[发明专利]聚焦超声手术执行机构的运动控制方法、介质、系统和设备

权利要求书

1.一种聚焦超声手术执行机构的运动控制方法，所述执行机构的末端设置有治疗头，其特征在于，包括：

建立手术场景相应的虚拟障碍边界；

接收操作者输入的动作指令，所述动作指令包括将所述治疗头从当前位置移动至目标位置；

计算所述治疗头从所述当前位置移动至所述目标位置时，所述执行机构避让所述虚拟障碍边界的执行路径，以使所述执行机构带动所述治疗头无障碍的从当前位置移动至所述目标位置；

其中，建立手术场景相应的虚拟障碍边界的方法包括：

建立虚拟初始障碍边界；

建立手术场景中的虚拟液体边界，

在所述虚拟初始障碍边界所围成的空间中排除所述虚拟液体边界所围成的空间，以形成所述虚拟障碍边界。

2.根据权利要求1所述的聚焦超声手术执行机构的运动控制方法，其特征在于，建立手术场景中虚拟液体边界的方法还包括：

建立虚拟初始液体边界：

建立被手术患者的虚拟人体边界，

在所述虚拟初始液体边界所围成的空间中排除所述虚拟人体边界所围成的空间，以形成所述虚拟液体边界。

3.根据权利要求1所述的聚焦超声手术执行机构的运动控制方法，其特征在于，当操作者输入的所述动作指令未指定所述治疗头从当前位置移动至所述目标位置的路径时，采用第一避让算法计算所述执行路径，所述第一避让算法包括：

根据所述执行机构的数学模型，确定所述治疗头从当前位置移动至目标位置的最短直线路径，并建立所述治疗头以所述最短直线路径移动时，所述执行机构相应的第一虚拟运动轮廓边界；

判断所述最短直线路径对应的所述第一虚拟运动轮廓边界与所述虚拟障碍边界是否具有重叠区域；

若无重叠区域，则所述最短直线路径为执行路径；

若有重叠区域，则启动第二避让算法计算所述执行路径。

4.根据权利要求3所述的聚焦超声手术执行机构的运动控制方法，其特征在于：当操作者输入的所述动作指令指定了所述治疗头从当前位置移动至所述目标位置的指定路径时，采用第三避让算法计算所述执行路径，所述第三避让算法包括：

根据所述执行机构的数学模型，建立所述治疗头以所述指定路径移动时，所述执行机构相应的第二虚拟运动轮廓边界；

判断所述第二虚拟运动轮廓边界与所述虚拟障碍边界是否具有重叠区域；

若无重叠区域，则以所述指定路径为执行路径；

若有重叠区域，则启动所述第一避让算法计算执行路径。

5.根据权利要求3或4所述的聚焦超声手术执行机构的运动控制方法，其特征在于：所述第二避让算法包括：

将当前位置和目标位置的连线所在的方向定义为受限方向，将垂直于所述受限方向且经过所述当前位置的平面定义为治疗头的安全运动平面，

计算所述治疗头在所述安全运动平面内的安全运动区域；

预设所述治疗头在所述安全运动区域内的平面移动路径；

虚拟或现实的以所述平面路径移动所述治疗头，将所述治疗头在所述平面移动路径上的位置定义为过渡位置；

计算所述治疗头从当前所述过渡位置以最短直线路径移动至目标位置时，执行机构相应的第三虚拟运动轮廓边界是否与所述虚拟障碍边界有无重叠；

若无重叠，确认相应的过渡位置为转向位置，则所述执行路径为先以所述平面移动路径从所述当前位置移动至所述转向位置，再从所述转向位置以最短直线路径移动至所述目标位置；

若有重叠，继续以所述平面路径移动治疗头，直至当前所述过渡位置以最短直线路径移动至目标位置时，执行机构相应的所述第三虚拟运动轮廓边界与所述虚拟障碍边界无重叠，确认相应的过渡位置为转向位置，则所述执行路径为先以所述平面移动路径从所述当前位置移动至所述转向位置，再从所述转向位置以最短直线路径移动至所述目标位置。

6.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1～5中任一项所述的聚焦超声手术执行机构的运动控制方法。