[发明专利]手术机器人及其控制方法、控制装置

说明书

本发明涉及一种手术机器人及其控制方法、控制装置。手术机器人具有操作臂及与操作臂耦接的控制器，操作臂包括相机臂及手术臂；控制器，被配置成执行：获取相机臂的可视区域；获取配置的手术臂当前位于可视区域内的目标部位；基于可视区域限定目标部位在可视区域内运动。本发明的手术机器人能够限定手术臂的目标部位在相机臂所提供的视野下进行安全、可靠运动。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术机器人及其控制方法、控制装置。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。

随着科技的进步，微创手术机器人技术逐渐成熟，并被广泛应用。手术机器人包括主操作台及从操作设备，从操作设备包括多个操作臂，这些操作臂包括具有图像末端器械的相机臂及具有操作末端器械的手术臂。主操作台包括显示器及手柄。医生在显示器显示的由相机臂提供的视野下操作手柄控制相机臂或手术臂运动。

然而，在手柄控制下，手术臂的部分部位容易移动至相机臂的视野以外，手术臂例如其末端器械在位于视野以外的情况容易脱离医生的掌控，进而可能对患者造成意外伤害。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够限定手术臂的目标部位在相机臂所提供的视野下进行安全、可靠运动的手术机器人及其控制方法、控制装置。

一方面，本发明提供了一种的控制方法，所述手术机器人具有操作臂，所述操作臂包括相机臂及手术臂，所述控制方法包括如下步骤：获取所述相机臂的可视区域；获取所述手术臂当前位于所述可视区域内的目标部位；基于所述可视区域限定所述目标部位在所述可视区域内运动。

其中，获取所述相机臂的可视区域的步骤包括：实时获取所述相机臂当前被配置的相机参数；根据所述相机参数获得所述可视区域。

其中，所述相机参数包括视场角及景深，根据所述相机参数获得所述可视区域的步骤包括：基于所述视场角和所述景深获得所述可视区域。

其中，所述手术臂具有一个以上可被配置成所述目标部位的特征部位，获取所述手术臂当前位于所述可视区域内的目标部位的步骤包括：获取所述手术臂可被配置成所述目标部位的特征部位；判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内；令判断出当前位于所述可视区域内的所述特征部位为第一部位，基于所述第一部位获取所述目标部位。

其中，判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内的步骤包括：获取所述相机臂采集的所述可视区域的操作图像；识别所述特征部位是否位于所述操作图像内；在所述特征部位位于所述操作图像内时，判断出所述特征部位位于所述可视区域内。

其中，判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内的步骤包括：获取所述手术臂的运动学模型及所述手术臂中各关节的关节变量；结合所述运动学模型及所述关节变量确定所述特征部位在参考坐标系的位置；转换所述可视区域为在参考坐标系的位置范围；判断所述特征部位的位置是否位于所述位置范围内；在所述特征部位位于所述位置范围内时，判断出所述特征部位位于所述可视区域内。

其中，基于所述第一部位获取配置的所述目标部位的步骤包括：根据所述第一部位生成含有关联于可供配置成所述目标部位的特征部位的控件的配置界面；获取通过所述配置界面的控件配置的所述目标部位。

其中，根据所述第一部位生成含有关联于可供配置成所述目标部位的特征部位的控件的配置界面的步骤包括：获取所述手术臂的模型图像；生成含有所述模型图像的配置界面，并在所述模型图像上对应所述第一部位的位置生成含有关联于可供配置成所述目标部位的特征部位的控件。

其中，所述模型图像是所述手术臂的投影图像或计算机模型图像。