[发明专利]一种具有交互式路径规划功能的机器人手术系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体是一种具有交互式路径规划功能的机器人手术系统。

背景技术

随着我国心脑血管、肿瘤等疾病的患者显著增加，近年来，我国数字诊疗装备平均增速在20%以上，多学科联合治疗的一站式复合手术系统凭借其优势，逐渐成为医学领域势不可挡的发展潮流。复合手术因借助介入治疗设备及技术，精密且微创，并能将内外科优点有机地结合起来，充分体现以患者为中心，深受国内医生欢迎。而现有的外科手术医疗设备，以外科介入血管机为例，传统的血管机操控系统与功能模块较为单一，安装模式也只能是通过天轨悬吊方式，或者落地式固定方式，而这既阻碍介入治疗技术的深入开展，也束缚着复合手术室的个性化、多样化设计。

因此，如何利用现有资源建立复合手术室，如何将大型血管机、X光机等治疗设备整合，构建一种灵活性高、综合性好的，可以针对多种病症手术一体式机器人手术系统，并且具备在不同科室之间移动，以适应以外科手术系统为主导的多科室复合治疗，是未来外科手术系统的趋势。然而，实现机器人手术系统的移动，路径规划至关重要，针对医院操作者而言，其良好的交互功能和路径规划的合理性与可选择性是追求的目标。然而，现有一些医疗手术产品和设备，能够实现自主智能移动的较少，大部分还是依靠人力推动拉动等，这制约着精确医疗，尤其是外科手术设备的智能化发展趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术不足，提供一种具有交互式路径规划功能的移动式机器人手术系统。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种具有交互式路径规划功能的机器人手术系统，包括：全方位移动平台，具有公转和自转机构的影像系统，以及一套交互式路径规划系统；

所述全方位移动平台由移动平台机身和4个麦克纳母轮组成，其中4个麦克纳母轮的分为两排，平行安放，同一排的麦克纳母轮分别安装在移动平台机身的两端；

所述具有公转和自转机构的影像系统安装在全方位移动平台上，其中公转是绕x轴进行旋转，自转是绕y轴进行旋转，通过公转和自转的配合可以实现影像系统绕等中心点的旋转；

交互式路径规划系统由一台具有触碰功能的交互式平板或者显示器以及机器人轨迹规划系统组成；

所述交互式路径规划系统实现交互式路径规划的方法步骤为：机器人手术系统，将获得的定位信息以及机器人手术系统的位置信息显示在具有触碰功能的交互式平板或显示器上，实现用户的浏览；用户可以通过触摸滑动的方式在交互式平板或显示器上，直接规划移动机器人手术系统的路径；机器人手术系统的路径规划系统则通过用户手动指定的规划路径进行引导，给出实际符合机器人手术系统运动特点的路径，实现机器人手术系统的自主移动。

上述方案中，所述交互式路径规划系统还包括对于全方位移动平台和/或具有公转和自转机构的影像系统旋转臂的交互式规划方法，具体为：通过沿Z轴负方向，单指设定全方位移动平台的参考运行轨迹，通过X轴方向双指旋转设定影像系统公转的旋转轨迹，通过Y轴方向双指旋转指定影像系统的自转旋转轨迹；轨迹规划系统根据交互式方式设定的轨迹，自动生成无碰撞的全方位移动平台运动和/或具有公转和自转机构的影像系统旋转臂的轨迹，从而实现全方位移动平台运动和/或具有公转和自转机构的影像系统旋转臂的自动运动。

上述方案中，所述具有公转和自转机构的影像系统由L旋转臂、C型旋转臂和X线影像设备组成，所述L旋转臂安装在全方位移动平台上，C型旋转臂安装在L旋转臂末端，所述X射线影像设备包括一套高压发生器、X线球管和X线平板探测器，X射线影像设备均安装在C型旋转臂内环；其中公转是L旋转臂绕x轴进行旋转，自转是C型旋转臂绕y轴进行旋转，通过公转和自转的配合可以实现影像系统绕等中心点的旋转。

上述方案中，进一步还包括数控治疗床，辅助导管设备、消融设备和输液附属设备等；治疗床用于支撑患者，辅助导管设备、消融设备和输液附属设备等用于辅助具有交互式路径规划功能的机器人手术系统进行外科手术。

本发明所述方案的有益效果在于：1）采用全方位移动平台由移动承载具有公转和自转机构的影像系统，可以使得影像系统实现室内的全方位移动，能够方便的实现移动式介入诊断或者辅助治疗；2）通过交互式路径规划系统实现机器人手术系统的路径规划，方便用户操作，提高了机器人手术系统的灵活性、交互性和智能化程度。

附图说明

图1是本发明所述的方案示意图。

图2是本发明一个实施例的交互式路径规划系统实现机器人手术系统轨迹规划示意图。