[发明专利]定位手术用手术机器人系统及其控制方法

权利要求书

1.一种定位手术用手术机器人系统，其中，包括：

定位手术部，其使手术工具移动及旋转至少五自由度；

控制部，其接收代表包括手术目标在内的手术部位的三维图像的第一成像数据；

拍摄部，其生成代表所述手术部位外部的三维图像的第二成像数据；

第一标记，其附着于所述拍摄部；

第二标记，其附着于所述定位手术部；

第三标记，其附着于所述手术部位或接近所述手术部位配置；及

跟踪部，其跟踪所述第一标记、所述第二标记以及所述第三标记的位置及姿势，

所述控制部，

生成用于把坐标从所述第一成像数据的第一坐标系变换成所述第二成像数据的第二坐标系的第一坐标变换关系，

利用所述第一坐标变换关系和所述第一标记的位置及姿势，生成用于把坐标从所述第一坐标系变换为所述第三标记的第三坐标系的第二坐标变换关系，

利用所述第二标记的位置及姿势和所述第三标记的位置及姿势，生成用于把坐标从所述第三坐标系转换成所述定位手术部的第四坐标系的第三坐标变换关系，

利用所述第二坐标变换关系及所述第三坐标变换关系，控制所述定位手术部。

2.根据权利要求1所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述控制部通过用户界面，使所述第一成像数据可视化，

把用户通过所述用户界面输入的所述手术目标的位置及所述手术工具的进入位置变换成所述第一坐标系上的坐标。

3.根据权利要求2所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述控制部利用所述第二坐标变换关系及所述第三坐标变换关系，把所述变换的第一坐标系上的坐标变换成所述定位手术部的第四坐标系上的坐标。

4.根据权利要求3所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述定位手术部包括：

旋转部，其供所述手术工具附着，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转；及

移动部，其使所述旋转部向三个轴中至少一个轴方向移动，

所述控制部基于所述变换的第四坐标系上的坐标，决定所述手术工具的进入姿势，

通过所述移动部使所述旋转部移动，以便在所述第四坐标系上，与所述手术目标的位置对应的坐标位于所述两个旋转轴的交叉点，

通过所述旋转部使所述手术工具旋转，以便所述手术工具具有所述决定的手术工具的进入姿势。

5.根据权利要求4所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述移动部包括：

第一方向驱动部，其沿着第一轴方向进行移动；

第二方向驱动部，其连接于所述第一方向驱动部，沿着第二轴方向进行移动；及

第三方向驱动部，其连接于所述第二方向驱动部，沿着第三轴方向进行移动，

所述旋转部包括：

第一旋转驱动部，其包括连接于所述第三方向驱动部的一端，以第一旋转轴为中心旋转；及

第二旋转驱动部，其包括连接于所述第一旋转驱动部的一端，以第二旋转轴为中心旋转，

所述手术工具附着于所述第二旋转驱动部。

6.根据权利要求1所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述控制部基于所述第一标记的位置及姿势，生成用于把坐标从所述第二坐标系变换成所述拍摄部的第五坐标系的第四坐标变换关系，及用于把坐标从所述第五坐标系变换成所述第三坐标系的第五坐标变换关系，

基于所述第一坐标变换关系、所述第四坐标变换关系及所述第五坐标变换关系，生成所述第二坐标变换关系。

7.根据权利要求1所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述控制部通过所述第一成像数据代表的三维图像和所述第二成像数据代表的三维图像间的图像整合，生成所述第一坐标变换关系。

8.根据权利要求7所述的定位手术用手术机器人系统，其中，

所述控制部利用所述第一成像数据代表的三维图像和所述第二成像数据代表的三维图像中共同包含的所述手术部位的至少一部分，执行所述图像整合。