基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法，該方法包括步驟：控制第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取目標組織器官的超聲波圖像；將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域；計算出病變區(qū)域的位置坐標；根據(jù)病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令；控制超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點；根據(jù)手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使紅外導光點照射在病變區(qū)域；控制第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在病變區(qū)域來消除背光陰影。本發(fā)明能夠自動定位病變區(qū)域并指引醫(yī)生手術，不僅方便醫(yī)生手術而提高手術的效率，還提高了手術的準確性和安全性。
【專利說明】
基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術領域，尤其涉及一種基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)很多手術，諸如腎結石手術等，都是在手術前，拍攝X光片或核磁圖片，醫(yī)生根據(jù)醫(yī)學這些影像尋找并記錄結石或病變的具體位置，然后規(guī)劃手術方案，最后在沒有圖像導引的情況下，由醫(yī)生手持手術設備憑經(jīng)驗確定病變位置進行手術，這種手術操作存在風險極大，手術成功率低，手術創(chuàng)口多，手術時間長等諸多問題，亟待解決。就腎結石消石手術為例，目前國內(nèi)醫(yī)院的通用做法是:先進行核磁掃描，醫(yī)生通過核磁圖像計算出結石位置，由此確定穿刺的方向，穿刺的深度等信息。然而在手術過程中，由于病人的呼吸，人體的移動，結石位置會發(fā)生較大變化，醫(yī)生只有憑經(jīng)驗估計結石位置，或者擴大穿刺孔通過肉眼觀察結石，很容易造成穿刺過深，刺破血管，或者造成創(chuàng)面擴大，給病人造成較大的痛苦。
[0003]目前，手術導航系統(tǒng)不能自動識別出組織器官的病變區(qū)域，也不能自動指引醫(yī)生找到病變區(qū)域，從而無法保證手術的準確性和安全性。此外，由于目標組織器官的結構復雜性，環(huán)境光線會對組織器官的病變區(qū)域產(chǎn)生背光陰影，從而在人手術過程中給醫(yī)生帶來視覺影響而不利于醫(yī)生手術操作，進而影響到手術的準確性和安全性。再者，現(xiàn)有的手術導航系統(tǒng)需要醫(yī)生手動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小、顯示角度以及顯示方向，給醫(yī)生手術過程帶來不便而影響手術的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有手術導航系統(tǒng)不能自動識別組織器官的病變區(qū)域，且由于環(huán)境光線會對病變區(qū)域產(chǎn)生背光陰影而影響手術的準確性和安全性的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，所述醫(yī)療機器人包括第一機械手臂、第二機械手臂以及機器人本體。所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)包括:影像獲取模塊，用于控制所述第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像;病理定位模塊，用于將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域，以病人平躺的手術臺為水平面并以所述超聲波探頭的位置和方向建立空間坐標系，以及基于所述空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標;手術導航模塊，用于根據(jù)所述病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令，控制所述超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點，以及根據(jù)所述手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使所述紅外導光點照射在所述病變區(qū)域;照明聚光模塊，用于控制所述第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。
[0006]優(yōu)選的，所述病理定位模塊用于通過比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差異，并根據(jù)兩者的紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異以及外形輪廓差異。
[0007]優(yōu)選的，所述手術導航指令包括所述第一機械手臂與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。
[0008]優(yōu)選的，所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)還包括導航顯示模塊，用于根據(jù)所述手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考。
[0009]優(yōu)選的，所述導航顯示模塊用于根據(jù)所述第一機械手臂與目標組織器官之間的距離大小自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小，并根據(jù)第一機械手臂與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域在所述顯示屏上的顯示角度和顯示方向。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，所述醫(yī)療機器人包括第一機械手臂、第二機械手臂以及機器人本體。所述基于醫(yī)療機器人的手術導航方法包括步驟:控制所述第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像;將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域；以病人平躺的手術臺為水平面并以所述超聲波探頭的位置和方向建立空間坐標系;基于所述空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標;根據(jù)所述病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令;控制所述超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點;根據(jù)所述手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使所述紅外導光點照射在所述病變區(qū)域;控制所述第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在所述病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對所述病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。
[0011 ]優(yōu)選的，所述將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域的步驟包括如下步驟:比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差異;根據(jù)所述紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異以及外形輪廓差異。
[0012]優(yōu)選的，所述手術導航指令包括所述第一機械手臂與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。
[0013]優(yōu)選的，所述基于醫(yī)療機器人的手術導航方法還包括步驟:根據(jù)手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考。
[0014]優(yōu)選的，所述根據(jù)手術導航指令將超聲波圖像及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上的步驟包括如下步驟:根據(jù)所述第一機械手臂與目標組織器官之間的距離大小自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小;根據(jù)第一機械手臂與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域在所述顯示屏上的顯示角度和顯示方向。
[0015]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法采用上述技術方案，達到了如下技術效果:能夠將手術過程中目標組織器官的超聲波圖像與手術前的參考圖像相融合，自動識別出目標組織器官中病變區(qū)域并實時跟蹤定位目標組織器官的病變區(qū)域，使病變區(qū)域的位置清晰可見并自動導航到病變區(qū)域指引醫(yī)生手術，通過聚光燈發(fā)出的聚光照射消除了環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影，從而顯著提高了手術的準確性和安全性。此外，本發(fā)明所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法還能夠將超聲波圖像和病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在所述顯示屏上供醫(yī)生在手術過程作手術參考，從而方便醫(yī)生手術并提高了手術的效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)優(yōu)選實施例的應用環(huán)境示意圖；
[0017]圖2是圖1中的醫(yī)療機器人的功能模塊示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明基于醫(yī)療機器人的手術導航方法優(yōu)選實施例的流程圖。
[0019]本發(fā)明目的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0020]為更進一步闡述本發(fā)明為達成上述目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】、結構、特征及其功效進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]參照圖1所示，圖1是本發(fā)明基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)優(yōu)選實施例的應用環(huán)境示意圖。在本實施例中，所述手術導航系統(tǒng)10安裝并運行于醫(yī)療機器人01中，該醫(yī)療機器人01可以放置在手術室內(nèi)，所述手術室內(nèi)還放置有供病人平躺進行手術的手術臺02。所述醫(yī)療機器人01包括，但不僅限于，第一機械手臂1、第二機械手臂2以及機器人本體3。所述第一機械手臂I上設置有超聲波探頭U，該超聲波探頭11用于在病人手術過程中通過超聲波實時攝取病人組織器官的超聲波圖像，該超聲波圖像可以為組織器官的3D圖像。所述超聲波探頭11內(nèi)置有紅外定位器12，用于在病人手術過程中產(chǎn)生一個指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的紅外導光點。所述第二機械手臂2上設置有聚光燈13，該聚光燈13用于發(fā)出聚光并照射在病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。所述機器人本體3的外表面設置有顯示屏14，該顯示屏14用于顯示病人手術過程中組織器官的超聲波圖像，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考。
[0022]參照圖2所示，圖2是圖1中的醫(yī)療機器人的功能模塊示意圖。在本實施例中，所述醫(yī)療機器人01包括，但不僅限于，手術導航系統(tǒng)10、超聲波探頭11、紅外定位器12、聚光燈13、顯示屏14、存儲器15以及微處理器16。所述超聲波探頭11、紅外定位器12、聚光燈13、顯示屏14和存儲器15均通過數(shù)據(jù)總線連接至微處理器16，并能通過所述微處理器16與所述手術導航系統(tǒng)10進行信息交互。所述存儲器15可以為一種只讀存儲單元R0M，電可擦寫存儲單元EEPROM或快閃存儲單元FLASH等存儲單元，用于存儲構成所述手術導航系統(tǒng)10的程序指令代碼。所述微處理器16可以為一種微控制器(M⑶)、數(shù)據(jù)處理芯片、或者具有數(shù)據(jù)處理功能的信息處理單元，用于執(zhí)行所述手術導航系統(tǒng)10為病人手術過程中提供手術指引。
[0023]在本實施例中，所述手術導航系統(tǒng)10包括，但不局限于，影像獲取模塊101、病理定位模塊102、手術導航模塊103、照明聚光模塊104以及導航顯示模塊105。本發(fā)明所稱的模塊是指一種能夠被所述醫(yī)療機器人Ol的微處理器16執(zhí)行并且能夠完成固定功能的一系列計算機程序指令段，其存儲在所述醫(yī)療機器人01的存儲器15中。
[0024]所述影像獲取模塊101用于控制第一機械手臂I的超聲波探頭11實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像。在本實施例中，所述超聲波探頭11可以采用三維超聲波探頭，其通過發(fā)射金字塔型容積超聲束來實時獲取目標組織器官的三維超聲波圖像。
[0025]所述病理定位模塊102用于將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域。在本實施例中，所述正常組織器官的參考圖像預先存在存儲器15中，作為與超聲波圖像比較的參考依據(jù)。所述病理定位模塊102通過比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差異，并根據(jù)兩者的紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異及外形輪廓差異。
[0026]所述病理定位模塊102還用于以病人平躺的手術臺02為水平面并以超聲波探頭11的位置和方向建立空間坐標系，以及基于該空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標。在本實施例中，所述病變區(qū)域的位置坐標包括病變區(qū)域相對于超聲波探頭11的位置和方向。參考圖1所示，所述病理定位模塊102根據(jù)病人平躺的手術臺02為水平面并以超聲波探頭11的位置和方向建立空間坐標系XYZ，通過超聲波探頭11在空間坐標系XYZ下的位置和方向可以計算出超聲波圖像中任意一點在空間坐標系XYZ下的位置坐標，進而可以知道目標組織器官相對于超聲波探頭11的位置和方向。
[0027]所述手術導航模塊103用于根據(jù)病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令，控制超聲波探頭11內(nèi)的紅外定位器12產(chǎn)生紅外導光點，以及根據(jù)手術導航指令驅動第一機械手臂I移動方向使紅外導光點照射在病變區(qū)域。在本實施例中，所述手術導航指令包括第一機械手臂I與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。所述手術導航模塊103根據(jù)手術導航指令控制第一機械手臂I移動方向使紅外導光點照射在目標組織器官的病變區(qū)域，進而輔助醫(yī)生快速準確地找到目標組織器官的病變位置，有利于提高手術的準確性和安全性。
[0028]所述照明聚光模塊104用于控制第二機械手臂2上的聚光燈13發(fā)出聚光并照射在目標組織器官的病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。由于目標組織器官的結構復雜性，環(huán)境光線會對組織器官的病變區(qū)域產(chǎn)生背光陰影，從而在人手術過程中給醫(yī)生帶來視覺影響而不利于醫(yī)生手術操作，進而影響到手術的準確性和安全性。本實施例采用聚光燈13發(fā)出聚光并照射在目標組織器官的病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影，從而提高手術照明度有利于醫(yī)生手術操作的順利完成，并提高了手術的準確性和安全性。
[0029]所述導航顯示模塊105用于根據(jù)所述手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在所述顯示屏14上。在本實施例中，所述導航顯示模塊105根據(jù)第一機械手臂I與目標組織器官之間的距離大小來自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小，以及根據(jù)第一機械手臂I與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像以及病變區(qū)域在所述顯示屏14上的顯示角度和顯示方向，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考，從而進一步提1?手術的準確性和安全性D
[0030]本發(fā)明還提供了一種基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，應用于醫(yī)療機器人I中。參考圖3所示，圖3是本發(fā)明基于醫(yī)療機器人的手術導航方法優(yōu)選實施例的流程圖。在本實施例中，結合圖1和圖2所示，所述基于醫(yī)療機器人的手術導航方法包括如下步驟:
[0031]步驟S31，控制第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取病人手術過程中組織器官的超聲波圖像;具體地，影像獲取模塊101控制第一機械手臂I的超聲波探頭11實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像。在本實施例中，所述超聲波探頭11可以采用三維超聲波探頭，其通過發(fā)射金字塔型容積超聲束，實時獲取目標組織器官的三維超聲波圖像。
[0032]步驟S32，將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考圖像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域;具體地，病理定位模塊102將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域。在本實施例中，所述病理定位模塊102通過比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差異，以根據(jù)兩者的紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異及外形輪廓差異。
[0033]步驟S33，以患者平躺的手術臺為水平面并以超聲波探頭的位置和方向建立空間坐標系;具體地，病理定位模塊102以病人平躺的手術臺02為水平面并以超聲波探頭11的位置和方向建立空間坐標系。在本實施例中，所述病變區(qū)域的位置坐標包括病變區(qū)域相對于超聲波探頭11的位置和方向。參考圖1所示，所述病理定位模塊102根據(jù)病人平躺的手術臺02為水平面并以超聲波探頭11的位置和方向建立空間坐標系XYZ。
[0034]步驟S34，基于空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標;具體地，病理定位模塊102通過超聲波探頭11在空間坐標系XYZ下的位置和方向計算出超聲波圖像中任意一點在空間坐標系XYZ下的位置坐標，進而可以知道目標組織器官相對于超聲波探頭11的位置和方向。
[0035]步驟S35，根據(jù)病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令;具體地，手術導航模塊103根據(jù)所述病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令。在本實施例中，所述手術導航指令包括第一機械手臂I與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息。
[0036]步驟S36，控制超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點；具體地，手術導航模塊103控制超聲波探頭11內(nèi)的紅外定位器12產(chǎn)生紅外導光點。在本實施例中，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。
[0037]步驟S37，根據(jù)手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使紅外導光點照射在病變區(qū)域;具體地，手術導航模塊103根據(jù)所述手術導航指令控制第一機械手臂I移動方向使紅外導光點照射在目標組織器官的病變區(qū)域，進而能夠輔助醫(yī)生快速準確地找到目標組織器官的病變位置，有利于提高手術的準確性和安全性。
[0038]步驟S38，控制第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影;具體地，照明聚光模塊104控制第二機械手臂2上的聚光燈13發(fā)出聚光并照射在目標組織器官的病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。由于目標組織器官的結構復雜性，環(huán)境光線會對組織器官的病變區(qū)域產(chǎn)生背光陰影，從而在人手術過程中給醫(yī)生帶來視覺影響而不利于醫(yī)生手術操作，進而影響到手術的準確性和安全性。本實施例采用聚光燈13發(fā)出聚光并照射在目標組織器官的病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影，從而提高手術照明度有利于醫(yī)生手術操作的順利完成，并提高了手術的準確性和安全性。
[0039]步驟S39，根據(jù)手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在顯示屏上;具體地，導航顯示模塊105根據(jù)所述手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在所述顯示屏14上。在本實施例中，所述導航顯示模塊105根據(jù)第一機械手臂I與目標組織器官之間的距離大小來自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小，以及根據(jù)第一機械手臂I與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像以及病變區(qū)域在所述顯示屏14上的顯示角度和顯示方向，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考，從而進一步提高手術的準確性和安全性。
[0040]本發(fā)明所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法能夠將手術過程中目標組織器官的超聲波圖像與手術前的參考圖像相融合，自動識別出目標組織器官中病變區(qū)域并實時跟蹤定位目標組織器官的病變區(qū)域，使病變區(qū)域的位置清晰可見并自動導航到病變區(qū)域指引醫(yī)生手術，通過聚光燈發(fā)出的聚光照射消除了環(huán)境光線對病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影，從而顯著提高了手術的準確性和安全性。此外，本發(fā)明所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)及方法還能夠將超聲波圖像和病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在所述顯示屏上供醫(yī)生在手術過程作手術參考，從而方便醫(yī)生手術并提高了手術的效率。
[0041]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效功能變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，所述醫(yī)療機器人包括第一機械手臂、第二機械手臂以及機器人本體，其特征在于，所述基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)包括: 影像獲取模塊，用于控制所述第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像； 病理定位模塊，用于將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域，以病人平躺的手術臺為水平面并以所述超聲波探頭的位置和方向建立空間坐標系，以及基于所述空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標； 手術導航模塊，用于根據(jù)所述病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令，控制所述超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點，以及根據(jù)所述手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使所述紅外導光點照射在所述病變區(qū)域； 照明聚光模塊，用于控制所述第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在所述病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對所述病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。2.如權利要求1所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，其特征在于，所述病理定位模塊用于通過比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差異，并根據(jù)兩者的紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異以及外形輪廓差異。3.如權利要求1所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，其特征在于，所述手術導航指令包括所述第一機械手臂與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。4.如權利要求1至3任一項所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，其特征在于，該手術導航系統(tǒng)還包括導航顯示模塊，用于根據(jù)所述手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考。5.如權利要求4所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航系統(tǒng)，其特征在于，所述導航顯示模塊用于根據(jù)所述第一機械手臂與目標組織器官之間的距離大小自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大小，以及根據(jù)第一機械手臂與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域在所述顯示屏上的顯示角度和顯示方向。6.—種基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，所述醫(yī)療機器人包括第一機械手臂、第二機械手臂以及機器人本體，其特征在于，所述基于醫(yī)療機器人的手術導航方法包括步驟: 控制所述第一機械手臂的超聲波探頭實時攝取病人手術過程中目標組織器官的超聲波圖像； 將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域； 以病人平躺的手術臺為水平面并以所述超聲波探頭的位置和方向建立空間坐標系； 基于所述空間坐標系計算出病變區(qū)域的位置坐標； 根據(jù)所述病變區(qū)域的位置坐標產(chǎn)生手術導航指令； 控制所述超聲波探頭內(nèi)的紅外定位器產(chǎn)生紅外導光點； 根據(jù)所述手術導航指令驅動第一機械手臂移動方向使所述紅外導光點照射在所述病變區(qū)域； 控制所述第二機械手臂上的聚光燈發(fā)出聚光并照射在所述病變區(qū)域來消除環(huán)境光線對所述病變區(qū)域產(chǎn)生的背光陰影。7.如權利要求6所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，其特征在于，所述將目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像作比較定位出目標組織器官的病變區(qū)域的步驟包括如下步驟: 比較目標組織器官的超聲波圖像與正常組織器官的參考影像確定兩者的紋理分布差 根據(jù)所述紋理分布差異定位出目標組織器官的病變區(qū)域，所述紋理分布差異包括人體組織器官發(fā)生病變的組織結構差異、尺寸大小差異以及外形輪廓差異。8.如權利要求6所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，其特征在于，所述手術導航指令包括所述第一機械手臂與目標組織器官的病變區(qū)域之間的距離與方向信息，所述紅外導光點為一種用于在病人手術過程中指引醫(yī)生找出組織器官病變位置的可視紅外圓點。9.如權利要求6至8任一項所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，其特征在于，該方法還包括步驟: 根據(jù)手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上，以供醫(yī)生在手術過程中作手術參考。10.如權利要求9所述的基于醫(yī)療機器人的手術導航方法，其特征在于，所述根據(jù)手術導航指令將超聲波圖像以及病變區(qū)域進行放大并按照不同角度實時顯示在設置所述機器人本體表面的顯示屏上的步驟包括如下步驟: 根據(jù)所述第一機械手臂與目標組織器官之間的距離大小自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域的顯示大??； 根據(jù)第一機械手臂與目標組織器官之間的方向自動調(diào)整超聲波圖像和病變區(qū)域在所述顯示屏上的顯示角度和顯示方向。
【文檔編號】A61B90/13GK105943161SQ201610393200
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月4日
【發(fā)明人】張貫京, 陳興明, 葛新科, 高偉明, 李慧玲
【申請人】深圳市前?？祮⒃纯萍加邢薰?br>