[发明专利]手术导航定位机器人及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种手术导航定位机器人及其控制方法。

背景技术

手术是指使用医疗设备进行切割或切入或其它方式操作患者的皮肤、黏膜或其它组织，以处理病理状况的过程。诸如切开皮肤并且处理、重构或切除内部器官等的剖腹手术等的手术过程可能会存在失血、副作用、疼痛以及疤痕的问题，因此，手术机器人的使用目前被认为是一种受欢迎的替代方式。

目前，手术机器人不能自动识别出组织器官的病变区域，也不能自动指引医生找到病变区域，从而无法保证手术的准确性和安全性。此外，当使用手术机器人进行机器人手术时，医生可以观看显示器上显示的手术图像的同时为患者身体内部进行手术操作。然而，在医生坐着或站立进行机器人手术的过程，由于显示器的位置一般是固定的，因此不能根据医生的姿势和位置而按照医生的需要移动，从而医生在手术过程中观看显示器上的手术图像带来不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种手术导航定位机器人及其控制方法，旨在解决现有手术机器人不能自动识别组织器官的病变区域，手术机器人获取的手术图像不能根据医生的姿势和位置需要而自由移动的问题。

为实现上述目的，本发明提供了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，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，并控制所述超声波探头内的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。

优选的，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。

优选的，所述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。

优选的，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。

优选的，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。