本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種基于嵌入式計算機(jī)的手術(shù)機(jī)器人集成控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域中，手動多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)已被廣泛應(yīng)用于臨床。此類微創(chuàng)手術(shù)成功降低了病人的術(shù)后疼痛、并發(fā)癥概率、康復(fù)時間并改善了術(shù)后疤痕。近幾年，為方便醫(yī)生操作以及實現(xiàn)更好的術(shù)后產(chǎn)出，機(jī)器人輔助的多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，其中由美國Intuitive Surgical公司(美國直覺外科公司)推出的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，可輔助醫(yī)生完成多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)，取得了商業(yè)上的巨大成功。

為了進(jìn)一步減小手術(shù)創(chuàng)傷面積與康復(fù)時間，研究者提出了單孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)。相較于多孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)需要多個體表切口，單孔腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)中所有手術(shù)工具均由一個體表切口(通常是肚臍)進(jìn)入腹腔，進(jìn)一步減小了對患者的創(chuàng)傷。然而，此類單一入口的構(gòu)型無論對手術(shù)器械的設(shè)計還是手術(shù)時醫(yī)生的操作均提出了更高的要求?；趥鹘y(tǒng)剛性手術(shù)工具的手動單孔腹腔鏡手術(shù)由于存在復(fù)雜的手眼協(xié)同操作需求，加之手術(shù)工具的靈活度有限、工作范圍較小等困難，手動單孔腹腔鏡手術(shù)尚未廣泛應(yīng)用于臨床。

通過合理規(guī)劃設(shè)計單孔腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，可有效解決手動單孔腹腔鏡手術(shù)中存在的問題，現(xiàn)存單孔腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)方案尚未發(fā)展成熟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種手術(shù)機(jī)器人的成像工具與手術(shù)工具控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能有效解決手動單孔腹腔鏡手術(shù)無法廣泛應(yīng)用于臨床的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種基于嵌入式計算機(jī)的手術(shù)機(jī)器人集成控制系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括主控端和受控端，所述主控端與所述受控端進(jìn)行控制信息和狀態(tài)信息的交互；所述主控端包括遠(yuǎn)程操控設(shè)備、主控計算機(jī)和踏板；所述遠(yuǎn)程操控設(shè)備、所述踏板都與所述主控計算機(jī)連接；當(dāng)踩下所述踏板時，由所述遠(yuǎn)程操控設(shè)備控制與其建立映射關(guān)系的某一工具的運動；當(dāng)松開所述踏板時，將切斷相應(yīng)的運動控制；其中，某一工具包括手術(shù)工具或成像工具；所述受控端包括控制機(jī)柜、所述手術(shù)工具、手術(shù)執(zhí)行器、所述成像工具、手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組和成像照明模組；所述主控計算機(jī)通過所述控制機(jī)柜與所述受控端進(jìn)行控制信號和狀態(tài)信號的交互；所述控制機(jī)柜用于實現(xiàn)集成控制系統(tǒng)狀態(tài)的整體切換、控制所述手術(shù)工具驅(qū)動模組及成像工具驅(qū)動模組動作；所述手術(shù)工具驅(qū)動模組驅(qū)動所述手術(shù)工具本體及所述手術(shù)工具攜帶的所述手術(shù)執(zhí)行器運動，并驅(qū)動所述手術(shù)執(zhí)行器動作，所述成像工具驅(qū)動模組驅(qū)動所述成像工具本體及所述成像工具攜帶的所述成像照明模組運動。

優(yōu)選地，所述主控端還包括顯示器和操作臺，所述顯示器與所述主控計算機(jī)連接，用于顯示操作界面，該操作界面能顯示由所述受控端傳回的圖像信號并接收操作者的操作輸入；所述主控計算機(jī)設(shè)置在所述操作臺上。

優(yōu)選地，所述受控端還包括指示燈、成像用指示燈、無菌屏障、多腔管和基座；所述指示燈和成像用指示燈的顯示狀態(tài)由所述控制機(jī)柜控制，所述無菌屏障用于將所述受控端中已消毒部分與其余未消毒的部分隔離開；所述基座上固定設(shè)置有所述成像工具驅(qū)動模組、手術(shù)工具驅(qū)動模組，所述多腔管通過所述無菌屏障固定在所述基座上。

優(yōu)選地，所述控制機(jī)柜包括局域網(wǎng)路由器、手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)和嵌入式計算機(jī)；所述嵌入式計算機(jī)用于集成控制系統(tǒng)狀態(tài)的整體切換時，所述嵌入式計算機(jī)通過所述局域網(wǎng)路由器接收所述主控計算機(jī)、手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)發(fā)送的信號，并通過與所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)連接的第一通信總線接收所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)發(fā)送、接收的信號，根據(jù)所述嵌入式計算機(jī)接收到的信號更新集成控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述嵌入式計算機(jī)用于控制所述指示燈和成像用指示燈的顯示狀態(tài)時，所述嵌入式計算機(jī)通過第三通信總線與所述指示燈和成像用指示燈連接，并控制所述指示燈和成像用指示燈的顯示狀態(tài)，所述指示燈和成像用指示燈分別設(shè)置在對應(yīng)的所述手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組上，用于指示其相應(yīng)狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述嵌入式計算機(jī)通過第四通信總線控制電磁繼電器的通斷，進(jìn)而控制能量發(fā)生器的使能和模式切換時，所述能量發(fā)生器能相應(yīng)控制與其連接的能量式手術(shù)執(zhí)行器，實現(xiàn)對能量輸入的通斷和輸入能量的模式切換。

優(yōu)選地，所述受控端還包括圖像顯示器、電磁繼電器和能量發(fā)生器；所述手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組中還都設(shè)置有控制模塊、讀取芯片、電機(jī)和第一聯(lián)軸器；所述手術(shù)工具、成像工具中都設(shè)置有信息標(biāo)簽和第二聯(lián)軸器；所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)通過第二通信總線與所述手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組中的讀取芯片進(jìn)行通信；所述讀取芯片與所述手術(shù)工具、成像工具中的信息標(biāo)簽連接，用于識別讀取該信息標(biāo)簽；所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)、成像用嵌入式計算機(jī)通過第一通信總線向所述手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組中的控制模塊發(fā)送信號，各所述控制模塊進(jìn)而驅(qū)動與其連接的相應(yīng)所述電機(jī)和與各所述電機(jī)輸出軸緊固連接的所述第一聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，各所述第一聯(lián)軸器經(jīng)過所述無菌屏障分別與所述手術(shù)工具、成像工具中的所述第二聯(lián)軸器連接并驅(qū)動該第二聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動所述手術(shù)工具本體及其攜帶的所述手術(shù)執(zhí)行器根據(jù)所述控制模塊接收信號中包含的位姿信息運動，驅(qū)動所述成像工具本體及其攜帶的成像照明模組根據(jù)所述控制模塊接收信號中包含的位姿信息運動。

優(yōu)選地，所述手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具驅(qū)動模組中還設(shè)置有零點開關(guān)和電機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器；所述電機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器與所述電機(jī)連接，將檢測到的電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)角度位置信息實時傳輸至所述控制模塊；所述零點開關(guān)通過設(shè)置在所述第一聯(lián)軸器上的標(biāo)識檢測所述第一聯(lián)軸器是否轉(zhuǎn)至零點位置，并將該信息反饋至所述控制模塊。

優(yōu)選地，所述手術(shù)執(zhí)行器為機(jī)械式手術(shù)執(zhí)行器或能量式手術(shù)執(zhí)行器。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程操控設(shè)備上還設(shè)置有觸發(fā)裝置；當(dāng)所述觸發(fā)裝置被觸發(fā)時，所述主控計算機(jī)讀取所述觸發(fā)裝置的狀態(tài)變化信號，并將該狀態(tài)變化信號傳輸至所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)或嵌入式計算機(jī)，所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)通過所述手術(shù)工具驅(qū)動模組中的控制模塊控制相應(yīng)電機(jī)動作，進(jìn)而實現(xiàn)對機(jī)械式手術(shù)執(zhí)行器的動作控制；所述嵌入式計算機(jī)通過所述電磁繼電器控制所述能量發(fā)生器的通斷和模式切換，實現(xiàn)能量式手術(shù)執(zhí)行器能量輸入的接通與模式切換。

優(yōu)選地，所述指示燈和成像用指示燈用于顯示所述手術(shù)工具和手術(shù)工具驅(qū)動模組、成像工具和成像工具驅(qū)動模組的運行狀態(tài)，當(dāng)所述指示燈和成像用指示燈為以下顏色時：黃色表示所述手術(shù)工具/成像工具待安裝階段；綠色表示所述手術(shù)工具/成像工具準(zhǔn)備/工作階段；藍(lán)色表示能量發(fā)生階段，該階段表示所述能量發(fā)生器向能量式手術(shù)執(zhí)行器輸出能量；紅色表示錯誤發(fā)生，進(jìn)入手動調(diào)試階段。

優(yōu)選地，所述手術(shù)工具驅(qū)動模組為三個：第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組；所述手術(shù)工具為三個：第一至第三手術(shù)工具；所述手術(shù)執(zhí)行器為三個：第一至第三手術(shù)執(zhí)行器；所述指示燈為三個：第一至第三指示燈；所述手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)為三個：第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)；所述遠(yuǎn)程操控設(shè)備為兩個：第一遠(yuǎn)程操控設(shè)備和第二遠(yuǎn)程操控設(shè)備；所述踏板為兩個：第一踏板和第二踏板；所述觸發(fā)裝置為兩個：第一觸發(fā)裝置和第二觸發(fā)裝置。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明提出了一個包含成像工具及多個手術(shù)工具且可用于單孔腔鏡手術(shù)的手術(shù)機(jī)器人集成控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能有效提高手術(shù)工具的控制靈活度。2、本發(fā)明的集成控制系統(tǒng)中包含相互連接通信的多個計算機(jī)和驅(qū)動模組，可實現(xiàn)主控端與受控端間的快速、可靠通信。3、本發(fā)明提出了兩種遠(yuǎn)程操控設(shè)備與成像工具及多個手術(shù)工具建立遙操作映射的方法，第一種方法為在顯示器上的操作界面中設(shè)置映射選擇區(qū)，第二種方法為在主控端設(shè)置多個踏板。4、本發(fā)明還包括用于讀取手術(shù)工具、成像工具狀態(tài)信息的讀取芯片和信息標(biāo)簽、用于實現(xiàn)電外科手術(shù)的能量發(fā)生器、用于實現(xiàn)驅(qū)動模組準(zhǔn)確可靠回零的零點開關(guān)，保證了手術(shù)機(jī)器人集成控制系統(tǒng)的功能完整性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)信號流示意圖；

圖3是本發(fā)明的操作界面示意圖；

圖4是本發(fā)明的手動操作界面示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，需要注意的是，本發(fā)明中涉及到的第一、第二、第三只是用于區(qū)分部件，并不代表重要程度和安裝順序。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種基于嵌入式計算機(jī)的手術(shù)機(jī)器人集成控制系統(tǒng)，其包括主控端100和受控端200，主控端100與受控端200進(jìn)行控制信息和狀態(tài)信息的交互。

主控端100包括顯示器110、第一遠(yuǎn)程操控設(shè)備120、第二遠(yuǎn)程操控設(shè)備121、主控計算機(jī)130、第一踏板140、第二踏板141和操作臺150；顯示器110與主控計算機(jī)130連接，主控計算機(jī)130設(shè)置在操作臺150上。第一遠(yuǎn)程操控設(shè)備120和第二遠(yuǎn)程操控設(shè)備121與主控計算機(jī)130連接，將控制輸入傳輸至主控計算機(jī)130內(nèi)；第一踏板140和第二踏板141與主控計算機(jī)130連接，將踏板信號傳輸至主控計算機(jī)130內(nèi)，當(dāng)踩下第一踏板140時，由第一遠(yuǎn)程操控設(shè)備120控制與其建立映射關(guān)系的某一工具(包括第一至第三手術(shù)工具或成像工具)的運動；當(dāng)松開第一踏板140時，將切斷相應(yīng)的運動控制，第二踏板141原理與第一踏板140原理相同，在此不再贅述。主控計算機(jī)130通過網(wǎng)絡(luò)與受控端200進(jìn)行信息交互。其中，顯示器110用于顯示操作界面600，該操作界面600可以顯示受控端200中成像照明模組370傳回的圖像信號并接收操作者101的操作輸入。

如圖1、圖2所示，受控端200包括控制機(jī)柜201、圖像顯示器310、電磁繼電器321、能量發(fā)生器320、第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、第一至第三指示燈340～342、第一至第三手術(shù)工具350～352及各手術(shù)工具中的第一至第三手術(shù)執(zhí)行器380～382、成像工具驅(qū)動模組360、成像工具362及其中的成像照明模組370、成像用指示燈361、無菌屏障390、多腔管392和基座393。其中，控制機(jī)柜201包括局域網(wǎng)路由器210、第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223和嵌入式計算機(jī)230；第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具驅(qū)動模組360中都設(shè)置有控制模塊3301、讀取芯片3302、零點開關(guān)3303、電機(jī)3304、第一聯(lián)軸器3305和電機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器3306；第一至第三手術(shù)工具350～352、成像工具362中都設(shè)置有信息標(biāo)簽3501和第二聯(lián)軸器3502；一個或多個手術(shù)執(zhí)行器可以采用能量式手術(shù)執(zhí)行器383。其中：

局域網(wǎng)路由器210負(fù)責(zé)信號的收發(fā)，其通過以太網(wǎng)連接主控計算機(jī)130、第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223和嵌入式計算機(jī)230。主控計算機(jī)130通過局域網(wǎng)路由器210與第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223和嵌入式計算機(jī)230進(jìn)行控制信號和狀態(tài)信號的交互。

嵌入式計算機(jī)230用于實現(xiàn)本發(fā)明集成控制系統(tǒng)狀態(tài)的整體切換、控制電磁繼電器321的通斷以實現(xiàn)能量發(fā)生器320的使能及模式切換、控制第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361的顯示狀態(tài)。當(dāng)嵌入式計算機(jī)230用于集成控制系統(tǒng)狀態(tài)的整體切換時，嵌入式計算機(jī)230通過局域網(wǎng)路由器210接收主控計算機(jī)130、第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223發(fā)送的信號，并通過與第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223連接的第一通信總線241(優(yōu)選為控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線，即CAN總線)接收第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223發(fā)送的信號，并根據(jù)接收到的信號更新集成控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)嵌入式計算機(jī)230用于控制第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361的顯示狀態(tài)時，嵌入式計算機(jī)230通過第三通信總線243(優(yōu)選為兩線式串行總線，即I2C總線)與第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361連接，并控制第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361的顯示狀態(tài)，第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361分別設(shè)置在對應(yīng)的第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具驅(qū)動模組360上，用于指示相應(yīng)第一至第三手術(shù)工具350～352、第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具362和成像工具驅(qū)動模組360的狀態(tài)。當(dāng)嵌入式計算機(jī)230通過第四通信總線244(優(yōu)選為串口總線)控制電磁繼電器321的通斷，進(jìn)而控制能量發(fā)生器320的使能和模式切換時，能量發(fā)生器320可相應(yīng)控制與其連接的能量式手術(shù)執(zhí)行器383，實現(xiàn)對能量輸入的通斷和輸入能量的模式切換(如電凝、電切等)。

第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223分別用于控制第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具驅(qū)動模組360動作。第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223通過第二通信總線242(優(yōu)選為串口總線)與第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具驅(qū)動模組360中的讀取芯片3302進(jìn)行通信；讀取芯片3302與第一至第三手術(shù)工具350～352、成像工具362中的信息標(biāo)簽3501連接，用于識別讀取該信息標(biāo)簽3501。第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～222、成像用嵌入式計算機(jī)223可通過第一通信總線241向第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具驅(qū)動模組360中的控制模塊3301發(fā)送信號，各控制模塊3301進(jìn)而驅(qū)動與其連接的相應(yīng)電機(jī)3304和與各電機(jī)3304輸出軸緊固連接的第一聯(lián)軸器3305旋轉(zhuǎn)，各第一聯(lián)軸器3305經(jīng)過無菌屏障390分別與第一至第三手術(shù)工具350～352、成像工具362中的第二聯(lián)軸器3502連接并驅(qū)動該第二聯(lián)軸器3502旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動第一至第三手術(shù)工具350～352本體及其攜帶的第一至第三手術(shù)執(zhí)行器380～382運動至預(yù)先設(shè)定的位姿，驅(qū)動成像工具362本體及其攜帶的成像照明模組370運動至預(yù)先設(shè)定的位姿。

電機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器3306與電機(jī)3304連接，將檢測到的電機(jī)3304輸出軸旋轉(zhuǎn)角度位置信息實時傳輸至控制模塊3301。零點開關(guān)3303可通過設(shè)置在第一聯(lián)軸器3305上的特殊標(biāo)識檢測第一聯(lián)軸器3305是否轉(zhuǎn)至零點位置，并將該信息反饋至控制模塊3301。其中，特殊標(biāo)識可以為由高反射材料制成的標(biāo)識。

圖像顯示器310與成像照明模組370連接，用于顯示成像照明模組370反饋回的圖像信號。

無菌屏障390用于將受控端200中已消毒的部分(包括成像工具362、第一至第三手術(shù)工具350～352和多腔管392)與其余未消毒的部分隔離開來，保證集成控制系統(tǒng)的臨床可實施性。

基座393上固定設(shè)置有成像工具驅(qū)動模組360、第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332，多腔管392通過無菌屏障390固定在基座393上。多腔管392穿過病人身上所開的單一手術(shù)切口391，為成像工具362、第一至第三手術(shù)工具350～352提供進(jìn)入腹腔的通過腔道及其他輔助腔道。成像照明模組370、第一至第三手術(shù)執(zhí)行器380～382均穿過多腔管392進(jìn)入人體施展單孔腔鏡手術(shù)。

第一至第三手術(shù)執(zhí)行器380～382可為機(jī)械式手術(shù)執(zhí)行器(如夾鉗、剪刀等)或能量式手術(shù)執(zhí)行器383(如電切刀、電切針等)。

上述實施例中，在第一遠(yuǎn)程操控設(shè)備120和第二遠(yuǎn)程操控設(shè)備121上分別設(shè)置有第一觸發(fā)裝置和第二觸發(fā)裝置。當(dāng)?shù)谝挥|發(fā)裝置或第二觸發(fā)裝置被觸發(fā)時，主控計算機(jī)130讀取第一觸發(fā)裝置或第二觸發(fā)裝置的狀態(tài)變化信號，并將該狀態(tài)變化信號傳輸至一手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)或嵌入式計算機(jī)230，手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)通過手術(shù)工具驅(qū)動模組中的控制模塊3301控制電機(jī)3304動作，進(jìn)而實現(xiàn)對機(jī)械式手術(shù)執(zhí)行器的動作控制；嵌入式計算機(jī)230通過電磁繼電器321控制能量發(fā)生器320的通斷和模式切換，進(jìn)而實現(xiàn)能量式手術(shù)執(zhí)行器383能量輸入的接通與模式切換。

上述各實施例中，如圖3所示，操作界面600包括狀態(tài)切換區(qū)610、狀態(tài)顯示區(qū)620、映射選擇區(qū)630和遠(yuǎn)端圖像區(qū)640。

狀態(tài)切換區(qū)610包括狀態(tài)詢問按鈕611、手動模式按鈕612、成像工具狀態(tài)切換按鈕613和第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614～616。狀態(tài)詢問按鈕611啟動時，主控計算機(jī)130向嵌入式計算機(jī)230發(fā)送狀態(tài)詢問命令，嵌入式計算230會通過局域網(wǎng)路由器210向主控計算機(jī)130發(fā)送狀態(tài)應(yīng)答指令，該狀態(tài)應(yīng)答指令代表集成控制系統(tǒng)的狀態(tài)，主控計算機(jī)130根據(jù)狀態(tài)應(yīng)答指令調(diào)整第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614～616、成像工具態(tài)切換按鈕613的顯示選項，并改變狀態(tài)顯示區(qū)620中的顯示內(nèi)容。手動模式按鈕612可控制集成控制系統(tǒng)進(jìn)入手動操作狀態(tài)，并將操作界面600切換至手動操作界面650。成像工具狀態(tài)切換按鈕613用于切換成像工具362及成像工具驅(qū)動模組360的運行狀態(tài)，。當(dāng)操作者101點選成像工具狀態(tài)切換按鈕613時，將顯示下拉菜單，下拉菜單將顯示所有成像工具362及成像工具驅(qū)動模組360的狀態(tài)以供操作者101點選切換至相應(yīng)狀態(tài)，所顯示狀態(tài)包括初始狀態(tài)、成像工具驅(qū)動模組回零狀態(tài)、成像工具體外待安裝狀態(tài)、成像工具體外安裝完畢狀態(tài)、成像工具及多腔管進(jìn)入/退出手術(shù)切口狀態(tài)、成像工具體內(nèi)閉合姿態(tài)、成像工具進(jìn)給展開/回退收攏狀態(tài)、成像工具保持當(dāng)前位姿和成像工具遙操作運動狀態(tài)。第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614～616用于切換第一至第三手術(shù)工具350～352和第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332的運行狀態(tài)。當(dāng)操作者101點選手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614時，將顯示下拉菜單，下拉菜單將顯示所有手術(shù)工具350及手術(shù)工具驅(qū)動模組330的狀態(tài)以供操作者101點選切換至相應(yīng)狀態(tài)，所顯示狀態(tài)包括初始狀態(tài)、手術(shù)工具驅(qū)動模組回零狀態(tài)、手術(shù)工具體外待安裝狀態(tài)、手術(shù)工具體外安裝完畢狀態(tài)、手術(shù)工具伸出/退回多腔管狀態(tài)、手術(shù)工具體內(nèi)直態(tài)、手術(shù)工具展開/回直狀態(tài)、手術(shù)工具保持當(dāng)前位姿、手術(shù)工具遙操作下的電切/電凝狀態(tài)和手術(shù)工具遙操作運動狀態(tài)。

狀態(tài)顯示區(qū)620包括第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)顯示框621～623和成像工具狀態(tài)顯示框624。第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)顯示框621～623分別用于顯示第一至第三手術(shù)工具350～352及第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332的當(dāng)前運動狀態(tài)，該運行狀態(tài)的信息獲取通過主控計算機(jī)130接收嵌入式計算機(jī)230通過局域網(wǎng)路由器210返回的狀態(tài)指令。成像工具狀態(tài)顯示框624用于顯示成像工具362及成像工具驅(qū)動模組360的當(dāng)前運行狀態(tài)，該運行狀態(tài)的信息獲取同樣通過主控計算機(jī)130通過局域網(wǎng)路由器210接收嵌入式計算機(jī)230返回的狀態(tài)指令。

映射框630包括左手控制框631和右手控制框632，當(dāng)操作者101在左手控制框631中選擇某種工具時，如成像工具，此時，成像工具所對應(yīng)標(biāo)簽變?yōu)樯钌?，左手控制?31中其余標(biāo)簽為淺色(如圖3所示)，遠(yuǎn)程操控設(shè)備120與成像工具632建立遙操作映射關(guān)系，即遠(yuǎn)程操控設(shè)備120可控制成像工具362的運動。相似的，當(dāng)操作者101在右手控制框632中選擇某種工具時，如第二手術(shù)工具351，此時，第二手術(shù)工具351所對應(yīng)標(biāo)簽變?yōu)樯钌?，右手控制?32中其余標(biāo)簽為淺色(如圖3所示)，遠(yuǎn)程操控設(shè)備121與第二手術(shù)工具351建立遙操作映射關(guān)系，即遠(yuǎn)程操控設(shè)備121可控制第二手術(shù)工具351的運動。需要注意的是，每個遠(yuǎn)程操控設(shè)備120～121在同一時間點上僅可與一個成像工具362和一個手術(shù)工具建立映射關(guān)系，因此，操作者101可通過兩個遠(yuǎn)程操控設(shè)備120～121至多同時控制一個成像工具362、一個手術(shù)工具或兩個手術(shù)工具的運動；未與兩遠(yuǎn)程操控設(shè)備120～121建立遙操作映射關(guān)系的成像工具362、手術(shù)工具則處于“保持當(dāng)前位姿”狀態(tài)。

遠(yuǎn)端圖像區(qū)640用于顯示成像照明模組370返回的圖像。

上述實施例中，如圖4所示，手動操作界面650包括狀態(tài)切換區(qū)660、遠(yuǎn)端圖像區(qū)680和關(guān)節(jié)參數(shù)手動調(diào)整區(qū)690。狀態(tài)切換區(qū)660包括退出手動模式按鈕667、成像工具狀態(tài)切換按鈕663、第一和第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕664～666。成像工具狀態(tài)切換按鈕663和第一和第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕664～666的操作方法及功能與操作界面600中成像工具狀態(tài)切換按鈕613和第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614～616一致，不同的是，成像工具狀態(tài)切換按鈕663的下拉菜單中只提供成像工具體外待安裝狀態(tài)、成像工具體外安裝完畢狀態(tài)、成像工具及多腔管進(jìn)入/退出手術(shù)切口狀態(tài)、成像工具體內(nèi)閉合姿態(tài)、成像工具進(jìn)給展開/回退收攏狀態(tài)供切換，第一至第三手術(shù)工具狀態(tài)切換按鈕614～616的下拉菜單中只提供手術(shù)工具體外待安裝狀態(tài)、手術(shù)工具體外安裝完畢狀態(tài)、手術(shù)工具伸出/退回多腔管狀態(tài)、手術(shù)工具體內(nèi)直態(tài)、手術(shù)工具展開/回直狀態(tài)供切換。退出手動模式按鈕667可將手動操作界面650退回至操作界面600。關(guān)節(jié)參數(shù)手動調(diào)整框690包括映射選擇區(qū)691和關(guān)節(jié)參數(shù)調(diào)整條692～69x。在映射選擇區(qū)691中，選擇某種工具時，映射選擇區(qū)691中的對應(yīng)標(biāo)簽變?yōu)樯钌?，參?shù)調(diào)整條692～69x中各黑色滑塊對應(yīng)相應(yīng)關(guān)節(jié)的參數(shù)信息，并可拖動黑色滑塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。遠(yuǎn)端圖像680用于顯示成像照明模組370返回的圖像。

上述各實施例中，成像照明模組370的圖像信號可通過局域網(wǎng)路由器210傳輸至顯示器110，也可通過一根從受控端200連接至主控端100的專用視頻線纜傳輸。專用視頻線纜可以采用HDMI視頻線。

在一個優(yōu)選地實施例中，本發(fā)明可以通過增設(shè)多個踏板以實現(xiàn)兩個遠(yuǎn)程操控設(shè)備120～121與成像工具362、第一至第三手術(shù)工具350～352的遙操作映射關(guān)系選擇。在本實施例中，可將兩個踏板140～141所在區(qū)域分為左踏板區(qū)和右踏板區(qū)，左踏板區(qū)包括第一踏板140、第三手術(shù)工具踏板、成像工具踏板，相應(yīng)地，右踏板區(qū)包括第二踏板141、第三手術(shù)工具踏板、成像工具踏板。第一踏板140、第二踏板141、第三手術(shù)工具踏板、成像工具踏板分別依次對應(yīng)第一手術(shù)工具350、第二手術(shù)工具351、第三手術(shù)工具352、成像工具362。當(dāng)踩下左踏板區(qū)中的任意踏板時，將建立遠(yuǎn)程操控設(shè)備120與被踩下踏板所對應(yīng)工具的遙操作映射關(guān)系，如踩下第三手術(shù)工具踏板，將建立遠(yuǎn)程操控設(shè)備120與第三手術(shù)工具352的映射關(guān)系；同理；當(dāng)踩下所述右踏板區(qū)中的任意踏板時，將建立遠(yuǎn)程操控設(shè)備121與被踩下踏板所對應(yīng)工具的映射關(guān)系。需要注意的是，每個遠(yuǎn)程操控設(shè)備在同一時間點上僅可與一個成像工具362和一個手術(shù)工具建立映射關(guān)系，因此，操作者101可通過兩個遠(yuǎn)程操控設(shè)備120～121至多同時控制一個成像工具362、一個手術(shù)工具或兩個手術(shù)工具的運動。

上述各實施例中，第一至第三指示燈340～342和成像用指示燈361用于顯示第一至第三手術(shù)工具350～352和第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332、成像工具362和成像工具驅(qū)動模組360的運行狀態(tài)，其顏色指示如表1、表2所示。

表1成像工具362的狀態(tài)指示燈361指示表

表2第一至第三手術(shù)工具350～352的第一至第三狀態(tài)指示燈340～342指示表

其中，黃色表示第一至第三手術(shù)工具350～352/成像工具362待安裝階段，該階段快閃表示第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332/成像工具驅(qū)動模組360處于自動化運動中。在本實施例中，黃色快閃的顯示狀態(tài)可指示成像工具驅(qū)動模組回零狀態(tài)、手術(shù)工具驅(qū)動模組回零狀態(tài)；該階段常亮表示第一至第三手術(shù)工具驅(qū)動模組330～332/成像工具驅(qū)動模組360未處于自動化運動中，在本實施例中，黃色常亮的顯示狀態(tài)可指示成像工具體外待安裝、手術(shù)工具體外待安裝，前述自動化運動指第一至第三手術(shù)工具用嵌入式計算機(jī)220～223不斷向控制模塊3301發(fā)送電機(jī)位控信號；

綠色表示第一至第三手術(shù)工具350～352/成像工具362準(zhǔn)備/工作階段，該階段呼吸閃表示第一至第三手術(shù)工具350～352/成像工具362處于手動或自動化運動中或其間隙。在本實施例中，綠色呼吸閃的顯示狀態(tài)可指示成像工具體外安裝完畢、成像工具及多腔管進(jìn)入/退出手術(shù)切口、成像工具體內(nèi)閉合姿態(tài)、成像工具進(jìn)給展開/退回收攏、手術(shù)工具體外安裝完畢、手術(shù)工具伸出/退回多腔管、手術(shù)工具體內(nèi)直態(tài)、手術(shù)工具展開/回直；該階段慢閃表示第一至第三手術(shù)工具350～352/成像工具362處于遠(yuǎn)程遙操作運動待命狀態(tài)，在本實施例中，綠色慢閃的顯示狀態(tài)可指示成像工具保持當(dāng)前位姿、手術(shù)工具保持當(dāng)前位姿；該階段常亮表示第一至第三手術(shù)工具350～352/成像工具362處于遙操作運動工作狀態(tài)，在本實施例中，綠色常亮的顯示狀態(tài)可指示成像工具遙操作運動、手術(shù)工具遙操作運動。

呼吸閃跟慢閃的區(qū)別是，呼吸閃是緩慢亮起滅掉；慢閃是等迅速亮起，只不過頻率較低。

藍(lán)色表示能量發(fā)生階段，該階段表示能量發(fā)生器320向能量式手術(shù)執(zhí)行器383輸出能量，在本實施例中，藍(lán)色的顯示狀態(tài)可指示手術(shù)工具電切/電凝狀態(tài)。

紅色表示錯誤發(fā)生，本發(fā)明的集成控制系統(tǒng)進(jìn)入手動調(diào)試階段。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。