CN110063793B - 达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械用定位装置领域，具体公开了一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，包括设置在手术间顶部的投影结构、控制投影结构的控制模块和定位反馈结构；所述定位反馈结构安装在达芬奇机器人上，所述定位反馈结构包括与定位反馈结构电连接的指示灯；所述投影结构包括图像成像结构、投影灯、引导射线和红外线定位发射装置，所述投影灯可通过图像成像结构向手术室地面投影；所述控制模块内存有数据库信息。本发明可以系统可以自动生成手术时达芬奇机器人与手术床的相对摆位信息，并引导达芬奇机器人进行定位，定位精确而且节省工作量。

Description

达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统

技术领域

本发明涉及医疗器械用定位装置领域，具体涉及一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统。

背景技术

达芬奇机器人由三部分组成：分别为外科医生控制台、床旁机械臂系统和成像系统。简单地说，达芬奇机器人就是高级的腹腔镜系统。达芬奇手术机器人可以增加视野角度，减少手部颤动，机器人“内腕”较腹腔镜更为灵活，能以不同角度在靶器官周围操作，能够在有限狭窄空间工作，使术者在轻松工作环境工作，减少疲劳更集中精力。对于患者而言，采用达芬奇机器人手术可以使手术操作更精确，减少术后疼痛，术后恢复快，愈合好。当进行达芬奇机器人手术时，需将达芬奇机器人从固定安放位置移动到指定位置。达芬奇机器人在进行手术操作时，虽然精确度高，但是因为其需要通过系统控制，所以最开始的定位对于手术的精确度起着至关重要的作用，而初始位置又会根据病人的不同而不同。患者病情、手术方式、体位及部位、身高、体重等不同都会导致起始位置的不同，这就导致达芬奇机器人最开始的摆位不同。所以，需要医护工作者根据当台手术需求不断、反复地调节，即繁琐、费时，又影响手术进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，该系统可以自动生成手术时达芬奇机器人与手术床的相对摆位信息，并引导达芬奇机器人进行定位，定位精确而且节省工作量。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，包括达芬奇机器人、投影单元和控制单元；

所述投影单元固定连接在手术间顶部，所述投影单元与控制单元电连接且用于投影达芬奇机器人移动路线；

所述控制单元包括存储模块和控制模块，所述存储模块内存储有达芬奇机器人摆位信息，所述控制单元可根据输入的手术信息计算成相应的摆位数据并发给投影单元投影。

采用本基础方案的工作原理和有益效果如下：在不需要手术时，先把达芬奇机器人安放在已经设定好的固定安放位置，该位置根据手术间大小及距墙安全距离等而设置。准备手术时，打开投影单元，在控制单元中输入手术信息，手术信息中包括患者的病情、需要手术的位置、患者的体重和身高等，控制单元将根据输入的手术信息自动计算最适合该患者进行手术的位置，根据摆位信息确定达芬奇机器人的初始位置，控制单元同时调取存储模块中的相应的达芬奇机器人摆位信息，并经过投影单元在地面投影，使手术间地面上出现以图像形式的达芬奇机器人的摆位信息，该摆位信息包括达芬奇机器人摆放位置和推移轨道图像。然后医护人员可根据投影的图像移动达芬奇机器人到指定位置。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：1.在手术室地面上所投影的图像中手术台与达芬奇机器人的位置均已确定，根据图像摆放即可，不需要反复调节，节省了工作量。2.在手术室地面上所投影的图像中手术台与达芬奇机器人大小与实物一致，实物根据图像摆放后，即为相对位置，避免因为经验不足而导致的误差对手术造成不利影响。3.图像中包括达芬奇机器人运行轨道，方便移动达芬奇机器人避免了反复调节。4.该方案依靠投影来确定手术台及达芬奇机器人的相对位置关系，而避免了在手术室地面上设置轨道或图像，不会对手术室地面造成不利影响，也不需要在手术室地面上铺设其他的东西，节省了操作步骤。

进一步，还包括用于对达芬奇机器人路线进行纠偏提示的传感单元。传感单元可以在达芬奇机器人移动过程中，实时对达芬奇机器人的移动路线就行纠偏提示，避免达芬奇机器人在移动过程中出现路线偏差。

进一步，所述传感单元包括传感器；所述投影单元还包括可发射引导射线的发射模块；

所述传感单元固定连接在达芬奇机器人上且可接受发射模块发射的引导射线的传感器，所述达芬奇机器人上设有报警结构，所述传感器通过控制模块与报警结构电连接。

在达芬奇机器人移动过程中，发射模块会发射相应的引导射线，若达芬奇机器人的移动路线是沿着的投影单元投影的图像，传感器会接收到引导射线，此时报警结构不会报警；而当达芬奇机器人移动路线没有按着投影单元的投影图像的路线行走，则传感器无法接收到引导射线，此时报警结构会报警提醒医护人员纠正达芬奇机器人的行走路线，直到报警结构不再报警，达到纠偏提示作用。

进一步，还包括定位反馈单元。定位反馈单元在达芬奇机器人到达指定位置后可以起到提醒作用。

进一步，所述定位反馈单元包括红外线接收器和提示机构，所述投影单元还包括红外线发射器，所述红外线接收器可接收红外线发射器发射的信号，所述红外线接收器通过控制器与提示机构电连接。投影单元的红外线发射器发射红外线到达芬奇机器人移动后的终点位置，当达芬奇机器人移动到指定位置后，红外线接收器可以接收红外线发射器发射的信号，此时提示机构启动，提示医护人员已经将达芬奇机器人移动到指定位置。

进一步，所述红外线接收器和提示机构设置在达芬奇机器人顶部。红外线接收器更容易接收红外线发射器发射的信号。

进一步，所述投影灯和投影部设置在手术间无影灯基柱底部。将投影结构设置在无影灯基柱底部，可以充分利用手术间空间，使投影效果更好。

进一步，所述报警结构为报警器。

进一步，所述提示机构为蜂鸣器。

附图说明

图1为本发明达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统的示意图；

图2为本发明达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：手术室1、控制单元2、手术床3、达芬奇机器人4、投影单元5、移动路线6、传感器7。

实施例基本如附图1和图2所示：

一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，包括达芬奇机器人4、投影单元5和控制单元2。

所述控制单元2与所述投影单元5连接，用于获取手术信息，根据手术信息确定所述手术机器人的摆位信息，并将所述摆位信息发送至所述投影单元5；

所述投影单元5，用于接收所述摆位信息，并在所述手术机器人的放置平面，根据所述摆位信息投影所述手术机器人的移动路线6。

所述投影单元5与控制单元电连接且用于投影达芬奇机器人4移动路线6；所述投影单元5固定连接在手术间顶部；所述投影单元5包括投影灯和投影部，所述投影灯对投影部进行投影，所述投影部包括成像模块，所述成像模块根据控制单元提供的摆位数据而生成达芬奇机器人4摆位路线图像；

所述控制单元包括存储模块和控制模块，所述存储模块内存储有达芬奇机器人4摆位信息，所述控制单元可根据输入的手术信息计算成相应的摆位数据并发给投影单元5投影；

存储模块中存放有达芬奇机器人4手术时手术床3与达芬奇机器人4的相对距离与角度等摆位信息；

投影单元5包括投影灯和投影部，所述投影灯对投影部进行投影，所述投影部包括成像模块，所述成像模块根据控制单元提供的摆位数据而生成达芬奇机器人4摆位路线图像。投影灯和投影部设置在手术间无影灯基柱底部。

在不需要手术时，先把达芬奇机器人4安放在已经设定好的固定安放位置，该位置根据手术间大小及距墙安全距离等而设置。准备手术时，打开投影单元5，在控制单元中输入手术信息，手术信息中包括患者的病情、需要手术的位置、患者的体重和身高等，控制单元将根据输入的手术信息自动计算最适合该患者进行手术的位置，确定达芬奇机器人4的初始位置，控制单元同时调取存储模块中的相应的达芬奇机器人4摆位信息，在输入相关手术信息后，控制模块经过计算后从存储模块内调取相应的摆位信息发送至成像模块，成像模块就可以生成图像以显示达芬奇机器人4的摆位信息，投影灯将成像模块生成的图像投影在手术室1地面，方便医护人员沿图像移动达芬奇机器人4，使手术间地面上出现以图像形式的达芬奇机器人4的摆位信息，该摆位信息包括达芬奇机器人4摆放位置和推移轨道图像。然后医护人员可根据投影的图像移动达芬奇机器人4到指定位置。

在手术室1地面上所投影的图像中手术台与达芬奇机器人4的位置均已确定，根据图像摆放即可，不需要反复调节，节省了工作量。本方案中，在手术室1地面上所投影的图像中手术台与达芬奇机器人4大小与实物一致，实物根据图像摆放后，即为相对位置，避免因为经验不足而导致的误差对手术造成不利影响。3.图像中包括达芬奇机器人4运行轨道，方便移动达芬奇机器人4避免了反复调节。本方案依靠投影来确定手术台及达芬奇机器人4的相对位置关系，而避免了在手术室1地面上设置轨道或图像，不会对手术室1地面造成不利影响，也不需要在手术室1地面上铺设其他的东西，节省了操作步骤。

本实施例中，存储模块中存放有达芬奇机器人4手术时手术床3与达芬奇机器人4的相对距离与角度等摆位信息。此处的摆位信息包括达芬奇机器人4、投影灯、投影部和手术床3的空间关系。是指达芬奇机器人4的移动路线6、达芬奇机器人4沿移动路线6移动时的初始位置信息和手术床3的位置，其中手术床3的位置与移动路线6的终点重合且是固定的。

本实施例中还包括用于对达芬奇机器人4路线进行纠偏提示的传感单元。所述传感单元包括传感器7；所述投影单元5还包括可发射引导射线的发射模块；所述传感单元固定连接在达芬奇机器人4上且可接受发射模块发射的引导射线的传感器7，所述达芬奇机器人4上设有报警结构，所述传感器7通过控制模块与报警结构电连接。本实施例中，报警结构为报警器。在达芬奇机器人4移动过程中，发射模块会发射相应的引导射线，若达芬奇机器人4的移动路线6是沿着的投影单元5投影的图像，传感器7会接收到引导射线，此时报警器不会报警；而当达芬奇机器人4移动路线6没有按着投影单元5的投影图像的路线行走，则传感器7无法接收到引导射线，此时报警器会报警提醒医护人员纠正达芬奇机器人4的行走路线，直到报警器不再报警，达到纠偏提示作用。

本方案中，还包括定位反馈单元。所述定位反馈单元包括红外线接收器和蜂鸣器，红外线接收器和蜂鸣器设置在达芬奇机器人4顶部。所述投影单元5还包括红外线发射器，所述红外线接收器可接收红外线发射器发射的信号，所述红外线接收器通过控制器与蜂鸣器电连接。投影单元5的红外线发射器发射红外线到达芬奇机器人4移动后的终点位置，当达芬奇机器人4移动到指定位置后，红外线接收器可以接收红外线发射器发射的信号，此时蜂鸣器启动，提示医护人员已经将达芬奇机器人4移动到指定位置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：包括达芬奇机器人、投影单元和控制单元；

所述投影单元固定连接在手术间顶部，所述投影单元与控制单元电连接且用于投影达芬奇机器人移动路线；

所述控制单元包括存储模块和控制模块，所述存储模块内存储有达芬奇机器人摆位信息，所述控制单元可根据输入的手术信息计算成相应的摆位数据并发给投影单元投影；还包括用于对达芬奇机器人路线进行纠偏提示的传感单元；所述投影单元包括投影灯和投影部，所述投影灯对投影部进行投影，所述投影部包括成像模块，所述成像模块根据控制单元提供的摆位数据而生成达芬奇机器人摆位路线图像；

所述传感单元包括传感器；所述投影单元还包括可发射引导射线的发射模块；

所述传感单元固定连接在达芬奇机器人上，且所述传感器可接受发射模块发射的引导射线，所述达芬奇机器人上设有报警结构，所述传感器通过控制模块与报警结构电连接；

还包括定位反馈单元。

2.根据权利要求1所述的达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：所述定位反馈单元包括红外线接收器和提示机构，所述投影单元还包括红外线发射器，所述红外线接收器可接收红外线发射器发射的信号，所述红外线接收器通过控制器与提示机构电连接。

3.根据权利要求2所述的达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：所述红外线接收器和提示机构设置在达芬奇机器人顶部。

4.根据权利要求3所述的达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：所述投影灯和投影部设置在手术间无影灯基柱底部。

5.根据权利要求4所述的达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：所述报警结构为报警器。

6.根据权利要求5所述的达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统，其特征在于：所述提示机构为蜂鸣器。

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