计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及一种计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统，所述计算机可读存储介质上存储有程序，当所述程序被执行时，执行如下步骤：根据图像获取装置提供的手术视野信息判断手术器械是否在手术视野内；当所述手术器械位于所述手术视野外时，规划运动方案，并使连接所述图像获取装置的图像臂和/或连接所述手术器械的工具臂执行所述运动方案，使得所述手术器械回到所述手术视野内；控制所述图像臂和/或所述工具臂执行所述运动方案。将该计算机可读存储程序应用于手术机器人时，可提高手术安全性和可控性。术安全性和可控性。术安全性和可控性。

【技术实现步骤摘要】
计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统。

技术介绍

[0002]采用机器人手术系统来进行微创伤外科手术，一方面患者的创伤小，伤口感染风险低，术后恢复快，另一方面可降低医生的操作难度和手术疲劳程度。然而，在机器人手术过程中，因内窥镜移动或手术器械移动，极易出现手术器械不在手术视野内的情况，这对于医生而言就是一个不可见的手术盲区。当手术器械不在手术视野内时，医生不能直接地控制手术器械或视野，此时若直接进行手术操作，非常容易对人体组织造成伤害。
[0003]现有技术中出现了一些可提高手术安全性的装置，例如现有技术中的一种医疗成像系统通过在护士显示屏上增加方向性等提示信息，达到提示医生手术器械的当前位置的目的，但其仅粗略地定位了手术器械的方位，不能保证手术操作的安全。
[0004]因此，设计一种可自动使手术器械回到手术视野中的手术机器人系统及其控制方法，以提高手术机器人系统使用过程的安全性和可控性，是一个亟待解决的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，当所述程序被执行时，执行如下步骤：根据图像获取装置所提供的手术视野信息判断手术器械是否在手术视野内；当所述手术器械位于所述手术视野外时，规划运动方案，并使连接有所述图像获取装置的图像臂和/或连接有所述手术器械的工具臂执行所述运动方案，使得所述手术器械回到所述手术视野内。2.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以规划所述运动方案：规划所述手术器械在所述手术视野内的目标位置；根据所述手术器械的当前位置和所述目标位置规划所述运动方案。3.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述图像获取装置移动和/或所述手术器械移动导致所述手术器械不在所述手术视野内时，所述目标位置是指能够使所述手术器械恢复至所述手术视野内并对应于其在离开所述手术视野前的位置。4.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序还执行如下步骤：获取所述手术视野的中心点C的坐标，并以所述手术视野的中心点C为所述目标位置。5.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以获取所述目标位置：获取所述手术视野的中心点C的坐标；获取以所述中心点C为球心的球面，并以球内或球面上的任意一点为所述目标位置；其中球面的半径为所述手术器械的末端执行器的长度。6.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以得到位于所述手术视野外的所述手术器械的目标位置：获取所述手术视野的中心点C的坐标，以及位于所述手术视野内的手术器械的末端点T的坐标；计算所述中心点C与位于所述手术视野内的手术器械的末端点T的连线的中点Z的坐标，并以所述中点Z作为位于所述手术视野外的手术器械的目标位置。7.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以获取位于所述手术视野外的所述手术器械的目标位置：获取所述手术视野的中心点C的坐标，以及位于所述手术视野内的手术器械的末端点T的坐标；计算所述中心点C与位于所述手术视野内的所述手术器械的末端点T的连线TC的中点Z的坐标；获取以位于所述手术视野内的所述手术器械的末端点T为球心的球面，所述球面的半径为位于所述手术视野内的手术器械的末端执行器的长度；判断所述中点Z到位于所述手术视野内的所述手术器械的末端点T的距离是否大于所述球面的半径，若是，则以所述中点Z为所述目标位置；若否，则选择所述连线TC上的点A为所述目标位置，所述点A位于所述中点Z与所述中心点C之间，且所述点A到位于所述手术视野内的所述手术器械的末端点T的距离为所述球面的半径的m倍，m大于1。8.根据权利要求4
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7中任一项所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行
如下步骤：根据所述图像获取装置的末端点N和参考点M的坐标，以及所述图像获取装置的景深H，得到所述中心点C的坐标；其中，所述参考点M是手术过程中位置固定，并位于所述图像获取装置的轴线上的点。9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以得到所述中心点C的坐标：获取所述末端点N的坐标N(x1,y1,z1)，以及所述参考点M的坐标M(x2,y2,z2)；计算所述图像获取装置的轴线方向上的方向向量为计算所述手术视野的中心点C的坐标C(x3,y3,z3)为：C(x3,y3,z3)＝N(x1,y1,z1)+H
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。10.根据权利要求2所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述程序执行如下步骤以规划所述运动方案：根据一人为规划的所述手术器械的第一运动轨迹得到第一运动轨迹方程；所述第一运动轨迹的起始点为所述手术器械的当前位置，所述第一运动轨迹的终止点为所述目标位置；选取与所述第一运动轨迹相匹配的预设运动轨迹方程,以作为第二运动轨迹方程；对所述第一运动轨迹方程和所述第二运动轨迹方程进行组合优化，以得到第三运动轨迹方程；获取所述手术器械与所述手术视野的相对位置关系；根据所述手术器械与所述手术视野的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家寅，何超，李自汉，唐文博，郑阿勇，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：