[发明专利]手术机器人系统的套管位姿确定方法、装置

说明书

本申请涉及一种手术机器人系统的套管位姿确定方法、装置，其中，所述方法包括：获取至少一个套管的三维数据；对所述至少一个套管的三维数据与基准套管的三维数据进行配准，分别确定所述至少一个套管的位姿。利用本申请各个实施例提供的技术方案，可以实现机械臂与套管之间的自动化对准，降低机械臂与套管对准的繁琐程度，提高对准效率。

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及手术机器人系统的套管位姿确定方法、装置。

背景技术

目前，手术机器人，尤其是腹腔镜手术机器人在医疗器械市场上占有比较重要的地位。 利用手术机器人实施外科手术，只需要在患者体表切开3～4个5～10mm的创口，将内窥镜伸 入患者体内，在视觉图像的引导下操作手术器械即可完成手术。相比于传统的开放式手术， 利用手术机器人实施外科手术具有创口小、痛苦少、恢复快以及感染率低等优点。

在手术机器人中，为了防止手术器械或者摄像装置在运动过程中对患者创口产生损伤， 往往需要在手术器械或者摄像装置与创口之间设置套管(Trocar)。套管的一端介入体内，另 一端位于人体外，并与机械臂连接。由于套管的一端与机械臂之间是可拆卸式连接，因此， 每次手术前，工作人员都需要手动将机械臂与套管的一端连接。具体地，工作人员需要将多 条机械臂一一展开，然后重复调整机械臂的高度和姿态，直至每条机械臂分别与对应的套管 对接上。以上操作不仅繁琐，而且非常消耗时间。

因此，相关技术中亟需一种高效且自动化的机械臂对接套管的方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种手术机器人系统的套管位姿确定方法、装置，以至少解决相关 技术中手动连接套管繁琐、效率较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种手术机器人系统的套管位姿确定方法，包括：

获取至少一个套管的三维数据；

对所述至少一个套管的三维数据与基准套管的三维数据进行配准，分别确定所述至少一 个套管的位姿。

本申请实施例中，可以根据套管的三维数据与基准套管的三维数据进行配准，以确定套 管的位姿。在本申请的技术方案中，构建套管的基准模型，即所述基准套管，那么，基于套 管和基准套管的三维数据，可以获取到套管相对于基准套管的位姿，从而实现套管位姿的自 动化获取。另外，确定的套管位姿能够为调整机械臂自动摆位提供导航依据，实现机械臂与 套管之间的自动化对准，降低机械臂与套管对准的繁琐程度，提高对准效率。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述获取至少一个套管的三维数据，包括：

获取手术环境的三维数据，所述手术环境中包括至少一个套管；

从所述手术环境的三维数据提取出所述至少一个套管的三维数据。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述对所述至少一个套管的三维点云数据与基准套 管的三维点云数据进行配准，分别确定所述至少一个套管的位姿，包括：

对所述至少一个套管的三维数据与基准套管的三维数据进行配准，分别获取配准结果；

确定所述配准结果的配准误差；

在确定所述配准误差大于预设阈值的情况下，对基准套管的三维数据进行自适应调整， 使得基准套管的三维数据与所述套管的三维数据的形态参数相匹配；

对所述套管的三维数据与基准套管自适应调整后的三维数据进行配准，直至所述配准误 差小于等于所述预设阈值，并分别确定所述至少一个套管的位姿。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述对所述至少一个套管的三维数据与基准套管的 三维数据进行配准，分别确定所述至少一个套管的位姿，包括：