本申請(qǐng)涉及醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手術(shù)處理方法、裝置、手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、脊柱手術(shù)是一種針對(duì)脊柱疾病或損傷的外科治療方法，涵蓋脊柱融合、截骨和椎間盤切除等多種手術(shù)類型。這類手術(shù)要求高度的精確性和穩(wěn)定性，在手術(shù)過程中，醫(yī)生經(jīng)常會(huì)借助手術(shù)機(jī)器人等精密設(shè)備來(lái)執(zhí)行復(fù)雜的操作。

2、目前，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主要是按照預(yù)先編程的指令進(jìn)行操作，這些指令通常需要根據(jù)手術(shù)類型以及手術(shù)對(duì)象的位置和結(jié)構(gòu)等信息確定操作路徑和角度等路徑規(guī)劃信息，再將這些信息轉(zhuǎn)化為手術(shù)機(jī)器人可以執(zhí)行的指令。然而，這些指令一旦生成便不可更改，實(shí)際手術(shù)過程中卻可能出現(xiàn)一些意外因素，如患者身體移動(dòng)等情況可能會(huì)使手術(shù)機(jī)器人執(zhí)行的指令出現(xiàn)偏差，影響手術(shù)效果，甚至導(dǎo)致手術(shù)失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N手術(shù)處理方法、裝置、手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，用以解決手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)成功率低的技術(shù)問題。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N手術(shù)處理方法，應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人，該手術(shù)處理方法包括：

3、控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，所述運(yùn)動(dòng)指令是基于所述手術(shù)對(duì)象的規(guī)劃位置信息和規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息生成的；

4、在所述手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的過程中，獲取所述手術(shù)對(duì)象的實(shí)際位置信息和/或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)信息；

5、根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，并控制所述手術(shù)機(jī)器人執(zhí)行修改后的運(yùn)動(dòng)指令。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述手術(shù)機(jī)器人裝有執(zhí)行末端，所述控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，包括：

7、獲取手術(shù)對(duì)象的目標(biāo)圖像，所述目標(biāo)圖像包含所述手術(shù)對(duì)象的規(guī)劃位置信息和規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息；

8、根據(jù)所述規(guī)劃位置信息、所述規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息和預(yù)設(shè)的初始作業(yè)位置，確定所述手術(shù)機(jī)器人的路徑規(guī)劃信息，并根據(jù)所述路徑規(guī)劃信息生成運(yùn)動(dòng)指令；

9、控制所述手術(shù)機(jī)器人的執(zhí)行末端移動(dòng)至所述初始作業(yè)位置，以及在所述執(zhí)行末端移動(dòng)至所述初始作業(yè)位置后控制所述執(zhí)行末端執(zhí)行所述運(yùn)動(dòng)指令。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，包括：

11、確定所述實(shí)際位置信息與所述規(guī)劃位置信息之間的位置差異，和/或，確定所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息與所述規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息之間的結(jié)構(gòu)差異；

12、根據(jù)所述位置差異和/或所述結(jié)構(gòu)差異修改所述路徑規(guī)劃信息，并根據(jù)修改后的路徑規(guī)劃信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述實(shí)際位置信息是通過預(yù)先安設(shè)在所述手術(shù)對(duì)象周圍的光學(xué)定位裝置采集到的，和/或，所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息是通過預(yù)先安設(shè)在所述執(zhí)行末端上的力反饋傳感器采集到的。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述規(guī)劃位置信息、所述規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息和預(yù)設(shè)的初始作業(yè)位置，確定所述手術(shù)機(jī)器人的路徑規(guī)劃信息，包括：

15、將所述目標(biāo)圖像和所述初始作業(yè)位置輸入路徑規(guī)劃模型，并獲取所述路徑規(guī)劃模型輸出的路徑規(guī)劃信息，所述路徑規(guī)劃模型是基于若干手術(shù)數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述路徑規(guī)劃模型通過以下方式得到：

17、獲取專家數(shù)據(jù)集和初始化的高斯混合模型，所述專家數(shù)據(jù)集包括若干與當(dāng)前手術(shù)同一類型的手術(shù)數(shù)據(jù)；

18、根據(jù)所述專家數(shù)據(jù)集中的手術(shù)數(shù)據(jù)調(diào)整所述高斯混合模型的模型參數(shù)，以根據(jù)調(diào)整后的高斯混合模型得到所述路徑規(guī)劃模型。

19、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N手術(shù)處理裝置，應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人，所述手術(shù)處理裝置包括：

20、手術(shù)控制模塊，用于控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，所述運(yùn)動(dòng)指令是基于所述手術(shù)對(duì)象的規(guī)劃位置信息和規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息生成的；

21、獲取模塊，用于在所述手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的過程中，獲取所述手術(shù)對(duì)象的實(shí)際位置信息和/或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)信息；

22、指令處理模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，并控制所述手術(shù)機(jī)器人執(zhí)行修改后的運(yùn)動(dòng)指令。

23、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括控制器、光學(xué)定位裝置和帶有力反饋裝置的執(zhí)行末端；

24、所述執(zhí)行末端用于按照所述控制器指示的移動(dòng)路徑和角度針對(duì)手術(shù)對(duì)象執(zhí)行手術(shù)操作；

25、所述力反饋裝置用于采集所述執(zhí)行末端在執(zhí)行手術(shù)操作過程中的力反饋信息；

26、所述光學(xué)定位裝置用于獲取所述手術(shù)對(duì)象在執(zhí)行手術(shù)操作過程中的實(shí)時(shí)位置信息；

27、所述控制器用于根據(jù)所述力反饋裝置采集的力反饋信息和/或所述光學(xué)定位裝置采集的實(shí)時(shí)位置信息規(guī)劃所述執(zhí)行末端的移動(dòng)路徑和角度。

28、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

29、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令；

30、所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，以實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一項(xiàng)所述的手術(shù)處理方法。

31、第五方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括：所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一項(xiàng)所述的手術(shù)處理方法。

32、第六方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面中任一項(xiàng)所述的手術(shù)處理方法。

33、本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖中g(shù)處理方法、裝置、手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，具體包括控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，在這個(gè)過程中可以獲取所述手術(shù)對(duì)象的實(shí)際位置信息和/或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，并控制所述手術(shù)機(jī)器人執(zhí)行修改后的運(yùn)動(dòng)指令。通過這種方式，可以使手術(shù)機(jī)器人能夠感知和響應(yīng)環(huán)境變化，根據(jù)環(huán)境變化實(shí)時(shí)調(diào)整操作策略，靈活應(yīng)對(duì)手術(shù)過程中可能出現(xiàn)的患者移動(dòng)或組織變形等突發(fā)情況，從而提高手術(shù)的成功率和安全性。

技術(shù)特征：

1.一種手術(shù)處理方法，其特征在于，應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)處理方法，其特征在于，所述手術(shù)機(jī)器人裝有執(zhí)行末端，所述控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的手術(shù)處理方法，其特征在于，所述實(shí)際位置信息是通過預(yù)先安設(shè)在所述手術(shù)對(duì)象周圍的光學(xué)定位裝置采集到的，和/或，所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息是通過預(yù)先安設(shè)在所述執(zhí)行末端上的力反饋傳感器采集到的。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的手術(shù)處理方法，其特征在于，所述根據(jù)所述規(guī)劃位置信息、所述規(guī)劃結(jié)構(gòu)信息和預(yù)設(shè)的初始作業(yè)位置，確定所述手術(shù)機(jī)器人的路徑規(guī)劃信息，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手術(shù)處理方法，其特征在于，所述路徑規(guī)劃模型通過以下方式得到：

7.一種手術(shù)處理裝置，其特征在于，應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人，所述手術(shù)處理裝置包括：

8.一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、光學(xué)定位裝置和帶有力反饋裝置的執(zhí)行末端；

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N手術(shù)處理方法、裝置、手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，涉及醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：控制所述手術(shù)機(jī)器人根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令對(duì)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)，在這個(gè)過程中可以獲取所述手術(shù)對(duì)象的實(shí)際位置信息和/或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)所述實(shí)際位置信息和/或所述實(shí)際結(jié)構(gòu)信息修改所述手術(shù)機(jī)器人尚未執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令，并控制所述手術(shù)機(jī)器人執(zhí)行修改后的運(yùn)動(dòng)指令。通過這種方式，可以使手術(shù)機(jī)器人能夠感知和響應(yīng)環(huán)境變化，根據(jù)環(huán)境變化實(shí)時(shí)調(diào)整操作策略，靈活應(yīng)對(duì)手術(shù)過程中可能出現(xiàn)的患者移動(dòng)或組織變形等突發(fā)情況，從而提高手術(shù)的成功率和安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭延恩,邵明昊,徐少康,張嘉偉,宓海,蔡寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海極睿醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17