[发明专利]内窥镜手术控制系统

说明书

本发明公开了一种内窥镜手术控制系统，该系统包括：至少有一个机械臂安装有内窥镜；至少有一个机械臂安装有手术器械；所述操作手柄由医生操作；所述定位标记刚性连接于被测对象，用于获得被测对象的当前位姿，所述被测对象为内窥镜、手术器械和操作手柄；所述定位设备通过定位标记获得被测对象的当前位姿，并传输至主控制器；主控制器，用于根据操作手柄的当前位姿，计算手术设备的目标位姿，驱动机械臂控制手术设备到达目标位姿；判断手术设备的当前位姿与目标位姿是否一致，若是，停止驱动，其中，手术设备为内窥镜和手术器械。本发明不采用编码器，误差小，硬件简单，占用空间小，安装方式灵活。

技术领域

本发明涉及医疗器械控制技术领域，尤其涉及内窥镜手术控制系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

现有内窥镜手术机器人系统由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三部分组成。

外科医生控制台是医生坐在控制台中，位于手术室无菌区之外，使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。

床旁机械臂系统是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统周围工作，负责更换器械和内窥镜，协助医生完成手术。

成像系统内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，在手术过程中位于无菌区外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。

但是，现有内窥镜手术机器人控制系统结构复杂、目标定位误差大、制造及使用成本高。主要体现在：

1、该系统使用多个串联的编码器通过复杂的算法得出操作手柄的位姿，并将其映射到床旁机械臂系统，此方法误差较大且系统整体成本较高。

2、床旁机械臂系统占用空间较大，侵占医生有限的手术操作空间。

发明内容

本发明实施例提供一种内窥镜手术控制系统，不采用编码器，误差小，硬件简单，占用空间小，安装方式灵活，该系统包括：至少一个机械臂、至少一个内窥镜、至少一个手术器械、至少一个操作手柄、至少一个定位标记、至少一个定位设备、和主控制器；其中，

至少有一个机械臂安装有内窥镜；

至少有一个机械臂安装有手术器械；

所述操作手柄由医生操作；

所述定位标记刚性连接于被测对象，用于获得被测对象的当前位姿，所述被测对象为内窥镜、手术器械和操作手柄；

所述定位设备通过定位标记获得被测对象的当前位姿，并传输至主控制器；

主控制器，用于根据操作手柄的当前位姿，计算手术设备的目标位姿，驱动机械臂控制手术设备到达目标位姿；判断手术设备的当前位姿与目标位姿是否一致，若是，停止驱动，其中，手术设备为内窥镜和手术器械。

本发明实施例中，通过定位设备和定位标记代替编码器，直接测量操作手柄、手术设备的位姿：省略大量硬件，减轻软件算法工作，且避免了编码器组成的串联系统的误差放大。另外，通过定位设备测量各机械臂的位姿，使机械臂不再局限于一个相同的基座，安装方式更灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中内窥镜手术控制系统的示意图之一；