[发明专利]手术机器人系统及其腹腔镜操作方法以及体感式手术用图像处理装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及手术，更具体地说，涉及一种手术机器人系统及其腹腔镜操作方法以及体感式手术用图像处理装置及其方法。

背景技术

手术机器人是指具有能够代替由医生进行的手术行为的功能的机器人。这种手术机器人具有与人相比能够进行准确精密动作且能够进行远程手术的优点。

目前全世界正在开发的手术机器人有骨外科手术机器人、腹腔镜（laparoscope）手术机器人、立体定向手术机器人等。在此，腹腔镜手术机器人是利用腹腔镜和小型手术工具进行微创手术的机器人。

腹腔镜手术机器人是在肚脐部位钻孔1cm左右之后插入用于观察腹腔内的作为内窥镜的腹腔镜而进行手术的尖端手术技术，是期待将来有很大发展的领域。

近来，腹腔镜发展到，安装有电脑芯片，从而能够获得比肉眼观察更清晰的放大图像，而且，若通过监控器看着画面的同时使用特别设计的腹腔镜手术工具，则可以进行任何手术。

此外，腹腔镜手术的其手术范围与剖腹手术几乎相同，但与剖腹手术相比并发症少，而且手术后能够尽快进行治疗，从而具有保持手术患者体力或免疫功能的优点。因此，在美国和欧洲等国家，治疗大肠癌等时腹腔镜手术日益公认为标准手术。

手术机器人系统通常包括主机器人和从机器人。若施术者操作主机器人所具有的操纵器（例如手柄），则结合于从机器人的机器臂或由机器臂把持的手术工具被操作，从而进行手术。主机器人和从机器人通过网络连接而进行网络通信。

然而，现有的手术机器人系统，施术者为了取得有关手术部位的图像，用户需要进行单独操作，以便将腹腔镜移动到所需位置，或调节图像输入角度。即，施术者在手术过程中利用手或脚单独输入用于控制腹腔镜的操作。

但是，这在需要保持注意力高度集中的手术进行过程中，可能成为降低施术者注意力的原因，而注意力下降引起的不完整手术可能导致严重的并发症。

现在，进行腹腔镜手术时，通过腹腔镜拍摄的手术图像输出给用户，用户看着该图像进行手术，但是与直接剖腹进行的手术相比，存在真实感降低的问题。发生这些问题的原因可以是，腹腔镜在腹腔内移动及旋转而照射其它部位时，用户可以看到的图像输出到相同位置及大小的监控器上，因此，所述操纵器和图像之间的相对距离感及运动，与实际腹腔内的手术工具和脏器之间的相对距离感及运动不同。

此外，通过腹腔镜拍摄的手术图像仅包括手术工具的部分图像，所以这些手术工具彼此碰撞或重叠时，可能发生用户难以操作或视野被遮挡无法顺利进行手术的情况。

上述背景技术是发明人为了导出本发明而保留或导出本发明的过程中所学到的技术信息，不一定是本发明申请之前向公众公开的公知技术。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供一种仅通过施术者想看到所需手术部位的行为就能够控制腹腔镜的位置及图像输入角度的手术机器人系统及其腹腔镜操作方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种不需要施术者进行用于操作腹腔镜的单独操作从而能够使施术者完全集中于手术行为的手术机器人系统及其腹腔镜操作方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种不需要学习利用面部识别的设备操作方法而能够直观了解操作方法的手术机器人系统及其腹腔镜操作方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种不必使用胳膊而仅通过在三维空间上的面部运动来能够以多种方式控制内窥镜装置的手术机器人系统及其腹腔镜操作方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种对应于根据手术用内窥镜的运动而变化的内窥镜的视点，改变在用户看的监控器上输出的内窥镜图像的输出位置，从而能够使用户更真实地感受到实际手术状况的体感式手术用图像处理装置及其方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种在当前时间提取之前输入存储的内窥镜图像并与当前的内窥镜图像一同输出到画面显示部，从而能够将有关内窥镜图像变化的信息通知给用户的体感式手术用图像处理装置及其方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种将手术时利用内窥镜实际拍摄的内窥镜图像和预先生成并存储于图像存储部的手术工具的建模图像进行各自或彼此匹配或调节其尺寸等图像修改后，向用户可观察的监控部输出的体感式手术用图像处理装置及其方法。

另外，本发明的目的在于，提供一种体感式手术用图像处理装置及其方法，通过与不断变化的内窥镜的视点对应地旋转及移动监控器，从而能够使用户更生动地感受到手术真实感。

除了本发明提出的之外的其它技术问题可以通过下面的说明容易理解。

解决技术问题的方法