手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置。手术机器人具有多个操作臂，操作臂包括具有图像末端器械的相机臂和具有操作末端器械的手术臂，方法包括如下步骤：获取期望操作末端器械到达的目标位置；调节图像末端器械的视野向目标位置移动，并确保操作末端器械始终位于图像末端器械的视野以内。本发明专利技术的手术机器人可以减少甚至避免手术臂的操作末端器械在相机臂的图像末端器械提供的视野以外移动的问题，进而可确保手术安全。

【技术实现步骤摘要】
手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置
本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置。
技术介绍
微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。手术机器人包括主操作台及从操作设备，从操作设备包括多个操作臂，这些操作臂包括具有图像末端器械的相机臂及具有操作末端器械的手术臂。主操作台包括显示器及手柄。医生在显示器显示的由相机臂提供的视野下操作手柄控制相机臂或手术臂运动。通常，可以认位相机臂自身的移动、以及手术臂在相机臂的视野下的移动是安全的。然而，一些操作过程中，不可避免的会存在手术臂在相机臂的视野以外移动的情况，例如向患者腹腔内插入手术臂，或者从患者腹腔内撤出手术臂的情况，举例在插入或撤出手术臂时，通常通过医生的经验来进行盲插，由于医生经验不同，以及由于患者身体条件不同，这样凭经验操作容易引起意外情况的发生，因此是不安全的，期待尽量减少甚至避免在相机臂视野以外移动手术臂的操作。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种可以减少甚至避免手术臂的操作末端器械在相机臂的图像末端器械提供的视野以外移动的问题，进而可确保手术安全的手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置。一方面，本专利技术提供了一种手术机器人中引导手术臂移动的方法，所述手术机器人具有多个操作臂，所述操作臂包括具有图像末端器械的相机臂和具有操作末端器械的手术臂，所述方法包括如下步骤：获取期望所述操作末端器械到达的目标位置；调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内。其中，在调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内的步骤之前，所述方法还包括：判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内；在所述操作末端器械没有位于所述图像末端器械的视野以内时，调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内；在所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内时，进入调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内的步骤。其中，判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：获取所述图像末端器械的视野内的操作图像；通过图像识别所述操作末端器械是否位于所述操作图像内而判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野内。其中，判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：获取所述操作末端器械的当前位置；转换所述图像末端器械的视野为位置范围；通过判断所述当前位置是否位于所述位置范围内而判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野内。其中，调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：获取所述操作末端器械的当前位置；根据所述操作末端器械的当前位置，通过改变所述图像末端器械的相机参数来调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内，所述相机参数包括视场角及/或景深。其中，调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：获取所述操作末端器械的当前位置；根据所述操作末端器械的当前位置，通过改变所述图像末端器械的位姿来调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内，所述位姿包括位置及/或姿态。其中，调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动的步骤包括：获取所述操作末端器械的当前位置；根据所述操作末端器械的当前位置和目标位置确定所述图像末端器械的视野的调节方向；根据所述调节方向以增量方式调节所述图像末端器械的视野向所述操作末端器械的目标位置移动。其中，根据所述调节方向以增量方式调节所述图像末端器械的视野向所述操作末端器械的目标位置移动的步骤为：根据所述调节方向以逐步调节所述图像末端器械的视场角及/或景深的方式调节所述图像末端器械的视野向所述操作末端器械的目标位置移动。其中，根据所述调节方向以增量方式调节所述图像末端器械的视野向所述操作末端器械的目标位置移动的步骤为：根据所述调节方向以逐步调节所述图像末端器械的位置及/或姿态的方式调节所述图像末端器械的视野向所述操作末端器械的目标位置移动。其中，获取期望所述操作末端器械到达的目标位置的步骤包括：获取输入的操作模式，所述操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，所述第一操作模式用于引导所述操作末端器械插入至目标位置，所述第二操作模式用于引导所述操作末端器械撤回至目标位置；根据获取到的所述操作模式确定期望所述操作末端器械到达的目标位置。其中，在获取到的所述操作模式是第一操作模式时，根据获取到的所述操作模式确定期望所述操作末端器械到达的目标位置的步骤包括：获取所述图像末端器械的目标视野；根据所述目标视野确定期望所述操作末端器械到达的目标位置。其中，被配置成执行所述第一操作模式的两个以上的所述操作末端器械具有不同的目标位置。其中，被配置成执行所述第一操作模式的两个以上的所述操作末端器械具有不同的目标位置，并且所述不同的目标位置之间具有安全的距离。其中，所述手术机器人包括穿刺器，所述穿刺器近端连接于所述手术机器人的远端、远端用于插入并固定于切口处，所述穿刺器用于引导所述手术臂通过所述切口插入人体，在获取到的所述操作模式是第二操作模式时，根据获取到的所述操作模式确定期望所述操作末端器械到达的目标位置的步骤为：获取与所述穿刺器关联的关联点的位置以作所述目标位置。其中，作为所述目标位置的关联于所述穿刺器的关联点位于所述穿刺器上，或者位于所述穿刺器的轴的延长线上且位于所述穿刺器远端侧。其中，所述图像末端器械与所述目标位置之间具有安全的距离。其中，所述方法包括：获取所述操作末端器械的当前位置；在所述操作末端器械从所述当前位置基本移动到所述目标位置时，调节所述图像末端器械的视野恢复成初始视野，所述初始视野指所述图像末端器械最初的濒临向所述目标位置进行调节之前的视野。其中，调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动的步骤包括：实时记录所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动过程中对应时刻的相机参数及位姿的变化；调节所述图像末端器械的视野恢复成初始视野的步骤包括：根据视野调整方式将所述图像末端器械的视野逐步调整以恢复成所述初始视野，所述视野调整方式为将后一时刻的相机参数及位姿调整为相邻的前一时刻的相机参数及位姿的调整方式。其中，调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动的步骤中，包括：获取并记录所述图像末端器械的当前视野所对应的相机参数及位姿；进而在调节所述图像末端器械的视野恢复成初始视野的步骤中，根据记录的所述图像末端器械的当前视野本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术机器人中引导手术臂移动的方法，所述手术机器人具有多个操作臂，所述操作臂包括具有图像末端器械的相机臂和具有操作末端器械的手术臂，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n获取期望所述操作末端器械到达的目标位置；/n调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内。/n

【技术特征摘要】
1.一种手术机器人中引导手术臂移动的方法，所述手术机器人具有多个操作臂，所述操作臂包括具有图像末端器械的相机臂和具有操作末端器械的手术臂，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取期望所述操作末端器械到达的目标位置；
调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内的步骤之前，所述方法还包括：
判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内；
在所述操作末端器械没有位于所述图像末端器械的视野以内时，调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内；
在所述操作末端器械位于所述图像末端器械的视野以内时，进入调节所述图像末端器械的视野向所述目标位置移动，并确保所述操作末端器械始终位于所述图像末端器械的视野以内的步骤。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：
获取所述图像末端器械的视野内的操作图像；
通过图像识别所述操作末端器械是否位于所述操作图像内而判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野内。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野以内的步骤包括：
获取所述操作末端器械的当前位置；
转换所述图像末端器械的视野为位置范围；
通过判断所述当前位置是否位于所述位置范围内而判断所述操作末端器械是否位于所述图像末端器械的视野内。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调节所述图像末端器械的视野以使所述操作末端器械位于所述图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：高元倩，王建辰，叶国强，
申请(专利权)人：深圳市精锋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44