[發(fā)明專利]手術(shù)內(nèi)鏡的控制方法、裝置、手術(shù)機器人系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310019037.8 | 申請日： | 2023-01-06 |
| 公開（公告）號： | CN115869071A | 公開（公告）日： | 2023-03-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 樊志鵬;陳贊;謝永召 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京柏惠維康科技股份有限公司 |
| 主分類號： | A61B34/30 | 分類號： | A61B34/30;A61B34/00;A61B34/10;A61B1/317;A61B1/313;A61B1/00;A61B17/94 |
| 代理公司： | 北京合智同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11545 | 代理人： | 李杰;王栓慶 |
| 地址： | 100191 北京市海*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 手術(shù) 控制 方法 裝置 機器人 系統(tǒng) | ||
1.一種手術(shù)內(nèi)鏡的控制方法，應(yīng)用于神經(jīng)外科或者脊柱手術(shù)，其特征在于，所述手術(shù)內(nèi)鏡裝配在力傳感器上，所述力傳感器裝配在機械臂末端，在手術(shù)過程中，醫(yī)生向所述機械臂末端施加控制力，所述控制方法包括：
在醫(yī)生未向所述機械臂末端施加所述控制力的情況下，對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值，所述零點值表征所述力傳感器自身的重力大??；
在醫(yī)生向所述機械臂末端施加所述控制力的情況下，對所述控制力與設(shè)定的多個控制力分段閾值進行匹配，以確定所述控制力所處的控制力分段區(qū)間；
確定所述控制力所處的控制力分段區(qū)間對應(yīng)的控制力和機械臂末端的位姿之間的映射關(guān)系；
基于所述控制力和機械臂末端的位姿之間的映射關(guān)系，根據(jù)所述控制力，確定所述機械臂末端的位姿，以控制所述機械臂末端的移動，使得所述手術(shù)內(nèi)鏡在所述機械臂末端的帶動下到達所述目標位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值，包括：
在醫(yī)生未向所述機械臂末端施加所述控制力的情況下，獲取所述力傳感器測量得到的外力以及對應(yīng)的外力矩；
根據(jù)所述外力和對應(yīng)的外力矩，對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述外力和對應(yīng)的外力矩，對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值，包括：
根據(jù)所述外力和對應(yīng)的外力矩，計算所述手術(shù)內(nèi)鏡在所述力傳感器所在坐標系中的坐標以及力矩常數(shù)；
根據(jù)所述手術(shù)內(nèi)鏡在所述力傳感器所在坐標系中的坐標以及力矩常數(shù)，對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，基于如下公式，根據(jù)所述手術(shù)內(nèi)鏡在所述力傳感器所在坐標系中的坐標以及力矩常數(shù)，對所述力傳感器進行零點標定，以計算所述力傳感器的零點值：
其中，(x,y,z)表示所述手術(shù)內(nèi)鏡在力傳感器所在坐標系中的坐標，(k1,k2,k3)表示所述力矩常數(shù)，(Fx0 Fy0 Fz0)表示所述力傳感器的零點值，(Mx0 My0 Mz0)表示所述力傳感器的零點力矩值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的控制方法，其特征在于，所述控制力分段閾值包括第一控制力分段閾值、第二控制力分度閾值、第三控制力分段閾值、第四控制力分度閾值，其中，所述第一控制力分段閾值、第二控制力分度閾值、第三控制力分段閾值、第四控制力分度閾值的大小依次遞增；
對應(yīng)地，所述控制力所處的控制力分段區(qū)間為如下中至少其一：
第一控制力分段區(qū)間：所述控制力不超過第一控制力分段閾值；
第二控制力分段區(qū)間：所述控制力大于第一控制力分段閾值，小于等于第二控制力分度閾值；
第三控制力分段區(qū)間：所述控制力大于第二控制力分段閾值，小于等于第三控制力分度閾值；
第四控制力分段區(qū)間：所述控制力大于第三控制力分段閾值，小于等于第四控制力分度閾值；
第五控制力分段區(qū)間：所述控制力大于第四控制力分度閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述第一控制力分段區(qū)間至所述第五控制力分段區(qū)間對應(yīng)的控制力和機械臂末端的位姿之間的映射關(guān)系分別如下：
k1表示所述第一控制力分段閾值、k2表示第二控制力分度閾值、k3表示第三控制力分段閾值、k4表示所述第四控制力分度閾值，F(xiàn)ext表示控制力，表示所述機械臂末端的角速度，emax表示最大角位移；M1、M2、M3分別表示第一指定常數(shù)、第二指定常數(shù)、第三指定常數(shù)。
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