[發明專利]一種手術機器人虛擬仿真系統

有效

• 申請號: 202111328321.0
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114081624B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 陳科
• 申請（專利權）人: 武漢聯影智融醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;A61B34/20;A61B34/30
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本申請涉及一種手術機器人虛擬仿真系統，包括場景自定義模塊、虛擬路由模塊和多個業務服務器模塊，所述場景自定義模塊與虛擬路由模塊通信連接，所述虛擬路由模塊分別與每個業務服務器模塊通信連接；所述場景自定義模塊，用于接收仿真場景信息和仿真操作信息并發送至虛擬路由模塊；所述虛擬路由模塊，用于匹配出最優的業務服務器模塊作為目標服務器模塊，并將所述仿真場景信息和仿真操作信息發送至所述目標服務器模塊；所述目標服務器模塊，用于根據所述仿真場景信息生成三維仿真場景，并根據所述仿真操作信息在所述三維仿真場景中進行仿真操作。本申請能夠有效提高用戶仿真操作的便利性。

技術領域

本申請涉及醫療機器人技術領域，尤其是涉及一種手術機器人虛擬仿真系統。

背景技術

近年來，關于手術機器人的研究項目越來越多，利用手術機器人輔助醫生進行手術，能夠有效提高手術的質量和效率。一般在確定手術類型和手術室后，需要進行術前規劃，規劃手術機器人的手術路徑，然后根據規劃的手術路徑在術中進行導航；而這些規劃工作都是在待操作手術室的PC電腦上完成，并且也是針對該待操作手術室的虛擬場景進行仿真操作手術規劃；由于缺乏對手術室PC電腦的內存管理，長期以往，導致手術規劃過程中出現內存不夠或宕機現象，并且單機版仿真系統只能用于用戶本地使用，因此，本發明人認為現有的手術機器人仿真系統不便于用戶使用，還需要進一步改進。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種手術機器人虛擬仿真系統，用以解決如何實現現有手術機器人仿真系統的仿真資源有效管理的技術問題，以提高用戶仿真操作的便利性。

為了解決上述問題，本申請提供一種手術機器人虛擬仿真系統，包括場景自定義模塊、虛擬路由模塊和多個業務服務器模塊，所述場景自定義模塊與虛擬路由模塊通信連接，所述虛擬路由模塊分別與每個業務服務器模塊通信連接；

所述場景自定義模塊，用于接收仿真場景信息和仿真操作信息并發送至虛擬路由模塊；

所述虛擬路由模塊，用于匹配出最優的業務服務器模塊作為目標服務器模塊，并將所述仿真場景信息和仿真操作信息發送至所述目標服務器模塊；

所述目標服務器模塊，用于根據所述仿真場景信息生成三維仿真場景，并根據所述仿真操作信息在所述三維仿真場景中進行仿真操作。

可選的，所述目標服務器模塊包括場景加載單元、規劃解析單元和場景仿真單元；

所述場景加載單元，用于接收所述仿真場景信息，并根據所述仿真場景信息調用預存的目標場景文件，生成對應的三維仿真場景；

所述規劃解析單元，用于根據所述仿真操作信息進行路徑規劃和/或運動解析，生成各個待操作對象的仿真運動信息并傳輸至所述場景仿真單元；

所述場景仿真單元，用于根據各個待操作對象的仿真運動信息，在所述三維仿真場景中對各個所述待操作對象進行仿真操作。

可選的，所述仿真場景信息包括手術場景類型，且一種手術場景類型對應預存一種目標場景文件，所述目標場景文件為真實手術空間及設施的三維模型工程文件。

可選的，所述仿真操作信息包括直接仿真信息和/或間接仿真信息，所述直接仿真信息包括仿真過程中各個時間節點上虛擬手術機器人機械臂的運動控制信息、外圍設備操作信息和/或醫生行為信息；所述間接仿真信息包括待操作對象的待操作路徑的起始點位置信息。

可選的，所述場景仿真單元包括虛擬手術機器人機械臂的仿真控制器、外圍設備的仿真控制器和/或醫生行為的仿真控制器；所述虛擬手術機器人機械臂的仿真控制器至少包括關節電機位移控制器、關節電機速度控制器、關節電機傳感器控制器以及末端位置傳感器控制器；所述外圍設備的仿真控制器至少包括CT設備操作控制器、拍攝設備控制器以及床位控制器。

可選的，所述目標服務器模塊還包括心跳監控單元、資源監控單元和仿真進程管理單元；