[发明专利]手术机器人仿真系统、仿真方法及可读存储介质

权利要求书

1.一种手术机器人仿真系统，其特征在于，包括：建模模块、交互模块、行为判定模块、界面交互模块以及操作装置；

所述建模模块用于根据医学影像对预定组织进行三维重建，以得到虚拟组织模型；所述建模模块还用于对手术器械进行三维重建，以得到虚拟器械模型；

所述交互模块用于接受操作装置输入的指令并将该指令转换为所述虚拟器械模型的运动参数，以驱动所述虚拟器械模型根据所述运动参数在所述虚拟组织模型中运动；

所述行为判定模块用于判断所述虚拟器械模型的运动是否符合预设规范，若不符合则发出警告；

所述预定组织包括胸腹部，所述虚拟组织模型包括呼吸周期变化模型；

所述界面交互模块用于显示所述虚拟组织模型、所述虚拟器械模型、所述虚拟器械模型的运动以及所述行为判定模块的判断结果中的至少一者；

所述界面交互模块还用于接受输入的交互信息，以对所述虚拟组织模型、所述虚拟器械模型、所述虚拟器械模型的运动以及所述预设规范中的至少一者的参数进行调整；

所述操作装置与所述交互模块通信连接，用于输出指令，以驱动所述虚拟器械模型运动；所述操作装置为手术操作时实际对应的手术机器人的控制手柄。

2.根据权利要求1所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，还包括规划模块以及导航模块；

所述规划模块用于根据所述虚拟组织模型，基于预设算法，得到所述虚拟器械模型的规划路径；

所述导航模块用于根据所述规划路径，引导所述虚拟器械模型的运动方向。

3.根据权利要求2所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，所述预设算法包括骨架化算法。

4.根据权利要求3所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，所述预设算法还包括最短路径搜索算法。

5.根据权利要求2所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，所述导航模块还用于沿所述规划路径，基于预设的距离建立虚拟安全边界。

6.根据权利要求5所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，根据相对于所述规划路径的距离，所述虚拟安全边界包括内层和外层。

7.根据权利要求1所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，所述呼吸周期变化模型基于多组所述医学影像，通过插值关键点得到；或者，所述呼吸周期变化模型基于肺叶的体积与时间对应式得到。

8.根据权利要求1所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，所述虚拟器械模型包括手术器械的形态、尺寸及操作方式中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的手术机器人仿真系统，其特征在于，

所述虚拟器械模型沿规划路径运动，和/或，所述虚拟器械模型的操作方式按对应类型的手术器械的操作流程操作。

10.一种手术机器人仿真方法，其特征在于，包括：

根据医学影像对预定组织进行三维重建，得到虚拟组织模型；所述预定组织包括胸腹部，所述虚拟组织模型包括呼吸周期变化模型；

对手术器械进行三维重建，得到虚拟器械模型；

接受操作装置输入的指令并将该指令转换为所述虚拟器械模型的运动参数，以驱动所述虚拟器械模型根据所述运动参数在所述虚拟组织模型中运动；其中所述操作装置为手术操作时实际对应的手术机器人的控制手柄；

判断所述虚拟器械模型的运动是否符合预设规范，若不符合则发出警告；

显示所述虚拟组织模型、所述虚拟器械模型、所述虚拟器械模型的运动以及所述行为判定模块的判断结果中的至少一者；以及

接受输入的交互信息，以对所述虚拟组织模型、所述虚拟器械模型、所述虚拟器械模型的运动以及所述预设规范中的至少一者的参数进行调整。