效性進行判斷；控制步驟，在所述第一至第四目標位姿信息均有效時，根據所述第一目標位姿信息控制所述機械臂運動以使所述機械臂遠端到達對應的目標位姿，根據所述第二目標位姿信息控制所述圖像末端器械對應的操作臂運動以使所述圖像末端器械保持于當前位姿，根據各所述第三目標位姿信息控制對應所述受控操作末端器械的操作臂運動以使所述受控操作末端器械到達對應的目標位姿，并根據各所述第四目標位姿信息控制對應于所述非受控操作末端器械的操作臂運動以使各所述非受控操作末端器械保持于當前位姿。

其中，所述受控操作末端器械為一個，且所述位姿信息集合有效時，所述計算步驟包括：在所述機械臂遠端到達與所述第一分量目標位姿信息對應的目標位姿的條件下，換算所述圖像末端器械的當前位姿信息獲得其在第二坐標系的目標位姿信息，并換算各所述非受控操作末端器械的當前位姿信息獲得其在第二坐標系的目標位姿信息；將所述第一分量目標位姿信息賦值成所述第一目標位姿信息，將所述圖像末端器械在第二坐標系的目標位姿信息賦值成所述第二目標位姿信息，將所述第二分量目標位姿信息賦值成所述第三目標位姿信息，將各所述非受控操作末端器械在第二坐標系的目標位姿信息賦值成相應所述非受控操作末端器械的第四目標位姿信息。