手术机器人系统及其控制方法技术方案

本公开提供了一种手术机器人系统及其控制方法，属于医疗器械技术领域。手术机器人系统包括：成像器件，得到目标部位的成像数据；机械手臂，前端携带有手术器件；定位器件，用于对目标部位进行定位；坐标系处理器，用于生成并存储将坐标从定位器件的第一坐标系变换成成像数据的第二坐标系的第一坐标变换关系，生成并存储将坐标从成像数据的第二坐标系变换成机械手臂的第三坐标系的第二坐标变换关系；控制器，用于根据成像数据和第一坐标变换关系生成目标部位在第二坐标系的三维图像，通过用户界面展示三维图像，接收用户输入的手术路径，根据手术路径和第二坐标变换关系控制机械手臂对目标部位进行手术。本公开的手术机器人能够执行精确手术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】手术机器人系统及其控制方法
本公开涉及医疗器械
，特别是指一种手术机器人系统及其控制方法。
技术介绍
多样的定位手术器械已经众所周知。但是，当利用手动定位手术器械时，用户需要手工决定手术工具的位置并移动，因而在患部位置与手术工具之间容易发生误差。
技术实现思路
本公开实施例提供一种手术机器人系统及其控制方法，能够用来执行多种人工无法进行的针对病灶器官的精确手术，且具有创伤小、感染性低、手术方式灵活等优势。为解决上述技术问题，本公开的实施例提供技术方案如下：一方面，提供一种手术机器人系统，包括：成像器件，用于对待手术的目标部位进行扫描，得到目标部位的成像数据；机械手臂，所述机械手臂前端携带有手术器件；定位器件，用于对所述目标部位进行定位；坐标系处理器，用于生成并存储将坐标从所述成像数据的第一坐标系变换成所述机械手臂的第二坐标系的第一坐标变换关系，生成并存储将坐标从所述机械手臂的第二坐标系变换成所述定位器件的第三坐标系的第二坐标变换关系；控制器，用于根据所述成像数据生成所述目标部位在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术机器人系统，其中，包括：/n成像器件，用于对待手术的目标部位进行扫描，得到目标部位的成像数据；/n机械手臂，所述机械手臂前端携带有手术器件；/n定位器件，用于对所述目标部位进行定位；/n坐标系处理器，用于生成并存储将坐标从所述成像数据的第一坐标系变换成所述机械手臂的第二坐标系的第一坐标变换关系，生成并存储将坐标从所述机械手臂的第二坐标系变换成所述定位器件的第三坐标系的第二坐标变换关系；/n控制器，用于根据所述成像数据生成所述目标部位在所述第一坐标系的三维图像，通过用户界面展示所述三维图像，接收用户输入的手术路径，根据所述手术路径、所述第一坐标变换关系和所述第二坐标变换关系控制所述机械手...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种手术机器人系统，其中，包括：
成像器件，用于对待手术的目标部位进行扫描，得到目标部位的成像数据；
机械手臂，所述机械手臂前端携带有手术器件；
定位器件，用于对所述目标部位进行定位；
坐标系处理器，用于生成并存储将坐标从所述成像数据的第一坐标系变换成所述机械手臂的第二坐标系的第一坐标变换关系，生成并存储将坐标从所述机械手臂的第二坐标系变换成所述定位器件的第三坐标系的第二坐标变换关系；
控制器，用于根据所述成像数据生成所述目标部位在所述第一坐标系的三维图像，通过用户界面展示所述三维图像，接收用户输入的手术路径，根据所述手术路径、所述第一坐标变换关系和所述第二坐标变换关系控制所述机械手臂对所述目标部位进行手术。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述控制器具体用于将用户通过所述用户界面输入的所述手术路径根据所述第一坐标变换关系变换成所述第二坐标系上的第一坐标轨迹，根据所述第二坐标变换关系将所述第一坐标轨迹变换成所述第三坐标系上的第二坐标轨迹，并根据所述第二坐标轨迹控制所述机械手臂对所述目标部位进行手术。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述成像数据包括多张所述目标部位的二维剖面图像，所述控制器具体用于获取其中一张二维剖面图像中的感兴趣区域，确定所述感兴趣区域的边界；重复上述步骤，直至获取所有二维剖面图像的感兴趣区域的边界；根据所有二维剖面图像的感兴趣区域的边界进行几何构型，得到所述目标部位的三维图像。


根据权利要求3所述的手术机器人系统，其中，所述控制器具体用于将所有二维剖面图像的感兴趣区域的边界信息变换为所述第一坐标系中的点群，根据所述点群生成所述目标部位的三维图像。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述坐标系处理器具体用于从所述第一坐标系中选择至少四个第一参考点，确定所述至少四个第一参考点在所述第一坐标系中的第一坐标值和在所述第二坐标系中的第二坐标值，根据所述第一坐标值和所述第二坐标值计算得到表征所述第一坐标变换关系的第一转换函数；从所述第二坐标系中选择至少四个第二参考点，确定所述至少四个第二参考点在所述第二坐标系中的第三坐标值和在所述第三坐标系中的第四坐标值，根据所述第三坐标值和所述第四坐标值计算得到表征所述第二坐标变换关系的第二转换函数。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述成像器件包括：
基座；
C形臂，设置于所述基座上，且所述C形臂的两端分别设置有射线发射部和射线接收部，在对所述目标部位进行扫描时，所述目标部位位于所述射线发射部和所述射线接收部之间。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述定位器件包括：
附着或接近于所述目标部位进行配置的定位标记；
处于不同位置的至少两个光学发射器件，用于发射特定光线；
定位部，用于接收所述定位标记反射的特定光线，并根据接收到的特定光线确定所述定位标记在所述第三坐标系中的空间位置。


根据权利要求1所述的手术机器人系统，其中，所述机械手臂包括：
旋转部，携带有手术器件，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术器件旋转；
移动部，其使所述旋转部向三个轴中至少一个轴方向移动。


根据权利要求8所述的手术机器人系统，其中，所述移动部包括：
第一方向驱动部，沿着第一轴方向进行移动；
第二方向驱动部，连接于所述第一方向驱动部，沿着第二轴方向进行移动；
第三方向驱动部，连接于所述第二方向驱动部，沿着第三轴方向进行移动；
所述旋转部包括：
第一旋转驱动部，包括连接于所述第三方向驱动部的一端，以第一旋转轴为中心旋转；及
第二旋转驱动部，包括连接于所述第一旋转驱动部的一端，以第二旋转轴为中心旋转，所述手术器件附着于所述第二旋转驱动部。


一种手术机器人系统的控制方法，其中，包括：
成像器件对待手术的目标部位进行扫描，得到目标部位的成像数据；
定位器件对所述目标部位进行定位；
坐标系处理器生成并存储将坐标从所述成像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红文，于占泉，刘会超，廖平平，刘贵臻，张相雷，田春雷，曾祥丹，唐建，陶然，韩立通，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11