[发明专利]一种多孔腹腔手术机器人腹腔镜自动导航方法

摘要

本发明公开了一种多孔腹腔手术机器人腹腔镜自动导航方法，该方法利用携带多个标记点的介入手术器械及手术视野图像处理技术，通过对手术视野图像中心的自动调整以及腹腔镜焦距的自动调整，使得观察视野图像保持清晰、手术器械远端始终位于手术医生适宜的观察视野中，可有效提高手术质量和效率，降低医生的劳动强度。

主权项

1.一种多孔腹腔手术机器人腹腔镜自动导航方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，临床手术医生根据患者病灶所处区域，调整腹腔镜的位姿，使得病灶位于手术视野且图像清晰，并使两个介入手术器械远端位于视野内；对于每个介入手术器械远端、其上均设有至少两个用于标定其所在直线上的标记点，记录各个标记点和其末端的距离；步骤2)，计算出当前两个介入手术器械远端所在直线的交点坐标O0、当前腹腔镜的焦距f0、以及当前两个介入手术器械末端和手术视野图像中心连线形成的夹角α0；步骤2.1)，获取当前手术视野图像及腹腔镜的焦距f0：利用图像采集单元获取当前手术视野的图像，并记录当前腹腔镜的焦距f0；步骤2.2)，获取两个介入手术器械远端上所有标记点的图像坐标：根据手术视野图像，检测两个介入手术器械远端所有的标记点，记录所有标记点的图像坐标；步骤2.3)，获取两个介入手术器械所在直线的方程及末端坐标：根据各个标记点的坐标，确定两个介入手术器械远端在手术视野图像中的直线方程，并根据介入手术器械各个标记点和其末端的距离计算出每个介入手术器械的末端坐标；步骤2.4)，根据两个介入手术器械远端在手术视野图像中的直线方程计算出两个介入手术器械远端所在直线的交点坐标O0；步骤2.5)，计算出两个介入手术器械末端与手术视野图像中心连线形成的夹角α0，令两个介入手术器械末端分别为E1、E2，手术视野图像中心为O，连接E1O以及E2O，则E1O以及E2O之间的夹角为α0；步骤3)，两个介入手术器械远端移动后，计算出两个介入手术器械远端所在直线的交点坐标O1、两个介入手术器械末端和手术视野图像中心连线形成的夹角α1；步骤3.1)，获取移动后的手术视野图像；步骤3.2)，根据移动后的手术视野图像，检测两个介入手术器械远端所有的标记点，记录所有标记点的图像坐标；步骤3.3)，获取移动后的两个介入手术器械所在直线的方程及末端坐标：根据移动后的各个标记点的坐标，确定移动后两个介入手术器械远端在手术视野图像中的直线方程，并根据介入手术器械各个标记点和其末端的距离计算出移动后每个介入手术器械的末端坐标；步骤3.4)，根据移动后两个介入手术器械远端在手术视野图像中的直线方程计算出移动后两个介入手术器械远端所在直线的交点坐标O1；步骤3.5)，计算出移动后两个介入手术器械末端与手术视野图像中心连线形成的夹角α1；步骤4)，计算夹角变化比例r，r＝α1/α0，根据r调整腹腔镜的焦距f，f＝f0/r；步骤5)，调整腹腔镜的姿态，使手术视野图像的中心进行移动，位移大小和交点坐标O0、O1之间的位移相同。