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

本发明专利技术提供了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：根据手术区域的第一图像信息建立所述手术区域的三维模型；获取所述手术区域的局部区域的第二图像信息；根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径。所述计算机可读存储介质应用于通过手术机器人系统进行的手术操作，其结合手术区域的第一图像信息及内窥镜采集的实时的第二图像信息来规划手术器械的运动路径，减少了对施术者的经验和操作水平的依赖程度，提高手术的可控性和安全性。提高手术的可控性和安全性。提高手术的可控性和安全性。

【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]利用内窥镜手术机器人进行手术中，施术者对内窥镜反馈的影像进行判断，并操作手术机器人执行手术操作。由于内窥镜的视角有限，因此，在手术操作中，施术者需要不断地调整内窥镜的方位以扩大画面视角，并根据印象和经验来决策如何操作手术器械。
[0003]也就是说，现有技术中，在利用手术机器人及内窥镜进行的手术中，手术操作的进行极大地依赖于施术者的个人经验和操作状态，导致手术的安全性不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统，旨在降低利用手术机器人及图像获取装置所进行的手术对施术者个人经验的依赖，提高手术安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，当所述程序被执行时，执行如下步骤：
[0006]根据手术区域的第一图像信息建立所述手术区域的三维模型；
[0007]获取所述手术区域的局部区域的第二图像信息；
[0008]根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径。
[0009]可选地，所述根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径的步骤包括：
[0010]根据所述三维模型、所述手术器械的初始位姿及所述目标位姿规划所述手术器械的全局运动路径；
[0011]确定所述三维模型中与所述第二图像信息相匹配的目标环境；
[0012]根据所述第二图像信息、所述目标环境及所述目标环境的周边环境对所述全局运动路径的位于所述目标环境内的部分进行修正，以得到目标运动路径。
[0013]可选地，所述全局运动路径包括所述手术器械在所述初始位姿和所述目标位姿之间的全部的预期位姿。
[0014]可选地，所述第二图像信息中显示所述手术器械及组织；
[0015]所述根据所述第二图像信息、所述目标环境及所述目标环境的周边环境对所述全局运动路径的位于所述目标环境内的部分进行修正的步骤包括：
[0016]根据所述第二图像信息获取所述手术器械与所述组织的相对位置关系；
[0017]根据所述手术器械与所述组织的相对位置关系、所述目标环境及所述目标环境的周边环境判断所述手术器械是否能够按照所述目标环境内的所有的所述预期位姿运动，若
否，则对所述目标环境内的至少部分所述预期位姿进行修正。
[0018]可选地，所述预期位姿包括预期位置和预期姿态；对所述目标环境内的至少部分所述预期位姿进行修正包括：对所述目标环境内的至少部分所述预期位置和/或至少部分所述预期姿态进行修正。
[0019]可选地，所述程序还执行如下步骤：
[0020]根据所述运动路径规划所述手术器械的运动轨迹。
[0021]可选地，通过手术机器人系统的工具臂带动所述手术器械按照所述运动轨迹运动；
[0022]规划所述手术器械的运动轨迹时，还以所述工具臂的工作空间、工具臂的动力学、所述机器人的传动链性能中的至少一者作为约束条件。
[0023]可选地，所述手术器械连接于手术机器人系统的工具臂的末端；所述程序还执行如下步骤：
[0024]控制所述工具臂运动，以带动所述手术器械沿所述运动路径运动。
[0025]可选地，所述程序还执行如下步骤：
[0026]将所述运动路径发送至显示装置进行显示。
[0027]可选地，所述程序规划两条以上的所述运动路径；所述程序还执行如下步骤：产生提示信息，提示执行介入操作，以进行路径选择。
[0028]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种电子设备，包括处理器和如前所述的计算机可读存储介质，所述处理器用于执行所述计算机可读存储介质上所存储的程序。
[0029]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种手术机器人系统，包括：
[0030]图像臂，所述图像臂的末端连接图像获取装置，所述图像获取装置用于采集手术区域的局部区域的第二图像信息；以及，
[0031]控制单元，与所述图像获取装置通信连接，以接收所述第二图像信息，所述控制单元还被配置用于执行如前所述的计算机可读存储介质上所存储的程序。
[0032]可选地，所述手术机器人系统还包括工具臂，所述工具臂的末端连接手术器械；所述工具臂与所述控制单元通信连接，且所述工具臂在所述控制单元的控制下运动以带动所述手术器械沿所述运动路径运动。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的计算机可读存储介质、电子设备及手术机器人系统具有如下优点：
[0034]前述的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：根据手术区域的第一图像信息建立所述手术区域的三维模型；获取所述手术区域的局部区域的第二图像信息；根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径。这里所述第二图像信息可由伸入手术区域的图像获取装置例如内窥镜采集。当所述计算机可读存储介质应用于通过手术机器人系统进行的手术操作时，可以结合手术区域的第一图像信息及内窥镜采集的实时的第二图像信息来规划手术器械的运动路径，而不是在内窥镜提供的手术视野的基础上结合施术者的经验和操作水平来决策如何操作手术器械，减少了对施术者的经验和操作水平的依赖程度，提高手术的可控性和安全性。
附图说明
[0035]附图用于更好地理解本专利技术，不构成对本专利技术的不当限定。其中：
[0036]图1是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的应用场景示意图；
[0037]图2是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的医生端控制装置的示意图；
[0038]图3是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的固定式图像显示装置的示意图；
[0039]图4是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的手术操作装置的示意图；
[0040]图5是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统上所连接的手术器械的结构示意图；
[0041]图6是图5所示的手术机器人系统上所连接的手术器械的A处放大示意图；
[0042]图7是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的控制单元规划手术器械的运动路径的整体流程图；
[0043]图8是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的控制单元所使用的第一图像信息的获取方式示意图；
[0044]图9是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统所使用的第二图像信息的获取方式示意图；
[0045]图10是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的控制单元获取手术区域、病症位置并进行全局运动路径规划的示意图；
[0046]图11是本专利技术根据一实施例所提供的手术机器人系统的控制单元采用RRT算法进行路径规划的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序，当所述程序被执行时，执行如下步骤：根据手术区域的第一图像信息建立所述手术区域的三维模型；获取所述手术区域的局部区域的第二图像信息；根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径。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，所述根据所述三维模型、所述第二图像信息、手术器械的初始位姿及目标位姿规划所述手术器械的运动路径的步骤包括：根据所述三维模型、所述手术器械的初始位姿及所述目标位姿规划所述手术器械的全局运动路径；确定所述三维模型中与所述第二图像信息相匹配的目标环境；根据所述第二图像信息、所述目标环境及所述目标环境的周边环境对所述全局运动路径的位于所述目标环境内的部分进行修正，以得到目标运动路径。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，所述全局运动路径包括所述手术器械在所述初始位姿和所述目标位姿之间的全部的预期位姿。4.根据权利要求3所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述第二图像信息中显示所述手术器械及组织；所述根据所述第二图像信息、所述目标环境及所述目标环境的周边环境对所述全局运动路径的位于所述目标环境内的部分进行修正的步骤包括：根据所述第二图像信息获取所述手术器械与所述组织的相对位置关系；根据所述手术器械与所述组织的相对位置关系、所述目标环境及所述目标环境的周边环境判断所述手术器械是否能够按照所述目标环境内的所有的所述预期位姿运动，若否，则对所述目标环境内的至少部分所述预期位姿进行修正。5.根据权利要求4所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述预期位姿包括预期位置和预期姿态；对所述目标环境内的至少部分所述预期位姿进行修正包括：对所述目标环境内的至少部分所述预期位置和/或至少部分所述预期姿态进行修正。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
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：