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一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统及方法技术方案

技术编号:40112082 阅读:29 留言:0更新日期:2024-01-23 19:20
本发明专利技术公开了一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统及方法,系统包括:图像处理模块、运动映射模块、雅可比估计模块、可视化约束模块、最优控制模块和运动驱动模块;图像处理模块用于采集人体的腔体图像,并基于人体腔道图像计算腔体中心;运动映射模块用于读取主手设备的运动数据,并将运动数据映射为手术机器人关节的期望速度;雅可比估计模块用于基于腔体中心计算控制过程中手术机器人的雅可比矩阵变化量;可视化约束模块用于基于腔体中心构建控制障碍函数,并基于雅可比矩阵变化量设置控制障碍函数的约束条件;最优控制模块用于基于期望速度和控制障碍函数得到关节的最优控制量;运动驱动模块用于基于最优控制量控制手术机器人。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗机器人,具体涉及一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统及方法


技术介绍

1、内窥镜手术机器人是一种很新型的医疗技术,它可以通过自然孔洞或者人工创口进入人体,实现手术的自动化操作,在诊断上使得对患处的观察更加直观。在手术操作上,这种技术的出现与应用提升了传统手术的准确性与效率,通过内窥镜能够很直接的减少手术过程中的出血与组织损伤,也能够缩短患者的恢复时间。能够解决在传统的开放式手术中,手术切口大,创口易感染,在手术过程中易发生其他并发症的问题。

2、在临床的手术中,高效且准确无误的完成手术对医生与患者来说都极为重要,对于内窥镜在实际的使用中,需要手眼并用,精神高度集中,多次的手术难免会带来精神疲劳的问题,导致目标的丢失,这会使手术风险大大提高。

3、为了提高内窥镜手术机器人在操作时的精度,降低手术过程中的使用风险,本专利提出一种更为有效的内窥镜手术机器人的遥操作控制方法,旨在解决内窥镜使用时目标丢失的问题,提升内窥镜手术机器人在使用中的稳定性,使内窥镜手术更加便于实施。


<p>技术实现思本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,包括:图像处理模块、运动映射模块、雅可比估计模块、可视化约束模块、最优控制模块和运动驱动模块;

2.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述图像处理模块包括:图像采集单元和图像处理单元;

3.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述运动映射模块包括:数值采集单元和数据映射单元;

4.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述雅可比估计模块包括:变化量计算模块和矩阵计算模块;<...

【技术特征摘要】

1.一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,包括:图像处理模块、运动映射模块、雅可比估计模块、可视化约束模块、最优控制模块和运动驱动模块;

2.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述图像处理模块包括:图像采集单元和图像处理单元;

3.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述运动映射模块包括:数值采集单元和数据映射单元;

4.根据权利要求1所述一种可视化约束下内窥镜手术机器人安全控制系统,其特征在于,所述雅可比估计模块包括:变...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓震何帅魏肖肖潘川川何炳蔚吴洁
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

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