适用于穿刺手术机械臂的控制方法、控制设备和辅助系统技术方案

本申请提供一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法、机械臂控制设备以及消融辅助系统，其中方法包括：基于握持穿刺针的机械臂的当前姿态，确定所述机械臂的当前定位点的位置信息和当前定位轴的位置信息；根据所述当前定位点与所述当前定位轴的位置关系、以及目标定位轴的位置信息，确定所述机械臂目标姿态下的目标定位点的位置信息，其中目标定位轴的位置信息是根据病灶的穿刺路径数据确定的；根据所述目标定位点和所述目标定位轴的位置信息，控制所述机械臂移动至所述目标姿态，使得穿刺针对准穿刺路径。穿刺路径。穿刺路径。

【技术实现步骤摘要】
适用于穿刺手术机械臂的控制方法、控制设备和辅助系统
[0001]本申请为2021年12月23日提交的申请号为202111584355.6、专利技术名称为适用于穿刺手术机械臂的控制方法、控制设备和辅助系统的专利技术申请的分案申请。


[0002]本申请涉及智能医疗领域，尤其涉及一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法、控制设备和消融辅助系统。

技术介绍

[0003]肿瘤消融治疗，是指用各种物理方法直接毁损肿瘤的局部介入治疗技术。相关肿瘤消融治疗技术中，可以根据病灶在患者体内的位置确定消融针的穿刺路径，由医生将消融针按照穿刺路径刺入人体内，操控消融设备执行相应的动作。医生等人为操作穿刺术，难以保证在人体皮肤上的定位穿刺点和入针方向的准确性，穿刺操作存在较大难度。

技术实现思路

[0004]本申请至少一个实施例提供了一种机械臂控制方法、机械臂控制设备以及消融辅助系统。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法，包括：基于握持穿刺针的机械臂的当前姿态，确定所述机械臂的当前定位点的位置信息和当前定位轴的位置信息；根据所述当前定位点与所述当前定位轴的位置关系、以及目标定位轴的位置信息，确定所述机械臂目标姿态下的目标定位点的位置信息，其中目标定位轴的位置信息是根据病灶的穿刺路径数据确定的；根据所述目标定位点和所述目标定位轴的位置信息，控制所述机械臂移动至所述目标姿态，使得穿刺针对准穿刺路径。
[0006]根据本申请实施例的第二方面，提供一种机械臂控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
[0007]根据本申请实施例的第三方面，提供一种病灶消融辅助系统，包括：机械臂，用于持握消融针，设有用于定位消融针空间位置的追踪器；导航系统，用于根据患者的CT图像建立包括病灶的人体三维模型，利用患者身体上的追踪器获取人体空间位置，与所述人体三维模型进行配准以使其与所述人体空间位置相互对应，基于所述人体三维模型确定针对所述病灶的穿刺路径数据，所述穿刺路径数据至少包括穿刺点信息和入针方向信息，利用所述机械臂上的追踪器捕捉消融针空间位置，并根据第一方面的方法控制所述机械臂将消融针对准穿刺路径。
[0008]本申请实施例中，通过机械臂当前姿态下的位置信息确定机械臂目标姿态下的位置信息，从而可以自动控制机械臂从当前姿态调整为目标姿态。该机械臂控制方式中不需要人工操作，可以借助该方式通过机械臂自动将消融针移动至预设的穿刺路径对应的穿刺点，并保持消融针方向与穿刺路径对应的入针方向一致，从而降低操作难度、减少操作误
差。
[0009]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0010]图1是根据一示例性实施例示出的一种机械臂控制方法流程图；
[0011]图2是根据一示例性实施例示出的一种机械臂当前姿态和目标姿态示意图；
[0012]图3是根据一示例性实施例示出的一种目标定位点确定方法流程图；
[0013]图4是根据一示例性实施例示出的另一种机械臂控制方法流程图；
[0014]图5是根据一示例性实施例示出的一种病灶消融辅助系统。
具体实施方式
[0015]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的具体方式并不代表与本申请相一致的所有方案。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0016]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0017]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0018]相关肿瘤消融治疗技术中，需要医生人为操作消融针至预设的穿刺路径对应的穿刺点，并调整消融针方向保持与穿刺路径对应的入针方向一致，该人工操作消融针的方式，操作难度大、误差大。
[0019]本申请实施例中提供了一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法，可以将机械臂从当前姿态自动调整至目标姿态。基于该机械臂控制方式，可以通过机械臂自动将消融针移动至预设的穿刺路径对应的穿刺点，并保持消融针方向与穿刺路径对应的入针方向一致，从而降低操作难度、减少操作误差。
[0020]为了使本申请提供的适用于穿刺手术机械臂的控制方法更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请提供的方案执行过程进行详细描述。
[0021]参见图1，图1是本申请提供的实施例示出的一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法流程图。该方法可以应用于控制该机械臂的控制装置。如图1所示，该流程包括：
[0022]步骤101，基于握持穿刺针的机械臂的当前姿态，确定所述机械臂的当前定位点的位置信息和当前定位轴的位置信息。
[0023]机械臂的当前姿态，为机械臂在运动至目标姿态之前所处的空间姿态。其中，握持
穿刺针的机械臂用于控制穿刺针的空间位置和姿态，以基于机械臂的控制实现控制穿刺针对准预定的对人体的穿刺路径，实现自动化入针位置的寻找。示例性的，图2所示为机械臂当前姿态和目标姿态示意图。其中，本申请实施例的方法，可以控制机械臂从当前姿态(实线表示的机械臂)运动至目标姿态(虚线表示的机械臂)。
[0024]本步骤可以基于机械臂的当前姿态，确定机械臂上的当前定位点的位置信息。其中，当前定位点为机械臂处于当前姿态下用于定位的基准点。例如，可以是预先设置在机械臂上的追踪器的位置点。本步骤可以将机械臂上的追踪器的位置点的位置信息，确定为当前定位点的位置信息。其中，确定追踪器的位置点的位置信息的具体方式，本申请实施例并不限制。例如，可以通过双目摄像头采集追踪器的位置信息。
[0025]进一步的，本步骤可以基于机械臂的当前姿态，确定机械臂上的当前定位轴的位置信息。其中，当前定位轴为机械臂处于当前姿态下用于定位的基准轴。可以理解的是，本实施例中确定机械臂的当前定位轴的位置信息的具体方式并不限制，手术导航系统可以通过采集图像的方式识别到定位轴的位置信息。
[0026]步骤102，根据所述当前定位点与所述当前定位轴的位置关系、以及目标定位轴的位置信息，确定所述机械臂目标姿态下的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于穿刺手术机械臂的控制方法，其特征在于，包括：基于握持穿刺针的机械臂的当前姿态，确定所述机械臂的当前定位点的位置信息和当前定位轴的位置信息；根据所述当前定位点与所述当前定位轴的位置关系、以及目标定位轴的位置信息，确定所述机械臂目标姿态下的目标定位点的位置信息，其中目标定位轴的位置信息是根据病灶的穿刺路径数据确定的；根据所述目标定位点和所述目标定位轴的位置信息，控制所述机械臂移动至所述目标姿态，使得穿刺针对准穿刺路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿刺路径数据包括入针点位置信息、入针方向信息；目标定位轴的位置信息包括第三轴点位置信息和第四轴点位置信息；在确定所述机械臂目标姿态下的目标定位点的位置信息之前，所述方法包括：将所述入针点位置信息作为第三轴点位置信息；以第三轴点位置信息为起点，按所述入针方向信息相反方向，延伸预设的穿刺针长度值，得到第四轴点位置信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前定位轴上包括第一轴点和第二轴点；所述目标定位轴上包括第三轴点和第四轴点；所述根据所述当前定位点与所述当前定位轴的位置关系、以及目标定位轴的位置信息，确定所述机械臂目标姿态下的目标定位点的位置信息，包括：将所述当前定位点与所述第一轴点的距离，确定为第一球半径；将所述当前定位点与所述第二轴点的距离，确定为第二球半径；根据所述第三轴点和所述第一球半径，确定第一球面；根据所述第四轴点和所述第二球半径，确定第二球面；将所述第一球面与所述第二球面相交线上的点，确定为所述机械臂目标姿态下的目标定位点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述目标定位点和所述目标定位轴的位置信息，控制所述机械臂移动至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊任，陈向前，陈小刚，
申请(专利权)人：真健康北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：