[发明专利]一种手术机器人速度限制方法及系统

说明书

本说明书实施例提供一种手术机器人速度限制方法及系统，可应用于医疗器械技术领域。根据手术区域图像构建对应于手术区域的三维模型；所述手术区域图像包括在手术执行过程中采集得到的图像；在所述三维模型中区分手术器械和患者生物组织；结合所述三维模型，确定所述手术器械和患者生物组织之间的距离；基于所述手术器械与所述患者生物组织之间的距离，限定手术机器人的移动速度和/或移动速度阈值；所述手术机器人用于带动所述手术器械移动。上述实施例保证了当前所设置的移动速度阈值符合当前手术状态的需求，确保手术的执行效果。此外，通过在三维模型中对手术器械和患者生物组织进行识别，提高了距离测定的准确性，保证了实际应用效果。

技术领域

本说明书实施例涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种手术机器人速度限制方法及系统。

背景技术

凭借着伤害小、出血少、恢复快的优势，微创外科手术得到的迅猛的发展和广泛的应用。进行微创外科手术时，只需在患者的手术部位的体表做若干个小切口，通过这些小切口将内窥镜和手术器械送入患者体内，即可通过内窥镜掌握患者体内的状况，并基于手术机器人操作手术器械执行相应的手术操作。

不同于传统手术中由医生手持手术器械进行手术的方式，微创外科手术中医生基于医生控制端操控手术机器人，通过手术机器人间接地使用手术器械执行相应操作，为了保证手术过程的安全性，移动需要手术机器人带动手术器械移动的最大速度，避免因为手术器械移动过快增大操作难度，给患者造成意外创伤。

目前在设置移动速度阈值时，一般根据医生的实际操作经验进行设置。但是，针对不同的手术场景，以及在同一场手术的不同阶段，对于手术机器人的移动速度可能会具有不同的需求，使得目前凭借经验所设置的移动速度阈值可能并不适用于所有情况。若针对当前实际需求，移动速度阈值设置过高，则会增大给患者造成创伤的风险，移动速度阈值设置过低，则又会降低手术效率，延长手术时间。因此，目前亟需一种能够根据实际手术需求来设置手术机器人移动速度阈值的方法。

发明内容

本说明书实施例的目的是提供一种手术机器人速度限制方法及系统，以解决如何基于实际手术需求设置手术机器人移动速度阈值的问题。

为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出了一种手术机器人速度限制方法，包括：根据手术区域图像构建对应于手术区域的三维模型；所述手术区域图像包括在手术执行过程中采集得到的图像；在所述三维模型中区分手术器械和患者生物组织；结合所述三维模型，确定所述手术器械和患者生物组织之间的距离；基于所述手术器械与所述患者生物组织之间的距离，限定手术机器人的移动速度阈值；所述手术机器人用于带动所述手术器械移动。

在一些实施方式中，所述根据手术区域图像构建对应于手术区域的三维模型，包括：获取对应于所述手术区域图像的深度数据；所述深度数据用于描述手术区域图像的采集装置与所述手术区域图像中各点之间的距离；基于深度数据构建对应于手术区域的三维点云图；结合所述三维点云图和手术区域图像构建对应于手术区域的三维模型。

基于上述实施方式，所述结合所述三维点云图和手术区域图像构建对应于手术区域的三维模型，包括：基于三维点云图中连续分布的点确定连续空间范围；基于所述连续空间范围构建三维模型。

基于上述实施方式，所述获取对应于所述手术区域图像的深度数据，包括：在所述手术区域图像为双目相机拍摄的视差图像的情况下，针对所述视差图像，利用双目视差原理计算深度数据，或，获取距离传感器获取到的深度数据，所述距离传感器包括激光雷达、红外传感器、声波测距仪中的至少一种。

在一些实施方式中，所述在所述三维模型中区分手术器械和患者生物组织，包括：利用分类模型区分所述手术区域图像中的手术器械图像和患者生物组织图像；根据所述手术区域图像和所述三维模型之间的对应关系，在所述三维模型中分别确定手术器械图像和患者生物组织图像对应的手术器械和患者生物组织。