一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統技術方案

本實用新型專利技術公開的一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統，包括：全方位移動平臺，具有公轉和自轉機構的影像系統，定位系統，安裝在室內天花板上的路標指示標簽和控制計算機；所述全方位移動平臺由移動平臺機身和麥克納母輪組成；所述具有公轉和自轉機構的影像系統安裝在全方位移動平臺上，可以實現繞等中心點的旋轉；所述定位系統是由安裝在移動平臺上的攝像機組成，該攝像機與安裝在室內天花板上的路標指示標簽配合，用于輔助全方位移動平臺的定位。本實用新型專利技術方案能夠通過安裝在天花板的路標指示標簽實時引導移動式機器人手術系統精確移動，大大提高了機器人手術系統的靈活性和智能程度，為其在外科科室中綜合利用創造了有利條件。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及醫療設備領域，具體是一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統。
技術介紹
隨著我國心腦血管、腫瘤等疾病的患者顯著增加，近年來，我國數字診療裝備平均增速在20%以上，多學科聯合治療的一站式復合手術系統憑借其優勢，逐漸成為醫學領域勢不可擋的發展潮流。復合手術因借助介入治療設備及技術，精密且微創，并能將內外科優點有機地結合起來，充分體現以患者為中心，深受國內醫生歡迎。而現有的外科手術醫療設備，以外科介入血管機為例，傳統的血管機操控系統與功能模塊較為單一，安裝模式也只能是通過天軌懸吊方式，或者落地式固定方式，而這既阻礙介入治療技術的深入開展，也束縛著復合手術室的個性化、多樣化設計。因此，如何利用現有資源建立復合手術室，如何將大型血管機、X光機等治療設備整合，構建一種靈活性高、綜合性好的，可以針對多種病癥手術一體式機器人手術系統，并且具備在不同科室之間移動，以適應以外科手術系統為主導的多科室復合治療，是未來外科手術系統的趨勢。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服現有技術不足，提供一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統。本技術的目的是通過下述技術方案來實現的:—種具有自定位功能的移動式機器人手術系統，包括:全方位移動平臺，具有公轉和自轉機構的影像系統，定位系統，安裝在室內天花板上的路標指示標簽和控制計算機；所述全方位移動平臺由移動平臺機身和麥克納母輪組成，所述4個麥克納母輪分為兩排，平行設置，同一排的4個麥克納母輪分別安裝在移動平臺機身的兩端；所述具有公轉和自轉機構的影像系統安裝在全方位移動平臺上，其中公轉是繞X軸進行旋轉，自轉是繞y軸進行旋轉，通過公轉和自轉的配合可以實現影像系統繞等中心點的旋轉；所述定位系統是由安裝在移動平臺上的攝像機組成，該攝像機與安裝在室內天花板上的路標指示標簽配合，用于輔助全方位移動平臺的定位；上述方案中，所述具有公轉和自轉機構的影像系統由L旋轉臂、C型旋轉臂和X線影像設備組成，所述L旋轉臂安裝在全方位移動平臺上，C型旋轉臂安裝在L旋轉臂末端，所述X射線影像設備包括一套高壓發生器、X線球管和X線平板探測器，X射線影像設備均安裝在C型旋轉臂內環。上述方案中，所述定位系統可以僅具有一個攝像機，也可以采用兩個攝像機或者多個攝像機進行立體定位；所述攝像機向上安裝，對準的目標為安裝在天花板上的路標指示標簽。上述方案中，所述的攝像機可以是直接觀察路標指示標簽，也可以通過透鏡、反光鏡等光學儀器觀察指不標簽。上述方案中，所述的路標指示標簽可以是三角形、圓形、矩形、五角星等相同或者不同的顏色色±夬，也可以是特征點比較鮮明，角點特征比較明確的圖案。上述方案中數據對比方法，可以使已知角點之間的對比，也可以是整幅圖像不加處理的直接比對。上述移動平臺上的攝像機與天花板上的路標指示標簽配合進行定位的定位方法，可以是通過單個攝像機或者兩個攝像機對路標指示標簽的定位，從而確定機器人當前的位置。上述具有自定位功能的移動式機器人手術系統方案中，進一步還包括數控治療床，輔助導管設備、消融設備和輸液附屬設備等；治療床用于支撐患者，輔助導管設備、消融設備和輸液附屬設備等用于輔助移動式機器人手術系統進行外科手術。本技術所述方案的有益效果在于:1)采用全方位移動平臺由移動承載具有公轉和自轉機構的影像系統，可以使得影像系統實現室內的全方位移動，能夠方便的實現移動式介入診斷或者輔助治療；2)結合安裝在室內天花板上的路標指示標簽和安裝在移動平臺上的攝像機，實現移動過程中的自定位，能夠通過實時引導移動式機器人手術系統精確移動，并且路標指示標簽安裝在天花板上，不容易被外界圖案干擾，利于提高定位精度和定位效率?！靖綀D說明】圖1是本技術所述的方案示意圖。圖2是本技術所述具有公轉和自轉機構的影像系統的結構示意圖。圖3是本技術所述的一種實施例示意圖。附圖中，各數字代表的含義為:1:移動平臺機身；2:麥克納母輪；3:L旋轉臂；4:C型旋轉臂；5:高壓發生器；6:X線球管；7:X線平板探測器；8:攝像機；9:計算機；10:治療床；11:患者?！揪唧w實施方式】下面結合附圖及實施例進一步詳述本技術，但本技術不僅限于所述實施例。實施例一如圖1和圖2所示，本實施例所述的一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統，包括:全方位移動平臺，具有公轉和自轉機構的影像系統，定位系統，安裝在室內天花板上的路標指示標簽和控制計算機。所述全方位移動平臺由移動平臺機身(1)和4個麥克納母輪(2)組成，所述4個麥克納母輪(2)分為兩排，平行設置，同一排的麥克納母輪(2)分別安裝在移動平臺機身(1)的兩端；所述麥克納母輪⑵的軸芯上安裝有空心杯電機，使得每套麥克納姆輪獨立驅動，以便實現全方位移動平臺的全方位移動。所述具有公轉和自轉機構的影像系統由L旋轉臂(3)、C型旋轉臂(4)和X線影像設備組成，所述L旋轉臂(3)設置在全方位移動平臺上，C型旋轉臂(4)安裝在L旋轉臂(3)末端，所述X射線影像設備包括一套高壓發生器(5)、X線球管(6)和X線平板探測器(7)，X射線影像設備均安裝在C型旋轉臂⑷內環，其中公轉是L旋轉臂(3)繞X軸進行旋轉，自轉是C型旋轉臂(4)繞y軸進行旋轉，通過公轉和自轉的配合可以實現影像系統繞等中心點的旋轉。所述定位系統是由安裝在移動平臺上的一臺攝像機(8)組成，該攝像機(8)與安裝在室內天花板上的路標指示標簽配合，用于輔助機器人的定位；所述的路標指示標簽是黑色三角形、白色矩形兩種顏色色塊的組合，其角點特征比較明確，容易識別。本實施例中所述移動平臺上的攝像機(8)與天花板上的路標指示標簽配合進行定位的定位方法是:具有自定位功能的移動式機器人手術系統通過攝像機(8)獲取每一個路標指示點的圖像數據，并傳送給控制計算機(9)，控制計算機(9)調用原有存放的標準位置的標定數據，兩者直接進行對比，控制計算機(9)通過搜索算法尋找到最即接近的比對數據，以此計算出當前從而實現獲取移動式機器人手術系統的當前位置，從而實現自定位移動功能。實施例二如圖3所示，本實施例還包括一個數控移動治療床(10)，其余結構同實施例一中所述。本實施例在進行患者(11)冠心病介入治療，其心臟部位的冠脈血管造影成像時，醫生工作站做好計劃，醫生操作發出指令，需要機器人手術系統移動至治療床(10)處，并使得具有公轉和自轉機構的影像系統處于標準位姿。具有自定位功能的移動式機器人手術系統的控制計算機(9)接受指令后，控制兩排麥克納姆輪(2)的電機轉動，移動全方位移動平臺按照一定路徑移動，同時安裝在移動平臺上的攝像機(8)對準天花板進行不斷攝像，獲取天花板上每一個路標指示點的圖像數據，并傳送給控制計算機(9)，控制計算機(9)調用原有存放的標準位置的標定數據，兩者直接進行對比，控制計算機(9)通過搜索算法尋找到最即接近的比對數據，以此計算出當前從而實現獲取移動式機器人手術系統的當前位置，從而實現自定位移動功能；當移動到治療床(9)相應位置時，給控制計算機(9)以反饋信號，控制電機停止轉動，進而停止平移?！局鳈囗棥?.一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統，包括:全方位移動平臺，具有公轉和自轉機構的影像系統，定位系統，安裝在室內天花板上的路標指本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有自定位功能的移動式機器人手術系統，包括：全方位移動平臺，具有公轉和自轉機構的影像系統，定位系統，安裝在室內天花板上的路標指示標簽和控制計算機；所述全方位移動平臺由移動平臺機身（1）和麥克納母輪（2）組成，所述4個麥克納母輪（2）分為兩排，平行設置，同一排的4個麥克納母輪（2）分別安裝在移動平臺機身（1）的兩端；所述具有公轉和自轉機構的影像系統安裝在全方位移動平臺上，其中公轉是繞x軸進行旋轉，自轉是繞y軸進行旋轉，通過公轉和自轉的配合可以實現影像系統繞等中心點的旋轉；所述定位系統是由安裝在移動平臺上的攝像機（8）組成，該攝像機（8）與安裝在室內天花板上的路標指示標簽配合，用于輔助全方位移動平臺的定位。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯卿，李超，熊瑞平，高文翔，葉北發，張兵，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：新型
國別省市：四川;51