CN205007036U - 一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统，包括：全方位移动平台，具有公转和自转机构的影像系统，定位系统，安装在室内天花板上的路标指示标签和控制计算机；所述全方位移动平台由移动平台机身和麦克纳母轮组成；所述具有公转和自转机构的影像系统安装在全方位移动平台上，可以实现绕等中心点的旋转；所述定位系统是由安装在移动平台上的摄像机组成，该摄像机与安装在室内天花板上的路标指示标签配合，用于辅助全方位移动平台的定位。本实用新型方案能够通过安装在天花板的路标指示标签实时引导移动式机器人手术系统精确移动，大大提高了机器人手术系统的灵活性和智能程度，为其在外科科室中综合利用创造了有利条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备领域，具体是一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统。
背景技术
随着我国心脑血管、肿瘤等疾病的患者显著增加，近年来，我国数字诊疗装备平均增速在20％以上，多学科联合治疗的一站式复合手术系统凭借其优势，逐渐成为医学领域势不可挡的发展潮流。复合手术因借助介入治疗设备及技术，精密且微创，并能将内外科优点有机地结合起来，充分体现以患者为中心，深受国内医生欢迎。而现有的外科手术医疗设备，以外科介入血管机为例，传统的血管机操控系统与功能模块较为单一，安装模式也只能是通过天轨悬吊方式，或者落地式固定方式，而这既阻碍介入治疗技术的深入开展，也束缚着复合手术室的个性化、多样化设计。
因此，如何利用现有资源建立复合手术室，如何将大型血管机、X光机等治疗设备整合，构建一种灵活性高、综合性好的，可以针对多种病症手术一体式机器人手术系统，并且具备在不同科室之间移动，以适应以外科手术系统为主导的多科室复合治疗，是未来外科手术系统的趋势。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术不足，提供一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：
一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统，包括：全方位移动平台，具有公转和自转机构的影像系统，定位系统，安装在室内天花板上的路标指示标签和控制计算机；
所述全方位移动平台由移动平台机身和麦克纳母轮组成，所述4个麦克纳母轮分为两排，平行设置，同一排的4个麦克纳母轮分别安装在移动平台机身的两端；
所述具有公转和自转机构的影像系统安装在全方位移动平台上，其中公转是绕x轴进行旋转，自转是绕y轴进行旋转，通过公转和自转的配合可以实现影像系统绕等中心点的旋转；
所述定位系统是由安装在移动平台上的摄像机组成，该摄像机与安装在室内天花板上的路标指示标签配合，用于辅助全方位移动平台的定位；
上述方案中，所述具有公转和自转机构的影像系统由L旋转臂、C型旋转臂和X线影像设备组成，所述L旋转臂安装在全方位移动平台上，C型旋转臂安装在L旋转臂末端，所述X射线影像设备包括一套高压发生器、X线球管和X线平板探测器，X射线影像设备均安装在C型旋转臂内环。
上述方案中，所述定位系统可以仅具有一个摄像机，也可以采用两个摄像机或者多个摄像机进行立体定位；所述摄像机向上安装，对准的目标为安装在天花板上的路标指示标签。
上述方案中，所述的摄像机可以是直接观察路标指示标签，也可以通过透镜、反光镜等光学仪器观察指示标签。
上述方案中，所述的路标指示标签可以是三角形、圆形、矩形、五角星等相同或者不同的颜色色块，也可以是特征点比较鲜明，角点特征比较明确的图案。
上述方案中数据对比方法，可以使已知角点之间的对比，也可以是整幅图像不加处理的直接比对。
上述移动平台上的摄像机与天花板上的路标指示标签配合进行定位的定位方法，可以是通过单个摄像机或者两个摄像机对路标指示标签的定位，从而确定机器人当前的位置。
上述具有自定位功能的移动式机器人手术系统方案中，进一步还包括数控治疗床，辅助导管设备、消融设备和输液附属设备等；治疗床用于支撑患者，辅助导管设备、消融设备和输液附属设备等用于辅助移动式机器人手术系统进行外科手术。
本实用新型所述方案的有益效果在于：1)采用全方位移动平台由移动承载具有公转和自转机构的影像系统，可以使得影像系统实现室内的全方位移动，能够方便的实现移动式介入诊断或者辅助治疗；2)结合安装在室内天花板上的路标指示标签和安装在移动平台上的摄像机，实现移动过程中的自定位，能够通过实时引导移动式机器人手术系统精确移动，并且路标指示标签安装在天花板上，不容易被外界图案干扰，利于提高定位精度和定位效率。
附图说明
图1是本实用新型所述的方案示意图。
图2是本实用新型所述具有公转和自转机构的影像系统的结构示意图。
图3是本实用新型所述的一种实施例示意图。
附图中，各数字代表的含义为：
1：移动平台机身；2：麦克纳母轮；3:L旋转臂；4：C型旋转臂；5：高压发生器；6：X线球管；7：X线平板探测器；8：摄像机；9：计算机；10：治疗床；11：患者。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步详述本实用新型，但本实用新型不仅限于所述实施例。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例所述的一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统，包括：全方位移动平台，具有公转和自转机构的影像系统，定位系统，安装在室内天花板上的路标指示标签和控制计算机。所述全方位移动平台由移动平台机身(1)和4个麦克纳母轮(2)组成，所述4个麦克纳母轮(2)分为两排，平行设置，同一排的麦克纳母轮(2)分别安装在移动平台机身(1)的两端；所述麦克纳母轮(2)的轴芯上安装有空心杯电机，使得每套麦克纳姆轮独立驱动，以便实现全方位移动平台的全方位移动。所述具有公转和自转机构的影像系统由L旋转臂(3)、C型旋转臂(4)和X线影像设备组成，所述L旋转臂(3)设置在全方位移动平台上，C型旋转臂(4)安装在L旋转臂(3)末端，所述X射线影像设备包括一套高压发生器(5)、X线球管(6)和X线平板探测器(7)，X射线影像设备均安装在C型旋转臂(4)内环，其中公转是L旋转臂(3)绕x轴进行旋转，自转是C型旋转臂(4)绕y轴进行旋转，通过公转和自转的配合可以实现影像系统绕等中心点的旋转。所述定位系统是由安装在移动平台上的一台摄像机(8)组成，该摄像机(8)与安装在室内天花板上的路标指示标签配合，用于辅助机器人的定位；所述的路标指示标签是黑色三角形、白色矩形两种颜色色块的组合，其角点特征比较明确，容易识别。
本实施例中所述移动平台上的摄像机(8)与天花板上的路标指示标签配合进行定位的定位方法是：具有自定位功能的移动式机器人手术系统通过摄像机(8)获取每一个路标指示点的图像数据，并传送给控制计算机(9)，控制计算机(9)调用原有存放的标准位置的标定数据，两者直接进行对比，控制计算机(9)通过搜索算法寻找到最即接近的比对数据，以此计算出当前从而实现获取移动式机器人手术系统的当前位置，从而实现自定位移动功能。
实施例二
如图3所示，本实施例还包括一个数控移动治疗床(10)，其余结构同实施例一中所述。本实施例在进行患者(11)冠心病介入治疗，其心脏部位的冠脉血管造影成像时，医生工作站做好计划，医生操作发出指令，需要机器人手术系统移动至治疗床(10)处，并使得具有公转和自转机构的影像系统处于标准位姿。具有自定位功能的移动式机器人手术系统的控制计算机(9)接受指令后，控制两排麦克纳姆轮(2)的电机转动，移动全方位移动平台按照一定路径移动，同时安装在移动平台上的摄像机(8)对准天花板进行不断摄像，获取天花板上每一个路标指示点的图像数据，并传送给控制计算机(9)，控制计算机(9)调用原有存放的标准位置的标定数据，两者直接进行对比，控制计算机(9)通过搜索算法寻找到最即接近的比对数据，以此计算出当前从而实现获取移动式机器人手术系统的当前位置，从而实现自定位移动功能；当移动到治疗床(9)相应位置时，给控制计算机(9)以反馈信号，控制电机停止转动，进而停止平移。
Claims (5)
1.一种具有自定位功能的移动式机器人手术系统，包括：全方位移动平台，具有公转和自转机构的影像系统，定位系统，安装在室内天花板上的路标指示标签和控制计算机；所述全方位移动平台由移动平台机身（1）和麦克纳母轮（2）组成，所述4个麦克纳母轮（2）分为两排，平行设置，同一排的4个麦克纳母轮（2）分别安装在移动平台机身（1）的两端；所述具有公转和自转机构的影像系统安装在全方位移动平台上，其中公转是绕x轴进行旋转，自转是绕y轴进行旋转，通过公转和自转的配合可以实现影像系统绕等中心点的旋转；所述定位系统是由安装在移动平台上的摄像机（8）组成，该摄像机（8）与安装在室内天花板上的路标指示标签配合，用于辅助全方位移动平台的定位。
2.如权利要求1所述的具有自定位功能的移动式机器人手术系统，其特征在于所述具有公转和自转机构的影像系统包括：L旋转臂（3）、C型旋转臂（4）、高压发生器（5）、X线球管（6）和X线平板探测器（7），所述L旋转臂（3）安装在全方位移动平台上，C型旋转臂（4）安装在L旋转臂（3）末端。
3.如权利要求1所述的具有自定位功能的移动式机器人手术系统，其特征在于所述定位系统仅具有一个摄像机（8），所述摄像机直接观察路标指示标签。
4.如权利要求1所述的具有自定位功能的移动式机器人手术系统，其特征在于所述的摄像机直接观察路标指示标签。
5.如权利要求1所述的具有自定位功能的移动式机器人手术系统，其特征在于进一步还包括治疗床（10），辅助导管设备、消融设备和输液附属设备；治疗床用于支撑患者（11），辅助导管设备、消融设备和输液附属设备用于辅助移动式机器人手术系统进行外科手术。
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