【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手术机器人，特别涉及一种手术器械控制方法、手术机器人和存储介质。
技术介绍
1、手术机器人其设计理念是采用微创伤方式，精准地实施复杂的外科手术。在传统手术面临种种局限的情况下，发展出了手术机器人来替代传统手术，手术机器人突破了人眼的局限，采用立体成像技术，将内部器官更加清晰的呈现给操作者。在原来手伸不进的区域，机器手能完成360度转动、挪动、俯仰、夹持，并避免抖动。手术机器人执行手术具有创口小、出血少、恢复快的优点，能够大大缩短患者术后住院时间，患者术后存活率和康复率也能明显提高。手术机器人作为一种高端医疗器械，受到广大医患的青睐，已广泛运用于各种临床手术中。
2、腹腔镜手术机器人包括医生控制台和患者台车，其中，医生控制台由外科医生操作以产生并传输必要的信号；患者台车接收来自医生控制台的信号，以对患者进行实际操作。进一步地，医生控制台上安装有操作主手，外科医生可以通过操纵操作主手来控制安装于患者台车上的机械臂以及挂载于机械臂的末端的手术器械和内窥镜进行相应运动。
3、现有技术中，用于驱动手术器械进行运动的驱动器的安装位置远离手术器械的各个关节的位置，驱动器和对应的关节之间通过丝传动实现力和位移的传输。由于手术器械的器械末端空间狭小，无法集成获取器械末端运动信息的传感器设备，因此，现有技术中大多通过丝传动模型，进行运动模型参数辨识，获取对应关节的位置。然而手术器械上的传动丝随着使用次数增加会存在蠕变现象，导致丝传动模型不准确，因此通过采用驱动器提供的数据来实现器械末端的位姿控制，会导致器械末端
4、需要说明的是，公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种手术器械控制方法、手术机器人和存储介质，可以解决现有技术中，通过采用驱动器提供的数据来实现手术器械末端的位姿控制，会影响手术器械末端的控制精度的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种手术器械控制方法，应用于手术机器人，其中，所述手术机器人包括至少一条机械臂，其中至少一条所述机械臂的末端安装有手术器械和内窥镜，所述手术器械控制方法包括：
3、在初始化阶段，控制所述手术器械末端运动至目标构型，并获取所述内窥镜采集的患者体内场景图像；
4、根据所述患者体内场景图像，获取所述手术器械末端的实际位姿信息；
5、根据所述手术器械末端的实际位姿信息以及目标位姿信息，获取所述手术器械末端的位姿偏差信息；
6、判断所述手术器械末端的位姿偏差是否大于第一预设阈值；
7、若是，则在控制阶段，基于所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像获取所述手术器械末端的实时位姿信息，以实现对所述手术器械的控制。
8、可选的，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述控制方法还包括：
9、若所述手术器械末端的位姿偏差小于或等于所述第一预设阈值，则在所述控制阶段，基于各个所述驱动轴的实时位姿信息获取所述器械末端的实时位姿信息，以实现对所述手术器械的控制。
10、可选的，所述根据所述患者体内场景图像，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
11、对所述患者体内场景图像进行特征点的识别，以识别出至少三个位于所述手术器械末端上的目标特征点；
12、根据所述目标特征点的实际位置信息，获取所述手术器械末端的实际位姿信息。
13、可选的，所述根据所述目标特征点的实际位置信息，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
14、根据所述目标特征点在内窥镜坐标系下的实际位置信息以及所述内窥镜坐标系与基准坐标系之间的映射关系，获取所述目标特征点在所述基准坐标系下的实际位置信息；
15、根据所述目标特征点在所述基准坐标系下的实际位置信息以及预先获取的所述手术器械末端的几何参数信息，获取所述手术器械末端在所述基准坐标系下的实际位姿信息。
16、可选的，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述器械末端包括至少一个关节，所述驱动轴与对应的所述关节之间传动连接；
17、所述根据所述患者体内场景图像，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
18、对所述患者体内场景图像进行特征点的识别，以识别出所述器械末端的每个所述关节上的目标特征点；
19、根据所述器械末端的各个关节上的所述目标特征点的实际位置信息以及预先获取的所述器械末端的几何参数信息，获取所述器械末端的各个关节的实际位姿信息；
20、所述根据所述手术器械末端的实际位姿信息以及目标位姿信息，获取所述手术器械末端的位姿偏差信息，包括：
21、针对所述器械末端的每个关节，根据该关节的实际位姿信息以及目标位姿信息，获取该关节的位姿偏差信息。
22、可选的，所述判断所述手术器械末端的位姿偏差是否大于第一预设阈值，包括：
23、针对所述器械末端的每个关节，判断该关节的位姿偏差是否大于第一预设阈值；
24、所述若是，则在控制阶段，基于所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像获取所述器械末端的实时位姿信息，包括：
25、若至少一个所述关节的位姿偏差大于所述第一预设阈值，则在控制阶段，基于所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像获取所述器械末端的实时位姿信息。
26、可选的，所述关节上的目标特征点为所述关节的轴线方向上的端点。
27、可选的，所述基于所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像获取所述器械末端的实时位姿信息，以实现对所述手术器械的控制，包括：
28、根据所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像，获取所述器械末端的每个关节的实时位姿信息；
29、针对所述器械末端的每个关节，根据该关节的实时位姿信息以及指令位姿信息，获取该关节的实时位姿偏差信息，并根据该关节的实时位姿偏差信息，控制该关节进行相应运动。
30、可选的，所述手术器械控制方法还包括：
31、在控制所述器械末端运动至目标构型的过程中，获取所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像；
32、针对每个所述驱动轴，根据所述实时患者体内场景图像，对该驱动轴与所述器械末端之间的传动模型参数进行迭代更新，直至满足预设迭代结束条件，以获取更新后的传动模型参数；
33、所述基于各个所述驱动轴的实时位姿信息获取所述器械末端的实时位姿信息，包括：
34、基于各个所述驱动轴所对应的更新后的传动模型参数以及各个驱动轴的实时位姿信息，获取所述器械末端的实时位姿信息。
35本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种手术器械控制方法，应用于手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括至少一条机械臂，其中至少一条所述机械臂的末端安装有手术器械和内窥镜，所述手术器械控制方法包括：
2.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述控制方法还包括：
3.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述根据所述患者体内场景图像，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
4.根据权利要求3所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述根据所述目标特征点的实际位置信息，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
5.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述器械末端包括至少一个关节，所述驱动轴与对应的所述关节之间传动连接；
6.根据权利要求5所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述判断所述手术器械末端的位姿偏差是否大
7.根据权利要求5所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述关节上的目标特征点为所述关节的轴线方向上的端点。
8.根据权利要求5所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述基于所述内窥镜采集的实时患者体内场景图像获取所述器械末端的实时位姿信息，以实现对所述手术器械的控制，包括：
9.根据权利要求2所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械控制方法还包括：
10.根据权利要求9所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述预设迭代结束条件为当前迭代所得到的传动模型参数与上一次迭代所得到的传动模型参数之间的直线距离小于第二预设阈值。
11.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械控制方法还包括：
12.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械控制方法还包括：
13.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括通信连接的医生控制台、患者台车和控制器，所述医生控制台和所述患者台车具有主从控制关系，所述患者台车包括至少一条机械臂，其中至少一条所述机械臂的末端安装有手术器械和内窥镜，所述控制器被配置为用于实现权利要求1至12中任一项所述的手术器械控制方法。
14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至12中任一项所述的手术器械控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种手术器械控制方法，应用于手术机器人，其特征在于，所述手术机器人包括至少一条机械臂，其中至少一条所述机械臂的末端安装有手术器械和内窥镜，所述手术器械控制方法包括：
2.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述控制方法还包括：
3.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述根据所述患者体内场景图像，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
4.根据权利要求3所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述根据所述目标特征点的实际位置信息，获取所述手术器械末端的实际位姿信息，包括：
5.根据权利要求1所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述手术器械包括器械盒和器械末端，所述器械盒包括至少一个驱动轴，所述驱动轴与所述器械末端之间传动连接，所述器械末端包括至少一个关节，所述驱动轴与对应的所述关节之间传动连接；
6.根据权利要求5所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述判断所述手术器械末端的位姿偏差是否大于第一预设阈值，包括：
7.根据权利要求5所述的手术器械控制方法，其特征在于，所述关节上的目标特征点为所述关节的轴线方向上的端点...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，王家寅，请求不公布姓名，
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：
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