[发明专利]手术机器人的碰撞检测方法、可读存储介质及手术机器人

权利要求书

1.一种手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括：

获取手术环境中预定组织于不同视角下的至少两个图像信息；

根据所述至少两个图像信息，获得所述预定组织的空间位置；

获取手术机器人的器械臂的末端所连接的手术器械的空间位姿；

根据所述预定组织的空间位置和所述手术器械的空间位姿确定所述手术器械与所述预定组织的碰撞情况。

2.根据权利要求1所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预定组织具有特征点，所述特征点基于医学影像通过建立组织模型来确定。

3.根据权利要求2所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，根据所述至少两个图像信息，获得所述预定组织的空间位置的步骤包括：

根据所述至少两个图像信息，建立所述预定组织的实时的三维模型，经与所述组织模型配准后，实时得到所述特征点在图像采集装置坐标系中的实时的位置信息，从而得到所述预定组织的空间位置。

4.根据权利要求3所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，利用至少两个图像采集单元获取所述至少两个图像信息，至少两个所述图像采集单元设置于内窥镜上，所述内窥镜连接于所述手术机器人的持镜臂的末端。

5.根据权利要求4所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，获得所述预定组织的空间位置的步骤包括：

获取所述图像信息中所述特征点在内窥镜坐标系中的位置信息；

获取所述内窥镜在持镜臂基坐标系中的位姿信息；

根据所述特征点在内窥镜坐标系中的位置信息以及所述内窥镜在持镜臂基坐标系中的位姿信息，得到所述特征点在持镜臂基坐标系下的位置信息，进而得到所述特征点在基坐标系下的位置信息，从而得到所述预定组织的空间位置。

6.根据权利要求1所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述手术器械的空间位姿包括当前空间位姿和预期空间位姿；所述碰撞情况包括当前碰撞情况和预期碰撞情况。

7.根据权利要求6所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，获取所述手术器械的预期空间位姿的步骤包括：

获取所述手术器械上的至少两个器械标记点在器械臂基坐标系中的位置信息，进而得到所述器械标记点在基坐标系下的位置信息；

获取所述器械标记点的运动信息；

根据所述器械标记点的位置信息和运动信息，得到所述器械标记点的预期空间位置；

根据至少两个所述器械标记点的预期空间位置，得到所述手术器械的预期空间位姿。

8.根据权利要求2所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，确定碰撞情况的步骤包括：

以所述特征点为球心，以Ro为半径建立球体Co；

以所述手术器械上的器械标记点为球心，以Rt为半径建立球体Ct；

若所述球体Co和所述球体Ct间的距离DRo+Rt，则标记所述特征点与所述器械标记点接触。

9.根据权利要求8所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预定组织包括M个特征点，其中有N个特征点与所述器械标记点发生接触，N为自然数，M为不小于N的自然数，若N与M的比值大于阈值P，P∈(0，1]，则确定所述手术器械将要与所述预定组织碰撞。

10.根据权利要求1所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，若所述碰撞情况包括所述手术器械与所述预定组织碰撞，则进行报警、提示和启动安全保护机制中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，启动安全保护机制的步骤包括：

根据所述碰撞情况为所述手术器械的运动设置虚拟边界，并限制所述手术器械进入所述虚拟边界的范围内。