[发明专利]一种机器人穿刺系统

说明书

本发明实施例提供一种机器人穿刺系统，包括手术床、C臂机、C臂机驱动装置、安装有穿刺针的机械臂、控制台以及图像显示器；所述手术床上布置有可被C臂机识别的网格；所述C臂机用于照射所述手术床以获取X光网格图像；所述C臂机驱动装置用于驱动所述C臂机转动以改变照射方向；所述控制台用于控制所述机械臂与所述C臂机驱动装置；所述图像显示器用于显示所述X光网格图像、C臂机采集的图像和机械臂所视图像；所述手术床、C臂机、C臂机驱动装置、机械臂设置在手术室内；所述控制台和图像显示器设置在手术室外。通过本发明实施例提供的方法与装置，在手术过程中医生无需暴露在X光线中，避免X光线对医生的身体产生辐射并且穿刺精度高。

技术领域

本发明涉及医疗手术技术领域，尤其涉及一种机器人穿刺系统。

背景技术

现有的穿刺手术，如经皮肾穿刺手术、经皮神经外科穿刺术、经皮骨科穿刺术等都是需要医生一边看着C臂机获取到的病患的X光图像，一边操作穿刺针来进行穿刺操作，整个手术过程基本都需要医生参与，医生的工作量很大，同时医生必须要暴露在X光线中，长期暴露在X光线中会对医生的身体产生辐射危害。

发明内容

本发明的目的是提出一种机器人穿刺控制系统，在手术过程中医生无需暴露在X光线中，避免X光线对医生的身体产生辐射。

为了达到上述的目的，本发明实施例一方面提供了一种机器人穿刺系统，包括：手术床、C臂机、C臂机驱动装置、安装有穿刺针的机械臂、控制台以及图像显示器；所述手术床上布置有可被C臂机识别的网格；所述C臂机用于照射所述手术床以获取X光网格图像；所述C臂机驱动装置用于驱动所述C臂机转动以改变照射方向；所述控制台用于控制所述机械臂与所述C臂机驱动装置；所述图像显示器用于显示所述X光网格图像、所述C臂机采集的图像和所述机械臂上的穿刺针所视图像；所述手术床、C臂机、C臂机驱动装置、机械臂设置在手术室内；所述控制台和图像显示器设置在手术室外。

优选地，所述机械臂包括机座、安装在所述机座上的机械臂本体、安装在所述机械臂本体的活动端部上的持针器、安装在所述持针器上的摄像头与穿刺针。

优选地，所述控制台配置有机器人穿刺控制装置，所述机器人穿刺控制装置包括：

X光图像获取模块，用于通过转动所述C臂机控制所述C臂机以不同的照射方向照射所述手术床，获取不同的照射方向所对应的X光网格图像；所述手术床上布置有可被C臂机识别的网格；

结石坐标获取模块，用于根据结石在不同的X光网格图像上的位置，获取所述结石在XYZ坐标系上的坐标；其中，在所述XYZ坐标系中，以C臂机的转动中心为坐标原点，以垂直于手术床且通过坐标原点的直线为Z轴，以平行于C臂机的转轴且通过坐标原点的直线为Y轴，以同时垂直于Z轴和Y轴且通过坐标原点的直线为X轴；

器官图形获取模块，用于获取每张X光网格图像中的器官边界图形；所述器官边界图像是指所述结石所在的器官的边界图像；

三维图像构建模块，用于根据每张X光网格图像中的器官边界图形以及预先配置的影像学图片，在所述XYZ坐标系中构建所述结石所在的器官的三维图像；

刺入路径确定模块，用于根据所述器官的三维图像以及所述结石在所述XYZ坐标系上的坐标，确定最佳刺入路径；

穿刺控制模块，用于控制机械臂根据所述最佳刺入路径对所述结石进行穿刺操作；其中所述机械臂上安装有穿刺针。

优选地，所述结石坐标获取模块包括：

第一坐标获取单元，用于获取结石在第一照射方向所对应的X光网格图像上的坐标(x1，y1)；所述第一照射方向为Z轴的正向；

第二坐标获取单元，用于获取结石在第二照射方向所对应的X光网格图像上的坐标(x2，y2)；

第三坐标获取单元，用于根据