[發明專利]一種手術機器人VR術前規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202110469212.4
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113171173A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 畢航;徐欣
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/30;A61B34/20
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明提供了一種手術機器人VR術前規劃方法及系統。方法包括：步驟S1，構建虛擬現實場景；步驟S2，于虛擬現實場景中，根據手術機器人中的光學定位器的視野范圍構建虛擬光束錐體；步驟S3，根據虛擬現實場景中的物體與光束錐體的接觸情況，生成規劃路徑。本發明的技術方案有益效果在于：提供一種手術機器人VR術前規劃方法及系統，根據光學定位器的視野范圍構建虛擬光束錐體，并根據物體與虛擬光束錐體的接觸情況生成規劃路徑，以指示操作人員、手術器械于手術過程中的移動路徑，使其不再干擾到光學定位器與感光球之間的紅外光束，進而使光學定位系統正常工作，使光學定位系統的定位結果更加準確。

技術領域

本發明涉及到手術機器人領域，尤其涉及一種手術機器人VR術前規劃方法及系統。

背景技術

隨著VR(Virtual Reality Technology，虛擬現實技術)技術的大規模普及應用，VR與醫療行業的融合度也越來越高，為醫生和病患都帶來了極大的便利。手術機器人應運而生，手術機器人具有光學導航系統、光寫定位系統和機械臂系統不僅具有多自由度的手術器械，使得手術更加靈巧，還能向醫生提供醫生放大的三維影像，讓手術做得更加精細。

但是，手術機器人在手術過程中，光學定位系統需要光學定位器發出的紅外光束時刻都能照射到骨盆參考架和機械臂參考架上與骨盆參考架和機械臂參考架上設置的感光球之間的紅外光束被遮擋，就會影響光學定位系統的正常工作，從而影響實時位置解算，嚴重影響系統精度和手術效果，可能產生嚴重后果。

然而，于實際操作過程中，手術操作人員、手術器械會隨著手術進程而相應地進行移動，從而干擾到光學定位器與感光球之間的紅外光束，導致定位結果不準確，而手術操作人員根據不準確的定位結果繼續手術，極有可能影響到手術效果，造成患者的生命危險。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，現提供一種手術機器人VR術前規劃方法及系統。

其中，一種手術機器人VR術前規劃方法，應用于手術機器人，包括：

步驟S1，構建一虛擬現實場景；

步驟S2，于所述虛擬現實場景中，根據所述手術機器人中的光學定位器的視野范圍構建虛擬光束錐體；

步驟S3，根據所述虛擬現實場景中的物體與所述光束錐體的接觸情況，生成規劃路徑。

優選的，所述步驟S1，包括：

步驟S11，于三維虛擬環境中構建一虛擬現實場景；

步驟S12，獲取所述手術場景中的物體的實時狀態數據，并轉換為渲染數據；

步驟S13，根據所述渲染數據實時渲染所述虛擬現實場景。

優選的，所述步驟S2，包括：

步驟S21，對所述光學定位器發出的光束的視野范圍進行測算；

步驟S22，根據測算的所述視野范圍進行三維建模，生成所述虛擬光束錐體。

優選的，所述步驟S3，包括：

步驟S31，預先定義所述物體的第一活動范圍和所述虛擬光束錐體的第二活動范圍；

步驟S32，獲取手術過程中所述物體與所述光束錐體之間的接觸情況；

步驟S33，根據所述接觸情況、所述第一活動范圍以及所述第二活動范圍生成所述規劃路徑。

優選的，所述步驟S31中，所述第一活動范圍為所述物體于六自由度下的移動范圍和轉動范圍。

優選的，所述步驟S31中，包括：

步驟S311，獲取所述光學定位器的組成部件的部件運動范圍；