本發(fā)明屬于基于機械臂的高頻電刀控制，特別涉及一種基于機械臂的高頻電刀控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高頻電刀（又稱高頻手術(shù)器）是一種取代機械手術(shù)刀進行組織切割的電外科器械。它通過有效電極尖端產(chǎn)生的高頻高壓電流與肌體接觸時對組織進行加熱，實現(xiàn)對肌體組織的分離和凝固，從而起到切割和止血的目的。

2、機械臂是一種高度靈活的自動化或半自動化設(shè)備，通過電機或其他動力裝置驅(qū)動關(guān)節(jié)和執(zhí)行器，實現(xiàn)各個自由度的運動。在醫(yī)療領(lǐng)域，機械臂被廣泛應用于微創(chuàng)手術(shù)中，能夠精確控制手術(shù)器械，減少手術(shù)創(chuàng)傷，提高手術(shù)成功率。若將高頻電刀與機械臂相結(jié)合，可以有效提高手術(shù)精確度和手術(shù)安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明實施例當中提供了一種基于機械臂的高頻電刀控制方法及系統(tǒng)，旨在提高手術(shù)精確度和手術(shù)安全性。

2、本發(fā)明實施例的第一方面提供了一種基于機械臂的高頻電刀控制方法，應用于具有機械臂的場景中，所述機械臂與高頻電刀固定連接，且所述機械臂和所述高頻電刀均與控制器電性連接，應用時至少包括全自動模式和半自動模式，所述方法包括：

3、構(gòu)建用戶身體的第一三維模型，并標記出所述第一三維模型中的手術(shù)區(qū)域，所述手術(shù)區(qū)域與實際手術(shù)位置一致；

4、當手術(shù)區(qū)域規(guī)則時，根據(jù)所述手術(shù)區(qū)域，設(shè)置所述機械臂的移動路徑參數(shù)以及對應的所述高頻電刀的輸出功率參數(shù)；

5、根據(jù)所述機械臂的移動路徑參數(shù)以及所述高頻電刀的輸出功率參數(shù)，控制所述機械臂和所述高頻電刀工作，以進行全自動模式；

6、當手術(shù)區(qū)域不規(guī)則時，在所述機械臂的輔助下進行手術(shù)，以進行半自動模式。

7、進一步的，所述當手術(shù)區(qū)域不規(guī)則時，在所述機械臂的輔助下進行手術(shù)的步驟包括：

8、根據(jù)用戶體內(nèi)實際的金屬植入物，標記所述第一三維模型中的目標區(qū)域；

9、將標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型導入所述控制器中，根據(jù)預先建立好的手術(shù)場景的第二三維模型，將標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型與所述第二三維模型結(jié)合，得到目標三維模型；

10、根據(jù)各類金屬植入物的干擾范圍，在所述目標三維模型中生成限制區(qū)域；

11、在所述機械臂的輔助下，控制所述高頻電刀進行空間標定，以在后續(xù)的所述高頻電刀操作過程中，實時獲取所述高頻電刀在所述目標三維模型中的位置；

12、根據(jù)所述限制區(qū)域，控制所述高頻電刀的移動，并調(diào)節(jié)所述高頻電刀的輸出功率。

13、進一步的，所述根據(jù)預先建立好的手術(shù)場景的第二三維模型，將標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型與所述第二三維模型結(jié)合，得到目標三維模型的步驟包括：

14、確定標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型與所述第二三維模型對應的基準面，并根據(jù)基準面，將標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型與所述第二三維模型組合；

15、根據(jù)所述第二三維模型上的基準點，將標注有所述目標區(qū)域的第一三維模型的預設(shè)點移至所述基準點上，得到所述目標三維模型。

16、進一步的，所述根據(jù)各類金屬植入物的干擾范圍，在所述目標三維模型中生成限制區(qū)域的步驟包括：

17、獲取金屬植入物的屬性，根據(jù)預先建立的金屬植入物的屬性與干擾距離的映射關(guān)系，確定對應的金屬植入物的干擾距離；

18、獲取所述目標區(qū)域的邊界，并確定邊界上的各邊界點，以所述邊界點為圓心，對應的金屬植入物的干擾距離為半徑，在所述目標三維模型上繪制出若干球形的第一區(qū)域；

19、將若干球形的第一區(qū)域取并集，得到第二區(qū)域；

20、將所述第二區(qū)域中與所述第一三維模型干涉的區(qū)域剔除，得到所述限制區(qū)域。

21、進一步的，所述在所述機械臂的輔助下，控制所述高頻電刀進行空間標定的步驟包括：

22、將所述機械臂初始化，確定初始化位置為所述目標三維模型的坐標原點；

23、控制所述高頻電刀在預設(shè)位置進行移動，其中，至少在x軸、y軸、z軸方向上移動一次，移動路徑確定，且每次移動僅沿x軸、y軸、z軸中的一個方向移動；

24、獲取移動過程中的所述機械臂的移動數(shù)據(jù)，將所述移動數(shù)據(jù)與所述目標三維模型中根據(jù)移動生成的空間坐標位置建立關(guān)系，以完成空間標定，其中，移動生成的空間坐標位置基于所述坐標原點確定。

25、進一步的，所述將所述第二區(qū)域中與所述第一三維模型干涉的區(qū)域剔除，得到所述限制區(qū)域的步驟之后包括：

26、根據(jù)與所述目標區(qū)域的邊界的距離，將所述限制區(qū)域劃分為若干限制子區(qū)域，每個所述限制子區(qū)域?qū)陬A設(shè)的功率輸出上限值，用于當所述高頻電刀進入對應的限制子區(qū)域時，通過所述控制器控制所述高頻電刀的功率輸出不超過所述功率輸出上限值；

27、其中，在各限制子區(qū)域內(nèi)，靠近金屬植入物的一側(cè)設(shè)置有阻力區(qū)域，當所述高頻電刀進入所述阻力區(qū)域時，會增加所述高頻電刀的移動阻力。

28、進一步的，所述根據(jù)所述限制區(qū)域，控制所述高頻電刀的移動，并調(diào)節(jié)所述高頻電刀的輸出功率的步驟包括：

29、獲取各所述限制子區(qū)域的臨界點坐標位置，實時獲取高頻電刀移動的空間坐標位置，根據(jù)各所述限制子區(qū)域的臨界點坐標位置以及高頻電刀移動的空間坐標位置，判斷高頻電刀是否準備進入所述限制區(qū)域；

30、若判斷所述高頻電刀準備進入所述限制區(qū)域，則通過所述機械臂控制所述高頻電刀停止移動，并進行警示；

31、獲取所述高頻電刀的推力方向以及推力時間，判斷所述推力方向是否朝向所述限制區(qū)域；

32、若判斷所述推力方向朝向所述限制區(qū)域，則判斷所述推力時間是否大于閾值；

33、若判斷所述推力時間大于閾值，則通過所述機械臂釋放所述高頻電刀，并控制所述高頻電刀的輸出功率不超過對應的限制子區(qū)域的所述功率輸出上限值；

34、根據(jù)實時獲取的高頻電刀移動的空間坐標位置，判斷所述高頻電刀是否進入所述阻力區(qū)域；

35、若判斷所述高頻電刀進入所述阻力區(qū)域，則增加所述高頻電刀的移動阻力，并獲取所述高頻電刀在對應的所述阻力區(qū)域的移動軌跡；

36、根據(jù)所述移動軌跡，判斷所述高頻電刀是否準備從當前限制子區(qū)域移動至下一個限制子區(qū)域；

37、若判斷所述高頻電刀準備從當前限制子區(qū)域移動至下一個限制子區(qū)域，則通過所述機械臂釋放所述高頻電刀，并控制所述高頻電刀的輸出功率不超過對應的限制子區(qū)域的所述功率輸出上限值。

38、進一步的，所述控制所述高頻電刀的輸出功率不超過對應的限制子區(qū)域的所述功率輸出上限值的步驟之后包括：

39、獲取所述高頻電刀的輸出功率信號，以及所述高頻電刀在各限制子區(qū)域的移動軌跡；

40、根據(jù)所述輸出功率信號，判斷是否存在異常信號；

41、若是，則確定異常信號出現(xiàn)時，高頻電刀在對應限制子區(qū)域的移動軌跡上的目標位置；

42、根據(jù)目標位置，重新確定對應金屬植入物的干擾距離，在后續(xù)的手術(shù)中，糾正其他金屬植入物的干擾距離，以優(yōu)化限制區(qū)域以及各限制子區(qū)域的界定；

43、其中，根據(jù)重新確定的當前金屬植入物的干擾距離、兩金屬植入物的屬性以及形狀，確定后續(xù)手術(shù)中，目標金屬植入物的目標干擾距離。

44、本發(fā)明實施例的第二方面提供了一種基于機械臂的高頻電刀控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)第一方面提供的基于機械臂的高頻電刀控制方法，所述系統(tǒng)包括：

45、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建用戶身體的第一三維模型，并標記出所述第一三維模型中的手術(shù)區(qū)域，所述手術(shù)區(qū)域與實際手術(shù)位置一致；

46、設(shè)置模塊，用于當手術(shù)區(qū)域規(guī)則時，根據(jù)所述手術(shù)區(qū)域，設(shè)置所述機械臂的移動路徑參數(shù)以及對應的所述高頻電刀的輸出功率參數(shù)；

47、第一運行模塊，用于根據(jù)所述機械臂的移動路徑參數(shù)以及所述高頻電刀的輸出功率參數(shù)，控制所述機械臂和所述高頻電刀工作，以進行全自動模式；

48、第二運行模塊，用于當手術(shù)區(qū)域不規(guī)則時，在所述機械臂的輔助下進行手術(shù)，以進行半自動模式。

49、本發(fā)明實施例的第三方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面提供的基于機械臂的高頻電刀控制方法。

50、本發(fā)明實施例的第四方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)第一方面提供的基于機械臂的高頻電刀控制方法。

51、本發(fā)明實施例當中提供的一種基于機械臂的高頻電刀控制方法及系統(tǒng)，該方法通過構(gòu)建用戶身體的第一三維模型，并標記出第一三維模型中的手術(shù)區(qū)域，手術(shù)區(qū)域與實際手術(shù)位置一致；當手術(shù)區(qū)域規(guī)則時，根據(jù)手術(shù)區(qū)域，設(shè)置機械臂的移動路徑參數(shù)以及對應的高頻電刀的輸出功率參數(shù)；根據(jù)機械臂的移動路徑參數(shù)以及高頻電刀的輸出功率參數(shù)，控制機械臂和高頻電刀工作，以進行全自動模式；當手術(shù)區(qū)域不規(guī)則時，在機械臂的輔助下進行手術(shù)，以進行半自動模式，提高操作穩(wěn)定性，有效提高手術(shù)精確度和手術(shù)安全性。