[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

说明书

本发明公开了提供一种聚焦超声手术执行机构的运动控制方法、存储介质、手术设备及聚焦超声手术系统，该方法、通过建立手术场景相应的虚拟障碍边界；接收操作者输入将所述治疗头从当前位置移动至目标位置的动作指令；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。本发明通过建立虚拟障碍边界，以避让该虚拟障碍边界的方式制定执行路径，有利于减少执行机构运动过程中发生碰撞的几率，提高执行机构运动的安全性。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及聚焦超声手术执行机构的运动控制方法、存储介质、手术设备及聚焦超声手术系统。

背景技术

常规的手术方式中，外科医生直接操作手术器械来进行手术，随着医疗水平的发展，已出现了一种手术系统，该手术系统中，外科医生在主控制台处遥控执行机构进行手术动作。

传统的聚焦超声手术系统中，执行机构自由度不够高，使得末端执行器的在自由度受限的情况下其移动的路径是受限的，现有一些手术系统中，执行机构的自由度足够高，使末端执行器能够以任意路径进行移动，若将这种利用主控台控制执行机构的方式和这种自由度足够高的执行机构都直接应用在有聚焦超声手术设备中，可能存在执行机构与其他设备或装置发生碰撞的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚焦超声手术执行机构的运动控制方法、存储介质、手术设备及聚焦超声手术系统，以减少执行机构运动过程中发生碰撞的可能性，提高执行机构运动的安全性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

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，所述方法包括：

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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。