[发明专利]手术机器人系统

说明书

本发明提供了一种手术机器人系统，包括：第一机械臂、第二机械臂、位姿获取单元、图像处理单元及显示单元；第一机械臂上挂载有手术器械；第二机械臂上挂载有内窥镜；位姿获取单元用于获取手术器械在显示单元坐标系下的位置和内窥镜在显示单元坐标系下的位姿；图像处理单元用于根据手术器械在显示单元坐标系下的位置和内窥镜在显示单元坐标系下的位姿，以及内窥镜视场，获得包含手术器械和内窥镜视场相对位置关系信息的图像；显示单元显示图像处理单元所形成的图像，由此在需要调整手术器械时，可以根据显示单元上显示的包含手术器械和内窥镜视场相对位置关系信息的图像进行调整，从而可以很方便、准确的调整手术器械至内窥镜的视场。

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系统。

背景技术

在机器人手术中，经常需要护士帮助主刀医生更换手术器械，或者是在手术器械不在医生视野范围内时帮助医生将手术器械调整到视野范围内。但是由于人体腹腔是不透明的，护士无法透过腹腔壁直接观察到手术器械和内窥镜(腹腔镜)的关系，处于一种盲目尝试或者依靠经验尝试的境地，尤其是当腹腔镜是非零度镜时更为严重，而此时手术器械就有可能伤害到人体脏器，造成手术危险，尤其是在脆弱脏器如心脏肝脏等附近实施手术时，更容易戳破脏器造成手术事故。

专利申请CN107016685A提出一种实时匹配的手术场景增强现实投射方法，其思路是对医学影像图像进行快速三维重建以得到虚拟三维模型，通过增强显示模型将所述虚拟模型与手术真实场景进行实时跟踪与重叠，通过微型投影与手术场景实时重叠的三维影像模型，能够使得外科医生获取更加直接的病人内部信息，实现对手术的引导作用减少手术误伤提高手术成功率。但这一方案对于手术器械的调整毫无帮助。

专利申请CN104274247A提供了一种医学手术导航方法，包括：第一步骤，用于对医学图像进行三维重建以得到虚拟模型；以及第二步骤，用于通过增强现实技术将所述虚拟模型与病人身体部位融合，以便在融合状态下实现对医学手术的导航作用。该专利申请的医学手术导航方法使得外科医生能够获取更加准确且直观的病人身体信息，采用增强显示技术将虚拟模型与病人身体部位融合，保证了病人身体的直观性，但是同样不能解决便于手术器械调整的问题。

发明专利CN 102341046 B公开了一种利用增强现实技术的手术机器人系统及其控制方法：手术用机器人的主接口，安装在用于控制包括机器臂的从机器人的主机器人上，其包括：画面显示部，用于显示与由手术用内窥镜提供的图像信号相对应的内窥镜图像；一个以上的臂操作部，用于分别控制机器臂；增强现实技术实现部，根据使用者利用臂操作部进行的操作而生成虚拟手术器械信息，以便通过画面显示部显示虚拟手术器械。该手术用机器人的主接口利用增强现实技术同时显示实际手术器械和虚拟手术器械，缓解因为网络通信延迟而造成的施术者手的动作与通过画面看到的从机器人的动作不一致，从而影响施术者正常手术的技术问题。这个专利也是利用了增强显示的技术，但是主要目的是使用虚拟手术器械信息来克服延时效应或者是用于教学，保证术者手术的集中力，或者是通过能够让施术者实时感知通过主机器人操作使虚拟手术器械移动等引起的脏器接触等，并未涉及任何解决术中调整时安全问题的目的或者方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术机器人系统，以解决现有技术中对于手术器械的调整不便的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种手术机器人系统，所述手术机器人系统包括：第一机械臂、第二机械臂、位姿获取单元、图像处理单元及显示单元；其中，

所述第一机械臂上挂载有手术器械；

所述第二机械臂上挂载有内窥镜；

所述位姿获取单元用于获取所述手术器械在所述显示单元坐标系下的位置和所述内窥镜在所述显示单元坐标系下的位姿；

所述图像处理单元用于根据所述手术器械在所述显示单元坐标系下的位置和所述内窥镜在所述显示单元坐标系下的位姿，以及内窥镜视场，获得包含所述手术器械和所述内窥镜视场相对位置关系信息的图像；及