[發(fā)明專利]手術(shù)機(jī)器人及其控制方法、控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011472838.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112641513B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高元倩;王建辰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市精鋒醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種手術(shù)機(jī)器人及其控制方法、控制裝置。手術(shù)機(jī)器人具有操作臂及與操作臂耦接的控制器，操作臂包括相機(jī)臂及手術(shù)臂；控制器，被配置成執(zhí)行：獲取相機(jī)臂的可視區(qū)域；獲取配置的手術(shù)臂當(dāng)前位于可視區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)部位；基于可視區(qū)域限定目標(biāo)部位在可視區(qū)域內(nèi)運(yùn)動。本發(fā)明的手術(shù)機(jī)器人能夠限定手術(shù)臂的目標(biāo)部位在相機(jī)臂所提供的視野下進(jìn)行安全、可靠運(yùn)動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種手術(shù)機(jī)器人及其控制方法、控制裝置。

背景技術(shù)

微創(chuàng)手術(shù)是指利用腹腔鏡、胸腔鏡等現(xiàn)代醫(yī)療器械及相關(guān)設(shè)備在人體腔體內(nèi)部施行手術(shù)的一種手術(shù)方式。相比傳統(tǒng)手術(shù)方式微創(chuàng)手術(shù)具有創(chuàng)傷小、疼痛輕、恢復(fù)快等優(yōu)勢。

隨著科技的進(jìn)步，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人技術(shù)逐漸成熟，并被廣泛應(yīng)用。手術(shù)機(jī)器人包括主操作臺及從操作設(shè)備，從操作設(shè)備包括多個操作臂，這些操作臂包括具有圖像末端器械的相機(jī)臂及具有操作末端器械的手術(shù)臂。主操作臺包括顯示器及手柄。醫(yī)生在顯示器顯示的由相機(jī)臂提供的視野下操作手柄控制相機(jī)臂或手術(shù)臂運(yùn)動。

然而，在手柄控制下，手術(shù)臂的部分部位容易移動至相機(jī)臂的視野以外，手術(shù)臂例如其末端器械在位于視野以外的情況容易脫離醫(yī)生的掌控，進(jìn)而可能對患者造成意外傷害。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種能夠限定手術(shù)臂的目標(biāo)部位在相機(jī)臂所提供的視野下進(jìn)行安全、可靠運(yùn)動的手術(shù)機(jī)器人及其控制方法、控制裝置。

一方面，本發(fā)明提供了一種的控制方法，所述手術(shù)機(jī)器人具有操作臂，所述操作臂包括相機(jī)臂及手術(shù)臂，所述控制方法包括如下步驟：獲取所述相機(jī)臂的可視區(qū)域；獲取所述手術(shù)臂當(dāng)前位于所述可視區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)部位；基于所述可視區(qū)域限定所述目標(biāo)部位在所述可視區(qū)域內(nèi)運(yùn)動。

其中，獲取所述相機(jī)臂的可視區(qū)域的步驟包括：實(shí)時獲取所述相機(jī)臂當(dāng)前被配置的相機(jī)參數(shù)；根據(jù)所述相機(jī)參數(shù)獲得所述可視區(qū)域。

其中，所述相機(jī)參數(shù)包括視場角及景深，根據(jù)所述相機(jī)參數(shù)獲得所述可視區(qū)域的步驟包括：基于所述視場角和所述景深獲得所述可視區(qū)域。

其中，所述手術(shù)臂具有一個以上可被配置成所述目標(biāo)部位的特征部位，獲取所述手術(shù)臂當(dāng)前位于所述可視區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)部位的步驟包括：獲取所述手術(shù)臂可被配置成所述目標(biāo)部位的特征部位；判斷所述特征部位當(dāng)前是否位于所述可視區(qū)域內(nèi)；令判斷出當(dāng)前位于所述可視區(qū)域內(nèi)的所述特征部位為第一部位，基于所述第一部位獲取所述目標(biāo)部位。

其中，判斷所述特征部位當(dāng)前是否位于所述可視區(qū)域內(nèi)的步驟包括：獲取所述相機(jī)臂采集的所述可視區(qū)域的操作圖像；識別所述特征部位是否位于所述操作圖像內(nèi)；在所述特征部位位于所述操作圖像內(nèi)時，判斷出所述特征部位位于所述可視區(qū)域內(nèi)。

其中，判斷所述特征部位當(dāng)前是否位于所述可視區(qū)域內(nèi)的步驟包括：獲取所述手術(shù)臂的運(yùn)動學(xué)模型及所述手術(shù)臂中各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)變量；結(jié)合所述運(yùn)動學(xué)模型及所述關(guān)節(jié)變量確定所述特征部位在參考坐標(biāo)系的位置；轉(zhuǎn)換所述可視區(qū)域為在參考坐標(biāo)系的位置范圍；判斷所述特征部位的位置是否位于所述位置范圍內(nèi)；在所述特征部位位于所述位置范圍內(nèi)時，判斷出所述特征部位位于所述可視區(qū)域內(nèi)。

其中，基于所述第一部位獲取配置的所述目標(biāo)部位的步驟包括：根據(jù)所述第一部位生成含有關(guān)聯(lián)于可供配置成所述目標(biāo)部位的特征部位的控件的配置界面；獲取通過所述配置界面的控件配置的所述目標(biāo)部位。

其中，根據(jù)所述第一部位生成含有關(guān)聯(lián)于可供配置成所述目標(biāo)部位的特征部位的控件的配置界面的步驟包括：獲取所述手術(shù)臂的模型圖像；生成含有所述模型圖像的配置界面，并在所述模型圖像上對應(yīng)所述第一部位的位置生成含有關(guān)聯(lián)于可供配置成所述目標(biāo)部位的特征部位的控件。

其中，所述模型圖像是所述手術(shù)臂的投影圖像或計算機(jī)模型圖像。