[发明专利]一种手术工具定位装置及手术工具定位方法

说明书

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种手术工具定位装置及手术工具定位方法。手术工具定位装置包括医学影像设备，用于拍摄得到病人的医学图像；支撑系统，用于支撑病人并带动病人平移；机械臂，用于装载手术工具并带动手术工具运动及调整手术工具的姿态；控制器，其与医学影像设备、支撑系统和机械臂通讯连接，并控制支撑系统和机械臂；控制器根据医学图像计算得到手术工具相对于病人的定位数据，控制器根据定位数据分别控制支撑系统和机械臂运动，以使手术工具相对于病人定位；在支撑系统和机械臂这两者中，其中一者能够沿第一方向平移，另一者能够沿第二方向和第三方向平移，第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种手术工具定位装置及该种手术工具定位方法。

背景技术

目前，在临床上，特别是肿瘤治疗的临床上，为了能够精准地对手术工具进行定位，越来越广泛地使用基于医学图像结合机械臂的定位方法。定位时，先基于医学图像的结果做计算，然后结合计算结果使用机械臂对手术工具进行定位，从而把手术工具定位到最佳位置，以达到减少病人创面，加速病人康复速度的目的。

以手术器材为穿刺针为例，使用上述的定位方法进行时，把穿刺针定位到最佳的穿刺点和入针角度是手术得以顺利进行的关键所在，而由于人体架构复杂，在人体上的不同入针点上，穿刺针具有不同的最佳入针角度，这就需要机械臂具有较多的自由度，以能够多角度多方向调节穿刺针的位置。为此，现有技术中所采用的机械臂一般为6自由度或者7自由度的复杂系统，如Intuitive Surgical的达芬奇系统和CMR的Versius系统等，这些机械臂能够对穿刺针进行精准定位，但是由于其系统结构复杂，因此成本昂贵，对患者而言经济承担过重；同时，在机械臂运动计算时计算的复杂程度也高；再有，由于机械系统庞大，其占用手术室内的空间也多。

为此，需要针对现有技术中存在的问题提出改进。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种手术工具定位装置，该种手术工具定位装置结构简单，制造成本低，在运行时计算的复杂程度低，同时占用手术室内的空间也少；本发明还提供了一种手术工具定位方法。

(二)技术方案

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种手术工具定位装置，其包括医学影像设备，用于拍摄得到病人的医学图像；支撑系统，用于支撑病人并带动病人平移；机械臂，用于装载手术工具并带动手术工具运动及调整手术工具的姿态；控制器，其与所述医学影像设备、支撑系统和机械臂通讯连接，并控制所述支撑系统和机械臂；所述控制器根据所述医学图像计算得到手术工具相对于病人的定位数据，所述控制器根据所述定位数据分别控制所述支撑系统和所述机械臂运动，以使手术工具相对于病人定位；在所述支撑系统和机械臂这两者中，其中一者能够沿第一方向平移，另一者能够沿第二方向和第三方向平移，所述第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。

进一步的，所述支撑系统包括用于带动病人沿所述第一方向平移的第一平移机构，所述机械臂包括用于带动手术工具沿所述第二方向平移的第二平移机构和带动手术工具沿所述第三方向平移的第三平移机构，所述机械臂还包括用于调整手术工具的姿态的姿态调整机构。

进一步的，所述支撑系统包括用于带动病人沿所述第一方向平移的第一平移机构和带动病人沿所述第二方向平移的第二平移机构，所述机械臂包括用于带动手术工具沿所述第三方向平移的第三平移机构，所述机械臂还包括用于调整手术工具的姿态的姿态调整机构。

进一步的，所述医学影像设备为CT、PET-CT或MRI设备中的扫描器，所述支撑系统为CT、PET-CT或MRI设备中的床。

进一步的，所述床能够带动病人沿所述第一方向进出所述CT、PET-CT或MRI设备的扫描器，所述床能够带动病人沿所述第二方向升降。