本發(fā)明涉及機(jī)器人手術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人手術(shù)設(shè)備以及機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制方法。

背景技術(shù)：

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是集多項(xiàng)現(xiàn)代高科技手段于一體的綜合體。目前，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)主要用于心臟外科和前列腺切除術(shù)。外科醫(yī)生可以通過遠(yuǎn)離手術(shù)臺的控制臺操縱手術(shù)臺側(cè)的機(jī)器進(jìn)行手術(shù)。這種手術(shù)方式完全不同于傳統(tǒng)的手術(shù)概念，在世界尤其在微創(chuàng)外科領(lǐng)域是當(dāng)之無愧的革命性的外科手術(shù)新趨勢。

利用機(jī)器人做外科手術(shù)時(shí)，醫(yī)生的雙手不會碰觸患者。一旦切口位置被確定，裝有照相機(jī)和其他外科工具的機(jī)械臂將實(shí)施切斷、止血及縫合等動(dòng)作，外科醫(yī)生只需坐在通常是手術(shù)室的控制臺上，觀測和指導(dǎo)機(jī)械臂工作就行了。而且，該技術(shù)未來可讓醫(yī)生在地球的一端對另一端的患者實(shí)施手術(shù)。

為確保機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的正常工作，需要提高設(shè)備的安全控制性能。尤其是一旦操作方式錯(cuò)誤，需要機(jī)器人手術(shù)設(shè)備作出快速和正確的響應(yīng)，以此確?；颊吆歪t(yī)生在使用醫(yī)療設(shè)備時(shí)的安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種相比于現(xiàn)有技術(shù)安全控制性能更高的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備以及機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制方法。

本發(fā)明提供的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制方法，所述機(jī)器人手術(shù)設(shè)備包括醫(yī)生控制臺，以及通過所述醫(yī)生控制臺控制的手術(shù)臺儀器，所述手術(shù)臺儀器包括儀器臂和攝像臂，所述安全控制方法包括以下步驟：

s10，所述醫(yī)生控制臺收集由所述手術(shù)臺儀器實(shí)時(shí)反饋的表征儀器運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)值；

s20，所述醫(yī)生控制臺將收集的狀態(tài)參數(shù)值與預(yù)置的狀態(tài)參考值進(jìn)行比較，判斷兩者之間的差值是否在允許的誤差范圍內(nèi)：

若兩者之間的差值未超出所述誤差范圍，則判定所述手術(shù)臺儀器無故障,執(zhí)行步驟s80；

若兩者之間的差值超出所述誤差范圍，則判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生故障，執(zhí)行步驟s30；

s30，所述醫(yī)生控制臺判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否屬于可恢復(fù)性故障；

若所述手術(shù)臺儀器的故障屬于不可恢復(fù)性故障，則執(zhí)行步驟s70；

若所述手術(shù)臺儀器的故障屬于可恢復(fù)性故障，則執(zhí)行步驟s40；

s40，所述醫(yī)生控制臺實(shí)施包括點(diǎn)亮黃色指示燈的警告措施，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了可恢復(fù)性故障；

s50，在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，所述醫(yī)生控制臺按照指定的時(shí)間間隔返回執(zhí)行步驟s10和s20，以判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否已經(jīng)清除；

s60，若經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段后，所述手術(shù)臺儀器的故障仍未清除，所述醫(yī)生控制臺改判所述故障為不可恢復(fù)性故障，執(zhí)行步驟70；

s70，所述醫(yī)生控制臺實(shí)施包括點(diǎn)亮紅色指示燈和鎖定所述手術(shù)臺儀器以及重啟機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的應(yīng)急措施，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了不可恢復(fù)性故障；

s80，所述醫(yī)生控制臺實(shí)施包括點(diǎn)亮綠色指示燈的措施，表示所述手術(shù)臺儀器運(yùn)行正常。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述安全控制方法還包括以下步驟：

s90，當(dāng)接收到醫(yī)生通過按下所述醫(yī)生控制臺上的急停開關(guān)而發(fā)出的急停指令時(shí)，所述醫(yī)生控制臺實(shí)施包括點(diǎn)亮紅色指示燈和切斷所述手術(shù)臺儀器電源的緊急措施。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述安全控制方法中，在所述步驟s70中，所述醫(yī)生控制臺在鎖定所述手術(shù)臺儀器的同時(shí)，將所述手術(shù)臺儀器的狀態(tài)參數(shù)值保存至錯(cuò)誤日志。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述安全控制方法中，所述警告措施、應(yīng)急措施和緊急措施還包括發(fā)出錯(cuò)蜂鳴聲，以及顯示用來描述操作錯(cuò)誤和應(yīng)對方針的文本信息。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述安全控制方法中，可恢復(fù)性故障包括失去圖像、失去電源，以及所述儀器臂和/或攝像臂坐標(biāo)偏離指定位置。

此外，本發(fā)明還提供一種機(jī)器人手術(shù)設(shè)備，包括：

手術(shù)臺儀器；

用于醫(yī)生控制所述手術(shù)臺儀器的醫(yī)生控制臺，所述醫(yī)生控制臺設(shè)置有機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制系統(tǒng)，所述安全控制系統(tǒng)包括：

狀態(tài)收集模塊，其用于收集由所述手術(shù)臺儀器實(shí)時(shí)反饋的表征儀器運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)值；

狀態(tài)分析模塊，其與所述狀態(tài)收集模塊連接，用于將所述狀態(tài)收集模塊收集將收集的狀態(tài)參數(shù)值與預(yù)置的狀態(tài)參考值進(jìn)行比較，判斷兩者之間的差值是否在允許的誤差范圍內(nèi)，從而判斷所述手術(shù)臺儀器是否發(fā)生故障；

故障分析模塊，其與所述狀態(tài)分析模塊連接，用于當(dāng)所述狀態(tài)分析模塊判斷所述手術(shù)臺儀器發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)一步判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否屬于可恢復(fù)性故障；

中央控制模塊，其與所述狀態(tài)收集模塊、狀態(tài)分析模塊和故障分析模塊連接，用于1)當(dāng)所述狀態(tài)分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器無故障時(shí)，控制綠色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器運(yùn)行正常；2)當(dāng)所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生可恢復(fù)性故障時(shí)，控制黃色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了可恢復(fù)性故障，并在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，按照指定的時(shí)間間隔控制所述狀態(tài)分析模塊重新分析所述手術(shù)臺儀器的故障是否已經(jīng)清除，若經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段后，所述手術(shù)臺儀器的故障仍未清除，控制所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生不可恢復(fù)性故障；3)當(dāng)所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生不可恢復(fù)性故障時(shí),控制紅色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了不可恢復(fù)性故障，并且鎖定所述手術(shù)臺儀器，以及控制機(jī)器人手術(shù)設(shè)備重啟。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述醫(yī)生控制臺還設(shè)置有急停開關(guān)，當(dāng)醫(yī)生通過按下所述急停開關(guān)而發(fā)出急停指令時(shí)，所述安全控制系統(tǒng)的中央控制模塊根據(jù)收到的急停指令相關(guān)信號控制紅色指示燈亮，并啟動(dòng)急停觸發(fā)電路，以切斷所述手術(shù)臺儀器電源。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述急停開關(guān)與由所述黃色指示燈、紅色指示燈和綠色指示燈集成的設(shè)備狀態(tài)指示燈并排布置在所述醫(yī)生控制臺的面板上。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述安全控制系統(tǒng)還設(shè)置有連接所述中央控制模塊的存儲單元模塊，當(dāng)所述中央控制模塊鎖定所述手術(shù)臺儀器時(shí)，所述中央控制模塊將所述狀態(tài)收集模塊收集的手術(shù)臺儀器的狀態(tài)參數(shù)值保存至錯(cuò)誤日志，存入所述存儲單元模塊中。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述手術(shù)臺儀器包括儀器臂和攝像臂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明能夠自動(dòng)識別設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，針對不同的故障類型采取相應(yīng)的分級響應(yīng)措施，能夠有效提高機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的安全性能。

2)本發(fā)明對于可恢復(fù)類故障，在給定的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，若故障排除，則取消示警，若故障依舊，則自動(dòng)升級為不可恢復(fù)故障，智能性地進(jìn)行干預(yù)，能夠有效提高機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的安全性能。

3)本發(fā)明借助醫(yī)生控制臺上整合的語音設(shè)備、顯示設(shè)備、設(shè)備狀態(tài)指示燈和急停開關(guān)多元化全方位地提示操作者設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，使得操作者能夠在短時(shí)間內(nèi)快速做出決斷，有效提高操作安全性。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制系統(tǒng)的組成示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制方法的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

如圖1所示，是本發(fā)明提供的一個(gè)示例性的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制系統(tǒng)的組成示意圖。需要說明的是，圖1僅是模塊單元的組成示意圖。本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)具體要求在此基礎(chǔ)上進(jìn)行添加、修改或替換(如下文所描述的實(shí)施例)，只要在本發(fā)明所述的技術(shù)范圍內(nèi)，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

通常，機(jī)器人手術(shù)設(shè)備可以分為兩大部分：醫(yī)生控制臺以及醫(yī)生通過所述醫(yī)生控制臺操縱的手術(shù)臺儀器。在本實(shí)施例中，所述手術(shù)臺儀器主要包括儀器臂和攝像臂。

如前所述，為了確?；颊吆歪t(yī)生在使用機(jī)器人手術(shù)設(shè)備時(shí)的安全性，本發(fā)明在醫(yī)生控制臺設(shè)置了如圖1所示的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括：

狀態(tài)收集模塊100，用于收集由所述手術(shù)臺儀器實(shí)時(shí)反饋的表征儀器運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)值；

狀態(tài)分析模塊200，其連接所述狀態(tài)收集模塊100，用于將所述狀態(tài)收集模塊收集將收集的狀態(tài)參數(shù)值與系統(tǒng)預(yù)置的狀態(tài)參考值進(jìn)行比較，判斷兩者之間的差值是否在允許的誤差范圍內(nèi)，從而判斷所述手術(shù)臺儀器是否發(fā)生故障；在此需要說明的是，系統(tǒng)預(yù)置的狀態(tài)參考值既可以是系統(tǒng)已知的，也可以是系統(tǒng)根據(jù)一定的原則基于已知參數(shù)間接計(jì)算出來的；

故障分析模塊300，其連接所述狀態(tài)分析模塊200，用于當(dāng)所述狀態(tài)分析模塊判斷所述手術(shù)臺儀器發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)一步判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否屬于可恢復(fù)性故障；

中央控制模塊400，其連接所述狀態(tài)收集模塊100、狀態(tài)分析模塊200和故障分析模塊300，并且主要用于以下三種情形：

1)當(dāng)所述狀態(tài)分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器未發(fā)生故障(包括故障已經(jīng)清除的情況)時(shí)，所述中央控制模塊控制醫(yī)生控制臺面板上的綠色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器運(yùn)行正常；

2)當(dāng)所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生可恢復(fù)性故障時(shí)，所述中央控制模塊控制醫(yī)生控制臺面板上的黃色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了可恢復(fù)性故障，并且在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，按照指定的時(shí)間間隔控制所述狀態(tài)分析模塊重新分析所述手術(shù)臺儀器的故障是否已經(jīng)清除，若經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段后，所述手術(shù)臺儀器的故障仍未清除，則控制所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了不可恢復(fù)性故障；

3)當(dāng)所述故障分析模塊判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生不可恢復(fù)性故障時(shí),所述中央控制模塊控制醫(yī)生控制臺面板上的紅色指示燈亮，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了不可恢復(fù)性故障，并且鎖定所述手術(shù)臺儀器，以及控制機(jī)器人手術(shù)設(shè)備重啟。

4)當(dāng)醫(yī)生通過按下所述急停開關(guān)而發(fā)出急停指令時(shí)，所述中央控制模塊根據(jù)收到的急停指令相關(guān)信號控制紅色指示燈亮，并啟動(dòng)急停觸發(fā)電路，以切斷所述手術(shù)臺儀器電源。

此外，上述安全控制系統(tǒng)還可以設(shè)置有連接所述中央控制模塊400的存儲單元模塊500，用于當(dāng)所述中央控制模塊在鎖定所述手術(shù)臺儀器時(shí)，所述中央控制模塊將所述狀態(tài)收集模塊收集的手術(shù)臺儀器的狀態(tài)參數(shù)值保存至錯(cuò)誤日志，存入所述存儲單元模塊中。

在本實(shí)施例中，上述急停開關(guān)可以與由黃色指示燈、紅色指示燈和綠色指示燈集成的設(shè)備狀態(tài)指示燈豎直地布置在所述醫(yī)生控制臺的面板上。急停開關(guān)凸出表面，易于操作識別。設(shè)備狀態(tài)指示燈采用三色光燈柱，基本按照紅色表示不可恢復(fù)性故障，黃色表示可恢復(fù)性故障，綠色表示運(yùn)行正常的原則顯示。這個(gè)設(shè)計(jì)確保突發(fā)狀況下操作者能第一時(shí)間做出決斷，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高操作安全性。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供一種機(jī)器人手術(shù)設(shè)備安全控制方法，應(yīng)用于例如實(shí)施例一所述的機(jī)器人手術(shù)設(shè)備。如圖2所示，所述安全控制方法包括以下步驟：

s10，所述醫(yī)生控制臺收集由所述手術(shù)臺儀器實(shí)時(shí)反饋的表征儀器運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)值；

s20，所述醫(yī)生控制臺將收集的狀態(tài)參數(shù)值與預(yù)置的狀態(tài)參考值進(jìn)行比較，判斷兩者之間的差值是否在允許的誤差范圍內(nèi)：

若兩者之間的差值未超出所述誤差范圍，則判定所述手術(shù)臺儀器無故障,執(zhí)行步驟s80；在此，所述手術(shù)臺儀器無故障既可以指手術(shù)臺儀器沒有發(fā)生故障，也可以指手術(shù)臺儀器的故障已經(jīng)清除；

若兩者之間的差值超出所述誤差范圍，則判定所述手術(shù)臺儀器發(fā)生故障，執(zhí)行步驟s30；

s30，所述醫(yī)生控制臺判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否屬于可恢復(fù)性故障；

若所述手術(shù)臺儀器的故障屬于不可恢復(fù)性故障，則執(zhí)行步驟s70；

若所述手術(shù)臺儀器的故障屬于可恢復(fù)性故障，則執(zhí)行步驟s40；

s40，所述醫(yī)生控制臺采取包括點(diǎn)亮黃色指示燈的警告措施，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了可恢復(fù)性故障；

s50，在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，所述醫(yī)生控制臺按照指定的時(shí)間間隔返回執(zhí)行步驟s10和s20，以判斷所述手術(shù)臺儀器的故障是否已經(jīng)清除；

s60，若經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段后，所述手術(shù)臺儀器的故障仍未清除，所述醫(yī)生控制臺改判所述故障為不可恢復(fù)性故障，執(zhí)行步驟70；

s70，所述醫(yī)生控制臺采取包括點(diǎn)亮紅色指示燈和鎖定所述手術(shù)臺儀器以及重啟機(jī)器人手術(shù)設(shè)備的應(yīng)急措施，表示所述手術(shù)臺儀器發(fā)生了不可恢復(fù)性故障；

s80，所述醫(yī)生控制臺采取包括點(diǎn)亮綠色指示燈的措施，表示所述手術(shù)臺儀器運(yùn)行正常。

s90,當(dāng)接收到醫(yī)生通過按下所述醫(yī)生控制臺上的急停開關(guān)而發(fā)出的急停指令時(shí)，所述醫(yī)生控制臺實(shí)施包括點(diǎn)亮紅色指示燈和切斷所述手術(shù)臺儀器電源的緊急措施。

當(dāng)然，上述方法僅僅是僅為具體實(shí)施案例。本發(fā)明還可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展。例如，在所述步驟s70中，所述醫(yī)生控制臺在鎖定所述手術(shù)臺儀器的同時(shí)，還將所述手術(shù)臺儀器的狀態(tài)參數(shù)值保存至錯(cuò)誤日志。

此外，所述醫(yī)生控制臺還可以在采取警告措施、應(yīng)急措施和/或緊急措施時(shí)發(fā)出錯(cuò)蜂鳴聲，以及顯示用來描述操作錯(cuò)誤和應(yīng)對方針的文本信息。

具體地，可恢復(fù)性故障可以是例如失去圖像、失去電源，以及所述儀器臂和/或攝像臂坐標(biāo)偏離指定位置等情況，在此不一一贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施案例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明所述的技術(shù)規(guī)范內(nèi)，對本發(fā)明的修改或替換，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。