[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

说明书

本发明提供一种手术机器人的碰撞检测方法、可读存储介质及手术机器人，所述手术机器人的碰撞检测方法包括：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；其中所述预定组织包括预定组织的特征点；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器械的预期空间位姿；根据所述预定组织的空间位置和所述器械的预期空间位姿确定所述手术器械与所述预定组织的碰撞情况。如此配置，可实现手术器械与预定组织间的碰撞检测，可有效提升手术操作的安全性，保证手术操作安全。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种手术机器人的碰撞检测方法、可读存储介质及手术机器人。

背景技术

手术机器人的出现符合精准外科的发展趋势。手术机器人成为帮助医生完成手术有力工具，如da Vinci手术机器人已经应用在全球各大医院，因其伤害小、出血少、恢复快，为患者带来福音。

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。在传统的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，器械臂能完成360度的转动、挪动、摆动、夹持，并避免抖动。创口小，出血少，恢复快，大大缩短了患者术后住院时间，术后存活率和康复率也能明显提高，受到广大医患的青睐，现在作为一种高端医疗器械，已广泛运用于各种临床手术中。

手术机器人的手术操作中，手术器械多处于人体腔道内，手术器械与预定组织间不可避免存在接触，对于关键组织，如血管、动脉等，手术器械与这些关键组织间的碰撞接触是存在风险的，故实现手术器械与组织间的碰撞检测至关重要。

然而目前在工业机器人和手术机器人中，主要有两种方法进行碰撞检测：在工具臂的末端或器械末端设置力传感器进行碰撞检测；以及基于关节传感器进行碰撞检测。这两种方法一方面都需要额外设置的传感器，增加了手术机器人结构的复杂性；另一方面均是通过接触才能实现碰撞检测，然而一些情况下，手术器械在接触到组织时，就已经产生风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术机器人的碰撞检测方法、可读存储介质及手术机器人，以解决现有的手术机器人与组织间存在的碰撞检测问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种手术机器人的碰撞检测方法，其包括：

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；

可选的，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。

可选的，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位置信息，从而得到所述预定组织的空间位置。

可选的，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。

可选的，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；