[发明专利]手术导航定位机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种手术导航定位机器人，包括第一机械手臂、第二机械手臂以及机器人本体，其特征在于，所述第一机械手臂上设置有超声波探头，所述第二机械手臂上设置有3D显示器，所述超声波探头的外表面设置有红外定位器，所述机器人本体的外表面设置有操作手柄，所述机器人本体内设置有适于实现各种程序指令的微控制器以及适于存储多条程序指令的存储器，所述程序指令由微控制器加载并执行如下步骤：

控制所述第一机械手臂的超声波探头实时摄取病人手术过程中目标组织器官的超声波图像；

将目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像作比较定位出目标组织器官的病变区域；

以病人平躺的手术台为水平面并以所述超声波探头的位置和方向建立空间坐标系，并基于该空间坐标系计算病变区域的位置坐标；

根据所述病变区域的位置坐标产生手术导航指令，并控制所述红外定位器产生红外导光点；

根据所述手术导航指令驱动第一机械手臂移动方向使所述红外导光点照射在所述病变区域；

当接收到操作手柄输入的操作指令时，根据操作指令产生驱动第二机械手臂上的3D显示器移动到医生眼睛前方的驱动信号；

根据驱动信号驱动所述第二机械手臂移动使3D显示器移动至医生的眼睛前方，并将目标组织器官的超声波图像显示在3D显示器上。

2.如权利要求1所述的手术导航定位机器人，其特征在于，所述将目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像作比较定位出目标组织器官的病变区域的步骤包括如下步骤：

从所述存储器读取正常组织器官的参考影像；

比较目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像确定两者的纹理分布差异，并根据两者的纹理分布差异定位出目标组织器官的病变区域。

3.如权利要求1所述的手术导航定位机器人，其特征在于，所述操作指令产生驱动第二机械手臂上的3D显示器移动到医生眼睛前方的驱动信号的步骤包括如下步骤：

根据所述操作指令计算出3D显示器将要移动到的最终位置；

通过3D显示器的最终位置计算第二机械手臂将要被驱动的角度；

产生并传输以所计算的角度驱动第二机械手臂移动的驱动信号。

4.如权利要求1至3任一项所述的手术导航定位机器人，其特征在于，所述超声波探头、红外定位器、操作手柄、3D显示器和存储器均电连接至微控制器上。

5.如权利要求4项所述的手术导航定位机器人，其特征在于，所述机器人本体还设置电源装置，该电源装置包括可充电的锂电池以及充电座，所述锂电池电连接至微控制器上，所述充电座电连接至锂电池上。

6.一种手术导航定位机器人的控制方法，该手术导航定位机器人包括第一机械手臂、第二机械手臂以及机器人本体，其特征在于，所述第一机械手臂上设置有超声波探头，所述第二机械手臂上设置有3D显示器，所述超声波探头的外表面设置有红外定位器，所述机器人本体的外表面设置有操作手柄，其中，所述手术导航定位机器人的控制方法包括步骤：

控制所述第一机械手臂的超声波探头实时摄取病人手术过程中目标组织器官的超声波图像；

将目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像作比较定位出目标组织器官的病变区域；

以病人平躺的手术台为水平面并以所述超声波探头的位置和方向建立空间坐标系，并基于该空间坐标系计算病变区域的位置坐标；

根据所述病变区域的位置坐标产生手术导航指令，并控制所述红外定位器产生红外导光点；

根据所述手术导航指令驱动第一机械手臂移动方向使所述红外导光点照射在所述病变区域；

当接收到来自操作手柄输入的操作指令时，根据操作指令产生驱动第二机械手臂上的3D显示器移动到医生眼睛前方的驱动信号；

根据驱动信号驱动所述第二机械手臂移动使3D显示器移动至医生的眼睛前方，并将目标组织器官的超声波图像显示在3D显示器上。

7.如权利要求6所述的手术导航定位机器人的控制方法，其特征在于，所述将目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像作比较定位出目标组织器官的病变区域的步骤包括如下步骤：

从存储在存储器读取正常组织器官的参考影像；

比较目标组织器官的超声波图像与正常组织器官的参考影像确定两者的纹理分布差异；

根据所述纹理分布差异定位出目标组织器官的病变区域。