CN114305613B - 影像引导介入穿刺系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种影像引导介入穿刺系统，其中，该影像引导介入穿刺系统包括影像设备、控制模块以及手术机器人，其中：所述影像设备，用于获取手术对象的影像数据；所述手术机器人，用于执行手术动作；所述控制模块集成于所述手术机器人，用于根据所述影像设备的运动状态控制所述手术机器人的运动状态，或者根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态。根据影像设备与手术机器人的其中一端的运动状态控制另一端的运动状态，解决了手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动的技术问题，提高了CT影像设备引导手术机器人完成穿刺动作的安全性。

Description

影像引导介入穿刺系统

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别是涉及一种影像引导介入穿刺系统。

背景技术

外科手术往往需要医生将手术工具插入患者身体内部的特定区域以完成穿刺动作，如果位置不当会造成患者的身体损伤。随着CT技术以及手术机器人的发展，CT影像设备引导手术机器人被越来越多的应用于辅助医生进行穿刺手术。其中，由手术机器人自动进针或者医生主导手术机器人进针成为CT影像设备介入穿刺手术的主要发展趋势。

为了实现CT影像设备引导手术机器人完成穿刺动作，现有技术都是通过CT影像设备获取患者身体内部特定区域的位置信息，然后引导手术机器人至该位置完成穿刺动作。但是，由于影像引导介入穿刺系统往往独立于CT系统，因此CT影像设备在工作时无法检测手术机器人的工作状态，手术机器人在工作时也无法检测CT影像设备的工作状态，导致手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动，造成患者的身体损伤。

针对相关技术中存在的手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动的技术问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种影像引导介入穿刺系统，以解决相关技术中手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动的问题。

第一方面，在本实施例中提供了一种影像引导介入穿刺系统，所述影像引导介入穿刺系统包括影像设备、控制模块以及手术机器人，其中：

所述影像设备，用于获取手术对象的影像数据；

所述手术机器人，用于执行手术动作；

所述控制模块集成于所述手术机器人，用于根据所述影像设备的运动状态控制所述手术机器人的运动状态，或者根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态。

在其中的一些实施例中，所述控制模块还用于在影像设备开始运动时控制所述手术机器人保持静止，或者在手术机器人开始运动时控制所述影像设备保持静止，以及同时控制所述影像设备和手术机器人保持静止。

在其中的一些实施例中，所述影像设备还用于在结束当前的预设流程时生成第一结束信号并传输至所述控制模块，所述手术机器人还用于在结束当前的预设流程时生成第二结束信号并传输至所述控制模块，所述控制模块还用于根据所述第一结束信号或者第二结束信号控制所述影像设备以及手术机器人进入下一个预设流程的运动状态。

在其中的一些实施例中，所述控制模块还用于根据所述第一结束信号控制所述影像设备保持静止，和/或解除所述手术机器人的静止状态，以及根据所述第二结束信号控制所述手术机器人保持静止，和/或解除所述影像设备的静止状态。

在其中的一些实施例中，所述影像设备还用于向所述控制模块发送第一连接请求，所述手术机器人还用于向所述控制模块发送第二连接请求，所述控制模块还用于根据所述第一连接请求或第二连接请求建立所述影像设备与所述手术机器人之间的连接关系，以控制所述影像设备与所述手术机器人进入一体工作模式。

在其中的一些实施例中，所述影像设备还用于向所述控制模块发送第一中断请求，所述手术机器人还用于向所述控制模块发送第二中断请求，所述控制模块还用于根据所述第一中断请求或第二中断请求中断所述影像设备与所述手术机器人之间的连接关系，以控制所述影像设备与所述手术机器人进入独立工作模式。

在其中的一些实施例中，所述控制模块还用于对所述影像设备以及手术机器人之间的连接关系进行检测，若所述连接关系存在异常状况，则同时向所述影像设备以及手术机器人发送控制信号，以使所述影像设备以及手术机器人保持静止。

在其中的一些实施例中，所述影像引导介入穿刺系统还包括第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口，其中：

所述第一安全联锁接口，用于控制所述手术机器人建立或中断与所述影像设备的连接关系，以及对所述连接关系进行检测；

所述第二安全联锁接口，用于根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态；

所述第三安全联锁接口，用于在预设紧急情况下同时控制所述影像设备以及手术机器人保持静止。

在其中的一些实施例中，所述影像引导介入穿刺系统还包括第一传输通道以及第二传输通道，其中：

所述第一传输通道，用于将所述影像设备输出的影像信息传输至所述手术机器人，以使所述手术机器人根据所述影像信息执行手术动作；

所述第二传输通道，用于将所述影像设备输出的第一运行状态信息传输至所述手术机器人。

在其中的一些实施例中，所述影像引导介入穿刺系统还包括显示模块，其中：

所述显示模块，用于接收所述影像设备以及所述手术机器人输出的控制指令信息以及运行状态信息，并在显示界面进行显示。

与相关技术相比，在本实施例中提供的影像引导介入穿刺系统，包括影像设备、控制模块以及手术机器人，其中：所述影像设备，用于获取手术对象的影像数据；所述手术机器人，用于执行手术动作；所述控制模块集成于所述手术机器人，用于根据所述影像设备的运动状态控制所述手术机器人的运动状态，或者根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态。根据影像设备与手术机器人的其中一端的运动状态控制另一端的运动状态，解决了手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动的技术问题，提高了CT影像设备引导手术机器人完成穿刺动作的安全性。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的结构框图；

图2是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的工作流程示意图；

图4是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的工作模式示意图；

图5是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的连接关系的示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

在本发明中提供了一种影像引导介入穿刺系统，该装置用于实现下述实施例。以下所使用的术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管在以下实施例中所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

随着CT技术以及手术机器人的发展，CT影像设备引导手术机器人越来越多的被应用于辅助医生进行穿刺手术。其中，由手术机器人自动进针或者医生主导手术机器人进针，成为CT影像设备介入穿刺手术的主要发展趋势。在现有技术中，CT影像设备引导介入手术机器人的产品大致分为两类，一类是小型化设计产品，例如XACT、iSYS等，另一类是手术执行臂类设计产品，例如MAXIO、ZeroBot等。小型化设计产品的穿刺装置直接固定于扫描床或者与患者进行绑定，从而避免了手术机器人与CT影像设备运动部件的非预期相对运动风险。但是在CT影像设备的孔径内，仍然可能发生患者误操作导致的非预期运动，从而导致穿刺针刺伤患者。而且，小型化设计产品由于体型较小，功能比较局限，在工作空间上难以满足大多数临床穿刺场景。手术执行臂类产品的手术执行臂穿刺装置具有较大的工作空间，但是手术执行臂和CT影像设备的运动部件的非预期相对运动往往很难避免。因此，现有技术没有从根本上解决CT影像设备引导介入手术机器人的安全风险问题。

请参阅图1，图1是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的结构框图。在本实施例中，影像引导介入穿刺系统包括影像设备10、控制模块30以及手术机器人20，其中：影像设备10，用于获取手术对象的影像数据；手术机器人20，用于执行手术动作；控制模块30集成于手术机器人20，用于根据影像设备10的运动状态控制手术机器人20的运动状态，或者根据手术机器人20的运动状态控制影像设备10的运动状态。

示例性地，影像引导介入穿刺系统包括影像设备10、控制模块30以及手术机器人20，其中，控制模块30集成于手术机器人20，并与影像设备10进行连接，以用于对影像设备10以及手术机器人20进行控制。

示例性地，影像设备10用于对手术对象进行扫描，以获取手术对象的影像数据。具体的，影像设备10包括CT设备，MR设备、PET设备、SPECT设备中的至少一种或者其组合，以获取手术对象的CT图像、MR图像、PET图像、SPECT图像以及组合图像。其中，CT设备是指计算机X射线断层扫描设备，根据人体不同组织对X射线的吸收率以及透过率的不同，获取扫描数据，再将扫描数据输入电子计算机设备生成被检查部位的断面或者立体图像；MR设备是指核磁共振成像设备，通过检查人体内的氢元素，获取影像数据；PET设备是指正电子发射断层成像设备，通过放射性示踪剂获取扫描对象的影像数据；SPECT设备是指单光子发射计算机断层成像设备，通过放射性示踪剂获取光子并转化为电信号，得到影像数据。可以理解的，影像设备10还包括其他类型的设备，本实施例对此不作限制。

示例性地，手术机器人20用于对手术对象执行手术动作，手术动作包括但不限于穿刺动作、缝合动作等。具体的，手术机器人20为手术执行臂结构，其手术执行臂的末端有固定结构，用于固定穿刺设备等手术设备。

示例性地，控制模块30对影像设备10以及手术机器人20的运动状态进行控制。其控制逻辑为：根据影像设备10的运动状态控制手术机器人20的运动状态，或者根据手术机器人20的运动状态控制影像设备10的运动状态。例如，若控制模块30识别到影像设备10的运动部件处于运动状态，则控制手术机器人20的运动部件保持静止；若控制模块30识别到手术机器人20的运动部件处于运动状态，则控制影像设备10的运动部件保持静止；若控制模块30识别到影像设备10的运动部件处于静止状态，则允许手术机器人20的运动部件进入运动状态；若控制模块30识别到手术机器人20的运动部件处于静止状态，则允许影像设备10的运动部件进入运动状态。

请参阅图2，图2是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的结构示意图。在其中一个具体实施例中，影像引导介入穿刺系统包括影像设备10、手术机器人20以及控制模块30，其中，影像设备10为CT影像设备，包括扫描架101、扫描床102，手术机器人20包括手术执行臂201，手术执行臂末端202、手术设备203。其中，扫描架101上装有X线球管、滤线器、准直器、参考探测器、探测器、电子线路以及各种运动部件，扫描架101的运动部件可控制扫描架做直线运动、旋转运动、前后倾斜运动等运动，可基于运动部件改变X线球管与手术对象之间的距离，以及调节扫描架101的倾斜角度，其倾斜角度可以达到±20°～±30°。扫描床102为手术对象的运载工具，具有垂直运动部件以及水平纵向运动部件，能够按照程序要求实现自动进出扫描架孔径，将手术对象运载至指定的扫描位置。手术执行臂201用于对手术执行臂末端202进行支撑，并将手术执行臂末端202运载至指定的手术位置，手术执行臂末端202用于固定手术设备203，并控制手术设备203以执行穿刺、缝合等手术动作。

本实施例中影像引导介入穿刺系统包括影像设备10、控制模块30以及手术机器人20，其中：影像设备10，用于获取手术对象的影像数据；手术机器人20，用于执行手术动作；控制模块30集成于手术机器人20，用于根据影像设备10的运动状态控制手术机器人20的运动状态，或者根据手术机器人20的运动状态控制影像设备10的运动状态。根据影像设备10与手术机器人20中的其中一端的运动状态控制另一端的运动状态，解决了手术机器人和CT影像设备可能存在非预期的相对运动的技术问题，提高了CT影像设备引导手术机器人完成穿刺动作的安全性。

在另一个实施例中，控制模块30还用于在影像设备10开始运动时控制手术机器人20保持静止，或者在手术机器人20开始运动时控制影像设备10保持静止，以及同时控制影像设备10和手术机器人20保持静止。

示例性地，控制模块30对影像设备10以及手术机器人20的运动状态进行控制。具体的，控制模块30对影像设备10以及手术机器人20的控制机制为：在影像设备10开始进入运动状态时，控制手术机器人20保持静止；在手术机器人20开始进入运动状态时，控制影像设备10保持静止；同时控制影像设备10以及手术机器人20保持静止。

在其中一个具体实施例中，影像设备10开始进入运动状态时，输出反馈信号至控制模块30，控制模块30接收到该反馈信号后，输出控制信号至手术机器人20，以控制手术机器人20的运动部件保持静止；或者，手术机器人20开始进入运动状态时，输出反馈信号至控制模块30，控制模块30接收到该反馈信号后，输出控制信号至影像设备10，以控制影像设备10的运动部件保持静止；或者，控制模块30接收其他模块输出的反馈信号后，同时输出控制信号至影像设备10以及手术机器人20，以同时控制影像设备10以及手术机器人20的运动部件保持静止。

可选的，影像设备10以及手术机器人20还可以包括抱闸锁定结构，以用于在影像设备10以及手术机器人20的运动部件在保持静止时，对运动部件进行锁定，以避免意外非正常运动。

本实施例中控制模块30还用于在影像设备10开始运动时控制手术机器人20保持静止，或者在手术机器人20开始运动时控制影像设备10保持静止，以及同时控制影像设备10和手术机器人20保持静止。通过本实施例中的控制机制，可以实现在手术机器人20以及影像设备10中一端运动时，另一端保持静止，或者在意外情况下同时控制手术机器人20以及影像设备10保持静止，避免了影像设备10和手术机器人20的运动部件的独立控制所导致的非预期相对运动风险，从而提高了影像引导介入穿刺系统在各种情形下的安全性。

在另一个实施例中，影像设备10还用于在结束当前的预设流程时生成第一结束信号并传输至控制模块30，手术机器人20还用于在结束当前的预设流程时生成第二结束信号并传输至控制模块30，控制模块30还用于根据第一结束信号或者第二结束信号控制影像设备10以及手术机器人20进入下一个预设流程的运动状态。

示例性地，影像设备10在当前的预设流程结束时，生成第一结束信号并传输至控制模块30，其中预设流程为系统预先设置的工作任务流程，第一结束信号为影像设备10在结束预设流程时生成的反馈信号。控制模块30接收该第一结束信号，并控制影像设备10以及手术机器人20进入下一个预设流程。

示例性地，手术机器人20在当前的预设流程结束时，生成第二结束信号并传输至控制模块30，其中第二控制信号为手术机器人20在结束预设流程时生成的反馈信号。控制模块30接收该第二结束信号，并控制影像设备10以及手术机器人20进入下一个预设流程。

本实施例中影像设备10还用于在结束当前的预设流程时生成第一结束信号并传输至控制模块30，手术机器人20还用于在结束当前的预设流程时生成第二结束信号并传输至控制模块30，控制模块30还用于根据第一结束信号或者第二结束信号控制影像设备10以及手术机器人20进入下一个预设流程的运动状态。通过在每个流程结束时，生成结束信号并发送至控制模块30，以使控制模块30根据结束信号控制影像设备10以及手术机器人20进入下一个预设流程，保证了不同预设流程切换时对影像设备10和手术机器人20的联锁控制，提高了影像引导介入穿刺系统的安全性。

在另一个实施例中，控制模块30还用于根据第一结束信号控制影像设备10保持静止，和/或解除手术机器人20的静止状态，以及根据第二结束信号控制手术机器人20保持静止，和/或解除影像设备10的静止状态。

示例性地，控制模块30接收到影像设备10发送的第一结束信号后，控制影像设备10保持静止状态，可选的，解除手术机器人20的静止状态。可以理解的，当影像设备10完成当前的工作流程后，手术机器人20准备进入下一阶段的工作流程，因此需要对影像设备10的运动部件进行锁定，若手术机器人20原来处于锁定状态，则需要对手术机器人20的运动部件进行解锁。

示例性地，控制模块30接收到手术机器人20发送的第二结束信号后，控制手术机器人20保持静止，可选的，解除影像设备10的静止状态。可以理解的，当手术机器人20完成当前的工作流程后，影像设备10准备进入下一阶段的工作流程，因此需要对手术机器人20的运动部件进行锁定，若影像设备10原来处于锁定状态，则需要对影像设备10的运动部件进行解锁。

请参阅图3，图3是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的工作流程示意图。具体的，手术机器人20通过注册配准进入工作流程1，将患者的三维空间或扫描影像关联到统一的坐标系下，从而实现三维空间坐标或者扫描影像坐标与手术机器人坐标的转换以确定手术位置，并建立连接通道；在完成工作流程1后，手术机器人20生成结束信号1并发送至控制模块30，控制模块30接收结束信号1后，对手术执行臂进行锁定，并控制影像设备10进入工作流程2，以使影像设备10对患者进行扫描；在完成工作流程2后，影像设备10生成结束信号2并发送至控制模块30，控制模块30接收到结束信号2后，对扫描床进行锁定，并控制手术机器人20进入工作流程3，以使手术执行臂20对患者进行局麻穿刺；在完成工作流程3后，手术机器人20生成结束信号3并发送至控制模块30，控制模块30接收到结束信号3后，对扫描床进行解锁，并控制影像设备10进入工作流程4，以使影像设备10通过扫描床将患者运载至扫描架孔径内，并对穿刺层面进行定位；在完成工作流程4后，影像设备10生成结束信号4并发送至控制模块30，控制模块30接收到结束信号4后，对扫描床和扫描架进行锁定，并对手术执行臂进行解锁，控制手术机器人20进入工作流程5，以使手术执行臂进入扫描架孔径内对患者进行主从穿刺动作，在完成穿刺动作后移出扫描架孔径；在完成工作流程5后，手术机器人20生成结束信号5并发送至控制模块30，控制模块30接收到结束信号5后，对手术执行臂进行锁定，并对扫描床进行解锁，以使影像设备10进入工作流程6，通过扫描床将患者移出扫描架孔径；在完成工作流程6后，影像设备10生成结束信号6并发送至控制模块30，控制模块30接收到结束信号6后对手术执行臂进行解锁，以使影像设备10以及手术机器人20进入工作流程7，从而结束穿刺操作。

本实施例中控制模块30还用于根据第一结束信号控制影像设备10保持静止，和/或解除手术机器人20的静止状态，以及根据第二结束信号控制手术机器人20保持静止，和/或解除影像设备10的静止状态。通过结束信号，在完成当前预设流程后对影像设备10以及手术机器人20的运动状态进行控制，以保证在预设流程切换时实现运动状态的联锁控制，避免非预期相对运动，进一步降低了影像引导介入穿刺系统的风险。

在另一个实施例中，影像设备10还用于向控制模块30发送第一连接请求，手术机器人20还用于向控制模块30发送第二连接请求，控制模块30还用于根据第一连接请求或第二连接请求建立影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以控制影像设备10与手术机器人20进入一体工作模式。

示例性地，当影像设备10需要与手术机器人20进行联锁控制时，由影像设备10向控制模块30发送第一连接请求，控制模块30接收到第一连接请求后，建立影像设备10与手术机器人20的连接关系。具体的，控制模块30接收到第一连接请求后，分别建立与影像设备10以及手术机器人20的连接通道，从而通过控制模块30作为数据传输的中介，建立影像设备10与手术机器人20的连接关系。

在其中一个具体实施例中，控制模块30包括第一控制模块以及第二控制模块，第一控制模块以及第二控制模块分别对影像设备10以及手术机器人20进行控制。通过建立第一控制模块与第二控制模块之间的连接关系，使影像设备与手术机器人进入一体工作模式。

示例性地，当手术机器人20需要与影像设备10进行联锁控制时，由手术机器人20向控制模块30发送第二连接请求，控制模块30接收到第二连接请求后，建立手术机器人20与影像设备10的连接关系。具体的，控制模块30接收到第二连接请求后，分别建立与手术机器人20以及影像设备10的连接通道，从而通过控制模块30作为数据传输的中介，建立手术机器人20与影像设备10的连接关系。

在其中一个具体实施例中，当影像设备10与手术机器人20进入一体工作模式后，可通过影像设备10引导手术机器人20执行穿刺手术，从而将该一体工作模式介入穿刺手术。在执行过程中，通过联锁控制，实现在影像设备10扫描时对手术机器人20进行锁定控制，在手术机器人20执行穿刺手术时对影像设备10进行锁定控制。

本实施例中影像设备10还用于向控制模块30发送第一连接请求，手术机器人20还用于向控制模块30发送第二连接请求，控制模块30还用于根据第一连接请求或第二连接请求建立影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以控制影像设备10与手术机器人20进入一体工作模式。通过控制模块30建立影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以方便直接传输控制信号，进而直接对影像设备10以及手术机器人20的运动状态进行控制，无需每次进行联锁控制时先建立连接通道，提高了影像引导介入穿刺系统的执行效率。

在另一个实施例中，影像设备10还用于向控制模块30发送第一中断请求，手术机器人20还用于向控制模块30发送第二中断请求，控制模块30还用于根据第一中断请求或第二中断请求中断影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以控制影像设备10与手术机器人20进入独立工作模式。

示例性地，在影像设备10需要退出一体工作模式时，由影像设备10向控制模块30发送第一中断请求，控制模块30接收到该中断请求后，中断影像设备10与手术机器人20之间的连接关系。具体的，控制模块30分别中断与影像设备10以及手术机器人20的连接通道，从而中断影像设备10与手术机器人20的连接关系。

示例性地，在手术机器人20需要退出一体工作模式时，由手术机器人20向控制模块30发送第二中断请求，控制模块30接收到该中断请求后，中断手术机器人20与影像设备10之间的连接关系。具体的，控制模块30分别中断与影像设备10以及手术机器人20的连接通道，从而中断手术机器人20与影像设备10的连接关系。

可选的，控制模块30还可以通过第三方指令中断影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以控制影像设备10与手术机器人20进入独立工作模式。具体的，第三方指令包括用户输入的操作指令，控制模块30识别到用户输入的控制指令后，直接控制影像设备10与手术机器人20退出一体工作模式，进入独立工作模式。

具体的，在影像设备10与手术机器人20中断连接关系后，或者没有建立连接关系前，影像设备10与手术机器人20为独立工作模式。在独立工作模式下，影像设备10与手术机器人20可以独立工作，无需进行联锁控制。

本实施例中影像设备10还用于向控制模块30发送第一中断请求，手术机器人20还用于向控制模块30发送第二中断请求，控制模块30还用于根据第一中断请求或第二中断请求中断影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，以控制影像设备10与手术机器人20进入独立工作模式。通过控制模块30中断影像设备10与手术机器人20之间的连接关系，从而保证手术结束后手术机器人20能够及时撤离，保证影像设备10独立工作，不影响系统的正常运行，从而提高了影像引导介入穿刺系统的使用效率和使用体验。

在另一个实施例中，控制模块30还用于对影像设备10以及手术机器人20之间的连接关系进行检测，若连接关系存在异常状况，则同时向影像设备10以及手术机器人20发送控制信号，以使影像设备10以及手术机器人20保持静止。

示例性地，控制模块30对影像设备10以及手术机器人20之间的连接关系进行检测。若控制模块30检测到连接关系存在异常状况，则表明系统中可能存在故障，继续执行手术操作可能会导致危险状况。因此，控制模块30需要同时向影像设备10以及手术机器人20发送控制信号，并控制影像设备10以及手术机器人20结束运动状态，从而避免对患者的伤害。

具体的，连接关系可以为硬件连接关系，也可以为软件连接关系。控制模块30对影像设备10以及手术机器人20的硬件接口以及软件接口的工作状态进行检测，当接口线缆或者软件存在异常状况时，立即生成控制信号并发送至影像设备10以及手术机器人20，从而控制影像设备10以及手术机器人20保持静止，避免非预期运动。

请参阅图4，图4是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的工作模式示意图。具体的，影像引导介入穿刺系统的工作模式包括独立工作模式、一体工作模式以及故障模式，通过连接接口可实现工作模式的切换。在系统准备阶段，手术机器人20向影像设备10发起接入请求，影像设备10接受后，手术机器人20与影像设备10进入一体工作模式，根据控制模块30发送的控制信号对影像设备10的运动部件进行加锁和解锁。当手术结束后，手术机器人20向影像设备10发送退出请求，影像设备10接受后，中断连接关系并撤离手术机器人20，影像设备10进入独立工作模式，可单独应用于临床影像扫描。在进入一体工作模式后，控制模块30还可以对影像设备10以及手术机器人20之间的连接关系进行检测。若检测到硬件接口或者软件接口存在异常，则进入故障模式，以对影像设备10和手术机器人20进行锁定和维修。维修完成后，重新启动影像设备10以及手术机器人20，以进入一体工作模式或者独立工作模式。

本实施例中控制模块30还用于对影像设备10以及手术机器人20之间的连接关系进行检测，若连接关系存在异常状况，则同时向影像设备10以及手术机器人20发送控制信号，以使影像设备10以及手术机器人20保持静止。通过控制器对影像设备10以及手术机器人20之间的连接关系进行检测，并在连接关系存在异常时锁定影像设备10以及手术机器人20的运动部件，从而避免非预期相对运动，进而避免意外事件对影像引导介入穿刺系统的影响，提高了影像引导介入穿刺系统的安全性。

在另一个实施例中，影像引导介入穿刺系统还包括第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口，其中：第一安全联锁接口，用于控制手术机器人20建立或中断与影像设备10的连接关系，以及对连接关系进行检测；第二安全联锁接口，用于根据手术机器人20的运动状态控制影像设备10的运动状态；第三安全联锁接口，用于在预设紧急情况下同时控制影像设备10以及手术机器人20保持静止。

示例性地，影像引导介入穿刺系统还包括第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口，第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口分别与影像设备10以及手术机器人20进行连接。具体的，第一安全联锁接口用于控制手术机器人20与影像设备10建立或者中断连接关系，并在建立连接关系后对连接关系的状态进行检测；第二安全联锁接口用于根据手术机器人20的运动状态对影像设备10的运动部件的状态进行控制；第三安全联锁接口用于在紧急情况下输出控制指令，以同时控制影像设备10以及手术机器人20的运动部件保持静止状态。

本实施例中影像引导介入穿刺系统还包括第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口，其中：第一安全联锁接口，用于控制手术机器人20建立或中断与影像设备10的连接关系，以及对连接关系进行检测；第二安全联锁接口，用于根据手术机器人20的运动状态控制影像设备10的运动状态；第三安全联锁接口，用于在预设紧急情况下同时控制影像设备10以及手术机器人20保持静止。通过安全联锁接口建立影像设备10与手术机器人20之间的硬线传输通道，保证了联锁结构的稳定性。

在另一个实施例中，影像引导介入穿刺系统还包括第一传输通道以及第二传输通道，其中：第一传输通道，用于将影像设备10输出的影像信息传输至手术机器人20，以使手术机器人20根据影像信息执行手术动作；第二传输通道，用于将影像设备10输出的第一运行状态信息传输至手术机器人20。

示例性地，影像设备10软件模块与手术机器人20控制模块之间具有两个传输通道：第一传输通道以及第二传输通道。具体的，第一传输通道用于将影像设备10输出的影像信息传输至手术机器人20，使得手术机器人20能够根据该影像信息地引导执行手术动作；第二传输通道用于将影像设备10输出的第一运行状态信息传输至手术机器人20，使得手术机器人20能够及时获悉影像设备10的运行状态信息，并根据影像设备10的运行状态信息执行手术操作。

请参阅图5，图5是本发明一实施例的影像引导介入穿刺系统的连接关系的示意图。在其中一个具体实施例中，影像引导介入穿刺系统中的影像设备10与手术机器人20的接口分为硬件和软件两个层面，在硬件层面实现联锁控制，在软件层面实现影像数据和状态信息的交互。具体的，在硬件层面影像设备10与手术机器人20之间存在三个接口：安全联锁接口、运动锁接口以及急停接口。其中，安全联锁接口用于手术机器人20建立或者中断与影像设备10的连接关系，同时对手术机器人20与影像设备10的连接关系进行检测；运动锁接口用于对影像设备10的运动部件进行锁定，以在手术机器人20工作时保持影像设备10处于静止状态，从而避免非预期运动，在此模式下影像设备10的运动部件通过抱闸等制动器进行锁定；急停接口用于在紧急状态下对影像设备10以及手术机器人20进行联锁控制，若手术机器人20急停时触发影像设备10急停，若影像设备10急停触发手术机器人20急停，从而在紧急状况下避免影像设备10与手术机器人20之间的非预期运动，保证影像引导介入穿刺系统的安全性。在软件层面影像设备10与手术机器人20之间存在两个传输通道，分别用于传输影像信息以及影像设备10的运行状态信息，从而实现软件层面的信息交互。

本实施例中影像引导介入穿刺系统还包括第一传输通道以及第二传输通道，其中：第一传输通道，用于将影像设备10输出的影像信息传输至手术机器人20，以使手术机器人20根据影像信息执行手术动作；第二传输通道，用于将影像设备10输出的第一运行状态信息传输至手术机器人20。通过软件层面的两个传输通道，实现影像设备10与手术机器人20之间的信息交互，使得影像设备10以及手术机器人20能够及时获取对方的信息并对手术操作进行调整，提高了影像引导介入穿刺系统的准确度以及执行效率。

在另一个实施例中，影像引导介入穿刺系统还包括显示模块，其中：显示模块，用于接收影像设备10以及手术机器人20输出的控制指令信息以及运行状态信息，并在显示界面进行显示。

示例性地，影像引导介入穿刺系统还包括显示模块，该显示模块可与控制模块30进行连接，从而通过控制模块30接收影像设备10以及手术机器人20输出的控制指令以及运行状态信息，并在显示界面向使用者进行展示，从而使得使用者根据显示的影像引导介入穿刺系统内部的操作指令以及运行状态信息，做出相应的手术操作。具体的，该显示模块包括但不限于CRT显示器、液晶显示器或者LED显示器等。

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像引导介入穿刺系统包括影像设备、控制模块以及手术机器人，其中：

所述影像设备，用于获取手术对象的影像数据；

所述手术机器人，用于执行手术动作；

所述控制模块集成于所述手术机器人，用于根据所述影像设备的运动状态控制所述手术机器人的运动状态，或者根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态；所述控制模块用于在影像设备开始运动时控制所述手术机器人保持静止，或者在手术机器人开始运动时控制所述影像设备保持静止，以及意外情况下同时控制所述影像设备和手术机器人保持静止；

所述影像设备在结束当前的预设流程时生成第一结束信号并传输至所述控制模块，所述手术机器人在结束当前的预设流程时生成第二结束信号并传输至所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一结束信号或者第二结束信号控制所述影像设备以及手术机器人进入下一个预设流程的运动状态。

2.根据权利要求1所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述第一结束信号控制所述影像设备保持静止，和/或解除所述手术机器人的静止状态，以及根据所述第二结束信号控制所述手术机器人保持静止，和/或解除所述影像设备的静止状态。

3.根据权利要求1所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像设备还用于向所述控制模块发送第一连接请求，所述手术机器人还用于向所述控制模块发送第二连接请求，所述控制模块还用于根据所述第一连接请求或第二连接请求建立所述影像设备与所述手术机器人之间的连接关系，以控制所述影像设备与所述手术机器人进入一体工作模式。

4.根据权利要求3所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像设备还用于向所述控制模块发送第一中断请求，所述手术机器人还用于向所述控制模块发送第二中断请求，所述控制模块还用于根据所述第一中断请求或第二中断请求中断所述影像设备与所述手术机器人之间的连接关系，以控制所述影像设备与所述手术机器人进入独立工作模式。

5.根据权利要求4所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述控制模块还用于对所述影像设备以及手术机器人之间的连接关系进行检测，若所述连接关系存在异常状况，则同时向所述影像设备以及手术机器人发送控制信号，以使所述影像设备以及手术机器人保持静止。

6.根据权利要求1所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像引导介入穿刺系统还包括第一安全联锁接口、第二安全联锁接口以及第三安全联锁接口，其中：

所述第一安全联锁接口，用于控制所述手术机器人建立或中断与所述影像设备的连接关系，以及对所述连接关系进行检测；

所述第二安全联锁接口，用于根据所述手术机器人的运动状态控制所述影像设备的运动状态；

所述第三安全联锁接口，用于在预设紧急情况下同时控制所述影像设备以及手术机器人保持静止。

7.根据权利要求1所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像引导介入穿刺系统还包括第一传输通道以及第二传输通道，其中：

所述第一传输通道，用于将所述影像设备输出的影像信息传输至所述手术机器人，以使所述手术机器人根据所述影像信息执行手术动作；

所述第二传输通道，用于将所述影像设备输出的第一运行状态信息传输至所述手术机器人。

8.根据权利要求1所述的影像引导介入穿刺系统，其特征在于，所述影像引导介入穿刺系统还包括显示模块，其中：

所述显示模块，用于接收所述影像设备以及所述手术机器人输出的控制指令信息以及运行状态信息，并在显示界面进行显示。