手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】公開了手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置。手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)補(bǔ)償裝置，在主體部一側(cè)結(jié)合有用于安裝手術(shù)器械的手術(shù)處理部，包括：圖像信息生成部，生成與由攝像機(jī)部拍攝的圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的圖像信息；識(shí)別點(diǎn)信息解析部，生成在對(duì)應(yīng)圖像幀的各圖像信息中所識(shí)別的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離及角度的解析信息；位移量解析部，生成生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的距離及角度的位移量信息；控制命令生成及輸出部，生成并輸出控制命令使位移量信息包含的距離及角度位移量變成零?？稍谌梭w內(nèi)部插入手術(shù)器械等狀態(tài)下將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到適當(dāng)位置，無需為移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人位置的事先及事后步驟，縮短手術(shù)時(shí)間及減輕醫(yī)生的疲勞。
【專利說明】
手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置[0001]根據(jù)審查員發(fā)出的第一次審查意見的要求，對(duì)申請(qǐng)日為2011年10月21日，申請(qǐng)?zhí)?為201110322982.2,發(fā)明名稱為“手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置”的原申請(qǐng)?zhí)?出的分案申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?201410415939.4)再次提出分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]醫(yī)學(xué)上的手術(shù)是指使用醫(yī)療器械對(duì)皮膚、粘膜或其它組織進(jìn)行切開、切割或進(jìn)行操作而治愈病的行為。特別是，切開手術(shù)部位皮膚而對(duì)其內(nèi)部器官等進(jìn)行治療、整形或切除的剖腹手術(shù)等，由于出血、副作用、患者痛苦、疤痕等問題，最近使用機(jī)器人(robot)的手術(shù)備受歡迎。
[0004]手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)一般包括主機(jī)器人和從機(jī)器人，主機(jī)器人和從機(jī)器人可以是各自獨(dú)立單獨(dú)的，也可以是一體的。當(dāng)施術(shù)者操作主機(jī)器人上所具備的操縱器(例如手柄)時(shí)，與從機(jī)器人的機(jī)器臂結(jié)合或由機(jī)器臂把持的手術(shù)工具(即手術(shù)器械instrument)被操作，從而進(jìn)行手術(shù)。
[0005]手術(shù)器械是通過醫(yī)療用套管針(trocar)插入到人體內(nèi)部。醫(yī)療用套管針是一般用于接近腹腔而使用的醫(yī)療器械，腹腔鏡、內(nèi)窺鏡等通過醫(yī)療用套管針插入到身體內(nèi)部。
[0006]以往技術(shù)涉及的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，當(dāng)通過醫(yī)療用套管針將手術(shù)器械等插入到人體內(nèi)部進(jìn)行手術(shù)的過程中，需要移動(dòng)從機(jī)器人的位置時(shí)，需要從人體引出手術(shù)器械等后移動(dòng)從機(jī)器人的位置，之后再次通過醫(yī)療用套管針將手術(shù)器械等插入到人體內(nèi)部，恢復(fù)手術(shù)。
[0007]這是由于通過醫(yī)療用套管針將手術(shù)器械插入到人體內(nèi)部的狀態(tài)下移動(dòng)從機(jī)器人時(shí)，手術(shù)器械等也隨著從機(jī)器人的移動(dòng)軌跡一同移動(dòng)，從而可能對(duì)處于人體內(nèi)部插入有手術(shù)器械等狀態(tài)的患者造成嚴(yán)重問題。
[0008]但是，為了移動(dòng)從機(jī)器人，從人體引出手術(shù)器械等后移動(dòng)從機(jī)器人，結(jié)束之后再將手術(shù)器械等插入到人體內(nèi)部的過程需要消耗較長(zhǎng)時(shí)間，其結(jié)果造成手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)，給在高度緊張狀態(tài)下進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生帶來嚴(yán)重的疲勞感。
[0009]因此，需要開發(fā)出在手術(shù)過程中能夠自由移動(dòng)的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。對(duì)此，當(dāng)由具備移動(dòng)部的主體(下體部)和安裝有機(jī)器臂的部分(上體部)構(gòu)成的手術(shù)機(jī)器人對(duì)接(docking) 的過程中需要稍微移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人主體時(shí)，以往手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)需要先全部去除安裝在機(jī)器臂上的手術(shù)器械進(jìn)行解除對(duì)接(undocking)，然后移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人主體，之后再進(jìn)行插入手術(shù)器械的對(duì)接過程。但是，即使手術(shù)機(jī)器人主體(即下體部)移動(dòng)，只要安裝有機(jī)器臂的上體部能夠旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，則可縮短或省略解除對(duì)接及再對(duì)接的過程。
[0010]而且，以往手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的移動(dòng)方法，存在需要由施術(shù)者或施術(shù)助理手動(dòng)移動(dòng)從機(jī)器人的不便。[〇〇11]上述的【背景技術(shù)】是發(fā)明人為了導(dǎo)出本發(fā)明而所掌握或在導(dǎo)出本發(fā)明的過程中所學(xué)到的技術(shù)信息，不一定是本發(fā)明申請(qǐng)前被一般公眾公開的公知技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的在于，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置，其能夠在人體內(nèi)部插入手術(shù)器械等的狀態(tài)下將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到適當(dāng)位置。
[0013]另外，本發(fā)明目的在于，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置，當(dāng)對(duì)患者實(shí)施手術(shù)的過程中需要移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人的位置時(shí)，可根據(jù)施術(shù)者的控制命令，將手術(shù)機(jī)器人自由移動(dòng)到適當(dāng)位置。
[0014]另外，本發(fā)明目的在于，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)控制/補(bǔ)償方法及其裝置，不必解除機(jī)器臂對(duì)接，也能夠根據(jù)手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)，變更機(jī)器臂的相對(duì)位置以適合手術(shù)過程。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)補(bǔ)償裝置，在主體部的一側(cè)結(jié)合有用于安裝手術(shù)器械(instrument)的手術(shù)處理部，該裝置包括:圖像信息生成部，生成與由攝像機(jī)部拍攝手術(shù)部位而提供的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像信息；識(shí)別點(diǎn)信息解析部， 生成在對(duì)應(yīng)指定次數(shù)的圖像幀的各圖像信息中所識(shí)別的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離及角度的解析信息;位移量解析部，生成生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的距離及角度的位移量信息；控制命令生成及輸出部，生成并輸出用于調(diào)節(jié)手術(shù)處理部位置的控制命令，以使位移量信息中所包含的距離及角度的位移量成為零(zero)。[〇〇16]攝像機(jī)部可以設(shè)在手術(shù)處理部的一側(cè)。
[0017]在主體部的下部可以具有移動(dòng)部，使主體部向任一方向移動(dòng)。
[0018]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式實(shí)現(xiàn)。
[0019]識(shí)別點(diǎn)可以是形成在醫(yī)療用套管針一側(cè)的識(shí)別標(biāo)記，或是拍攝時(shí)包含于圖像信息中的預(yù)先指定的特定點(diǎn)通過攝像機(jī)部拍攝而作為對(duì)象(object)識(shí)別的包含于圖像幀中的對(duì)象(object)。
[0020]手術(shù)處理部和主體部的一側(cè)可以通過結(jié)合部相結(jié)合，結(jié)合部可以具備電機(jī)組合體，電機(jī)組合體根據(jù)控制命令使手術(shù)處理部在旋轉(zhuǎn)及水平方向上進(jìn)行移動(dòng)調(diào)節(jié)。[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人，該手術(shù)機(jī)器人包括:移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng);通信部，接收移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的位置移動(dòng)命令;移動(dòng)操作部，生成控制信號(hào)使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作，并輸出給移動(dòng)部。
[0022]手術(shù)機(jī)器人還可以包括存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)有關(guān)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)部的移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的移動(dòng)信息，控制信號(hào)可以是使移動(dòng)部根據(jù)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)信息進(jìn)行操作的信號(hào)。
[0023]移動(dòng)信息可以包括為了在包含于預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑中的各種虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)的有關(guān)移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的信息。
[0024]預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑可以在手術(shù)室地面或天花板上用熒光涂料圖示，從而使手術(shù)機(jī)器人通過所具備的識(shí)別部識(shí)別并跟蹤被識(shí)別的移動(dòng)路徑移動(dòng)，或者由磁鐵或磁軌形成在手術(shù)室地面下部，以引導(dǎo)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)。
[0025]手術(shù)機(jī)器人還可以包括傳感器，用于檢測(cè)接近物體的存在，并輸出傳感信號(hào)。當(dāng)從傳感器輸出傳感信號(hào)時(shí)，移動(dòng)操作部可以向移動(dòng)部輸出用于中止移動(dòng)部的移動(dòng)操作的中止命令，或中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)。
[0026]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人，該手術(shù)機(jī)器人包括:移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng);通信部，接收移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的位置移動(dòng)命令;外力檢測(cè)部，判斷為了利用移動(dòng)部進(jìn)行移動(dòng)操作而是否從外部對(duì)手術(shù)機(jī)器人施加外力;移動(dòng)操作部，通過外力檢測(cè)部判斷不存在外力時(shí)，生成控制信號(hào)使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作，并輸出給移動(dòng)部;路徑重設(shè)定部，通過外力檢測(cè)部判斷外力施加被中止時(shí)，執(zhí)行重設(shè)定預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑，從而根據(jù)位置移動(dòng)命令進(jìn)行移動(dòng)。[〇〇28]通過外力檢測(cè)部判斷外力存在時(shí)，移動(dòng)操作部可以中止生成及輸出移動(dòng)控制信號(hào)直至判斷為無外力施加為止。
[0029]路徑重設(shè)定部為了重設(shè)定移動(dòng)路徑，可利用與由攝像機(jī)部拍攝手術(shù)部位而提供的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)地生成的圖像信息，生成移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的復(fù)位控制信號(hào)并輸出給該移動(dòng)部，該復(fù)位控制信號(hào)是當(dāng)關(guān)心區(qū)域的中心點(diǎn)與拍攝區(qū)域的中心點(diǎn)不一致時(shí)使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到各中心點(diǎn)一致位置的信號(hào)。
[0030]當(dāng)在拍攝區(qū)域未識(shí)別到關(guān)心區(qū)域時(shí)，路徑重設(shè)定部可以生成并輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的復(fù)位控制信號(hào)，該復(fù)位控制信號(hào)是向因施加外力導(dǎo)致關(guān)心區(qū)域的中心點(diǎn)從拍攝區(qū)域的中心點(diǎn)遠(yuǎn)離的方向的反方向移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人的信號(hào)。
[0031]路徑重設(shè)定部，可以在預(yù)設(shè)的多個(gè)移動(dòng)路徑中，將與因施加外力而移動(dòng)的當(dāng)前位置最接近的移動(dòng)路徑，重設(shè)定為根據(jù)位置移動(dòng)命令的移動(dòng)路徑。
[0032]手術(shù)機(jī)器人還可以包括傳感器，檢測(cè)接近物體的存在，并輸出傳感信號(hào)。當(dāng)從傳感器輸出傳感信號(hào)時(shí)，移動(dòng)操作部可以向移動(dòng)部輸出用于中止移動(dòng)部的移動(dòng)操作的中止命令，或中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)。
[0033]手術(shù)機(jī)器人還可以包括存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)有關(guān)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)部的移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的移動(dòng)信息，移動(dòng)控制信號(hào)可以是使移動(dòng)部根據(jù)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)信息進(jìn)行操作的信號(hào)。
[0034]移動(dòng)信息可以包括為了在包含于預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑中的多個(gè)虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)的有關(guān)移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的信息。
[0035]移動(dòng)路徑可以在手術(shù)室地面或天花板上用熒光涂料圖示，從而使手術(shù)機(jī)器人通過所具備的識(shí)別部識(shí)別并跟蹤被識(shí)別的移動(dòng)路徑移動(dòng)，或者由磁鐵或磁軌形成在手術(shù)室地面下部，以引導(dǎo)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)。
[0036]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種操作單元，用于執(zhí)行手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作，該操作單元包括:顯示部，顯示通過天花板攝像機(jī)拍攝的圖像信息;輸入部，參照顯示的圖像信息來指定手術(shù)機(jī)器人的目的地位置;存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，該轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息是參照?qǐng)D像信息將手術(shù)機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到目的地位置的信息；移動(dòng)信息生成部，利用手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置、目的地位置及轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，生成使手術(shù)機(jī)器人向目的地位置移動(dòng)的位置移動(dòng)信息；命令生成部，生成與位置移動(dòng)信息相對(duì)應(yīng)的位置移動(dòng)命令并提供給手術(shù)機(jī)器人。
[0038]操作單元還包括姿態(tài)信息生成部，生成使手術(shù)機(jī)器人的前面朝向手術(shù)臺(tái)或位于被使用者指定的方向的姿態(tài)信息，而且，命令生成部還可以生成對(duì)應(yīng)姿態(tài)信息的姿態(tài)控制命令并提供給手術(shù)機(jī)器人。
[0039]轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息可以是，將利用圖像信息而指定的當(dāng)前位置與目的地位置之間的像素間距離及角度，轉(zhuǎn)換成手術(shù)機(jī)器人在手術(shù)室內(nèi)移動(dòng)的距離及角度的信息。
[0040]手術(shù)機(jī)器人可以包括:移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng);通彳目部，接收移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的位置移動(dòng)命令;移動(dòng)操作部，生成可使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的控制信號(hào)，并輸出給移動(dòng)部。[0〇41] 移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)。而且，移動(dòng)部可以以磁懸浮 (magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0042]操作單元，可以設(shè)在通過通信網(wǎng)與手術(shù)機(jī)器人連接的主機(jī)器人上，或直接與手術(shù)機(jī)器人連接的操作板等中的一個(gè)以上。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人，在主體部的一側(cè)上結(jié)合有用于安裝手術(shù)器械(ins trument)的手術(shù)處理部，該手術(shù)機(jī)器人包括:移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng);存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)根據(jù)用于移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人位置的位置移動(dòng)命令的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息;通信部，從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收根據(jù)手術(shù)部位圖像解析的旋轉(zhuǎn)角信息;移動(dòng)操作部，生成控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部，該控制信號(hào)用于，使移動(dòng)部根據(jù)預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)，直至從目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息減去旋轉(zhuǎn)角信息之后的剩余旋轉(zhuǎn)角信息變成零(zero)為止。
[0044]當(dāng)在存儲(chǔ)部預(yù)先存儲(chǔ)以符合位置移動(dòng)命令的方式構(gòu)成移動(dòng)路徑的虛擬路徑點(diǎn)之間的有關(guān)移動(dòng)方向、移動(dòng)距離及旋轉(zhuǎn)角的移動(dòng)信息時(shí)，移動(dòng)操作部判斷從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收的旋轉(zhuǎn)角信息在誤差范圍內(nèi)是否與移動(dòng)信息所包含的旋轉(zhuǎn)角一致，當(dāng)在誤差范圍內(nèi)不一致時(shí)中止移動(dòng)部的移動(dòng)操作。[〇〇45]而且，移動(dòng)操作部反映從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收零(zero)旋轉(zhuǎn)角的信息為止所接收到的總旋轉(zhuǎn)角信息來更新剩余旋轉(zhuǎn)角信息，之后重新進(jìn)行使移動(dòng)部按照移動(dòng)路徑移動(dòng)的操作控制。
[0046]移動(dòng)補(bǔ)償裝置可以包括:圖像信息生成部，生成與由攝像機(jī)部拍攝手術(shù)部位而提供的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像信息；識(shí)別點(diǎn)信息解析部，生成在對(duì)應(yīng)指定次數(shù)的圖像幀的各圖像信息中識(shí)別的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的、基于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)線的角度變化的解析信息;旋轉(zhuǎn)角算出部，利用生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的有關(guān)角度的位移量信息，算出旋轉(zhuǎn)角信息。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括手術(shù)機(jī)器人，該手術(shù)機(jī)器人具備安裝有手術(shù)器械的手術(shù)處理部，該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)包括:移動(dòng)部，設(shè)在所述手術(shù)機(jī)器人上使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng)，跟蹤單元，對(duì)識(shí)別標(biāo)記的位置進(jìn)行識(shí)別，并為了使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到目的地位置，生成有關(guān)手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)方向及移動(dòng)量的信息;移動(dòng)操作部，生成并輸出控制信號(hào)使移動(dòng)部根據(jù)生成信息決定的移動(dòng)方向及移動(dòng)量進(jìn)行移動(dòng)操作。 [0〇48] 跟蹤單元可以包括光學(xué)跟蹤器(optical tracker)及磁跟蹤器(magnetictracker)中的一個(gè)以上。
[0049]手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還可以包括傳感器，檢測(cè)接近物體的存在，并輸出傳感信號(hào)。當(dāng)從傳感器輸出傳感信號(hào)時(shí)，移動(dòng)操作部可以向移動(dòng)部輸出用于中止移動(dòng)部的移動(dòng)操作的中止命令，或中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)。[0〇5〇] 移動(dòng)部可以包括全向輪，或者以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)補(bǔ)償裝置，在主體部的一側(cè)結(jié)合有用于安裝手術(shù)器械的手術(shù)處理部，該裝置包括:跟蹤單元，生成根據(jù)指定的識(shí)別次數(shù)進(jìn)行識(shí)別的作為識(shí)別標(biāo)記位置的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的有關(guān)距離及角度的解析信息，還生成有關(guān)生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的距離及角度的位移量信息;控制命令生成及輸出部，生成并輸出控制命令，該控制命令用于調(diào)節(jié)手術(shù)處理部的位置，以使位移量信息所包含的距離及角度位移量變成零。[〇〇52]跟蹤單元可以設(shè)在所述手術(shù)處理部的一側(cè)，在主體部的下部可以具有使主體部向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部。
[0053]識(shí)別點(diǎn)可以是表示形成在醫(yī)療用套管針的一側(cè)的識(shí)別標(biāo)記被識(shí)別的位置的點(diǎn)，手術(shù)處理部與主體部的一側(cè)通過結(jié)合部相結(jié)合，結(jié)合部可以具有電機(jī)組合體，與控制命令相對(duì)應(yīng)地使手術(shù)處理部向旋轉(zhuǎn)及向水平方向移動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)補(bǔ)償方法，在移動(dòng)補(bǔ)償裝置上執(zhí)行，對(duì)手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，其包括如下步驟:生成圖像信息的步驟，該圖像信息與由攝像機(jī)部拍攝手術(shù)部位而提供的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng);生成解析信息的步驟，該解析信息是在對(duì)應(yīng)指定次數(shù)的圖像幀的各圖像信息中識(shí)別的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離及角度的解析信息；生成位移量信息的步驟，該位移量信息是生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的距離及角度的位移量信息；生成并輸出控制命令的步驟，該控制命令用于調(diào)節(jié)手術(shù)處理部位置使位移量信息所包含的距離及角度的位移量變成零(zero)。[〇〇55] 手術(shù)機(jī)器人是主體部和在主體部一側(cè)包含手術(shù)器械(instrument)的手術(shù)處理部結(jié)合而構(gòu)成，攝像機(jī)部可以設(shè)在手術(shù)處理部的一側(cè)。
[0056]在主體部的下部可以具有使主體部向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部。
[0057]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。[〇〇58]識(shí)別點(diǎn)可以是形成在醫(yī)療用套管針一側(cè)的識(shí)別標(biāo)記或可包含于圖像信息中的拍攝的預(yù)先指定的特定點(diǎn)通過攝像機(jī)部拍攝而作為對(duì)象(object)被識(shí)別的、包含于圖像幀中的對(duì)象(object)。[〇〇59] 手術(shù)處理部與主體部的一側(cè)可以通過結(jié)合部相結(jié)合，結(jié)合部可以具備電機(jī)組合體，與控制命令相對(duì)應(yīng)地使手術(shù)處理部向旋轉(zhuǎn)及水平方向移動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，該手術(shù)機(jī)器人具有使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部，該方法包括如下步驟:接收位置移動(dòng)命令的步驟，該位置移動(dòng)命令是移動(dòng)部的行移動(dòng)操作所需的命令;生成控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部的步驟，該控制信號(hào)是使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的信號(hào)。
[0061]手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法還可以包括:判斷是否從傳感器接收到傳感信號(hào)的步驟，該傳感器檢測(cè)接近物體的存在而輸出傳感信號(hào)；當(dāng)接收到傳感信號(hào)時(shí)，向移動(dòng)部輸出中止移動(dòng)部移動(dòng)操作的中止命令，或中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)的步驟。
[0062]當(dāng)預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑為閉合曲線(closed curve)時(shí)，輸出步驟可以包括:算出移動(dòng)距離的步驟，分別按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向算出從當(dāng)前位置至根據(jù)位置移動(dòng)命令的位置的移動(dòng)距離;生成控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部的步驟，該控制信號(hào)使移動(dòng)部沿著分別算出的移動(dòng)距離中相對(duì)短的移動(dòng)距離的移動(dòng)方向，并按照移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作。
[0063]符合位置移動(dòng)命令的有關(guān)移動(dòng)部的移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的移動(dòng)信息預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部，而控制信號(hào)可以是使移動(dòng)部根據(jù)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)信息進(jìn)行操作的信號(hào)。
[0064]移動(dòng)信息可以包括為了在包含于預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑中的多個(gè)虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)的有關(guān)移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的信息。
[0065]預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑可以在手術(shù)室地面或天花板上用熒光涂料圖示，從而使手術(shù)機(jī)器人通過所具備的識(shí)別部識(shí)別并跟蹤被識(shí)別的移動(dòng)路徑移動(dòng)，或者在手術(shù)室地面下部由磁鐵或磁軌形成，以引導(dǎo)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)。
[0066]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑?jīng)Q定方法，該手術(shù)機(jī)器人具備使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部，該方法包括如下步驟:接收移動(dòng)命令的步驟，該移動(dòng)命令是用于對(duì)移動(dòng)部進(jìn)行移動(dòng)操作;判斷為了利用移動(dòng)部的移動(dòng)操作，是否從外部對(duì)手術(shù)機(jī)器人施加外力的步驟；當(dāng)判斷外力不存在時(shí)，生成使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的信號(hào)移動(dòng)控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部的步驟;當(dāng)判斷為施加外力后外力施加結(jié)束了時(shí)，為了按照位置移動(dòng)命令移動(dòng)而對(duì)預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行重設(shè)定的步驟。
[0068]重設(shè)定移動(dòng)路徑的步驟可以包括:當(dāng)判斷為外力存在時(shí)，中止生成及輸出控制信號(hào)的步驟;判斷外力的存在是否持續(xù)的步驟；當(dāng)外力施加結(jié)束時(shí)，為了按照位置移動(dòng)命令移動(dòng)，而對(duì)預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行重設(shè)定的步驟;生成使移動(dòng)部按照重設(shè)定的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的控制信號(hào)，并輸出給移動(dòng)部的步驟。
[0069]重設(shè)定移動(dòng)路徑的步驟可以包括:當(dāng)通過判斷而識(shí)別到外力不存在時(shí)，利用由攝像機(jī)部拍攝手術(shù)部位而提供的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)地生成的圖像信息，判斷關(guān)心區(qū)域的中心點(diǎn)與拍攝區(qū)域的中心點(diǎn)是否一致的步驟;不一致時(shí)，生成移動(dòng)操作移動(dòng)部使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到各中心點(diǎn)一致的位置的復(fù)位控制信號(hào)，并輸出給移動(dòng)部的步驟。
[0070]輸出步驟可以包括:不一致時(shí)，判斷在拍攝區(qū)域內(nèi)是否識(shí)別到關(guān)心區(qū)域的步驟;當(dāng)未識(shí)別到關(guān)心區(qū)域時(shí)，生成并輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的復(fù)位控制信號(hào)的步驟，該復(fù)位控制信號(hào)是向因施加外力導(dǎo)致關(guān)心區(qū)域的中心點(diǎn)從拍攝區(qū)域的中心點(diǎn)遠(yuǎn)離的方向的反方向移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人的信號(hào)；當(dāng)各中心點(diǎn)不一致而在拍攝區(qū)域識(shí)別到關(guān)心區(qū)域時(shí)，生成移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的復(fù)位控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向各中心點(diǎn)一致的位置移動(dòng)的步驟。
[0071]手術(shù)機(jī)器人的路徑復(fù)位操作方法還可以包括:為了移動(dòng)操作移動(dòng)部而接收移動(dòng)命令的步驟;通過判斷識(shí)別到外力不存在時(shí)，生成移動(dòng)控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部，以使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的步驟。
[0072]手術(shù)機(jī)器人的路徑復(fù)位操作方法還可以包括:判斷傳感器是否接收傳感信號(hào)的步驟，該傳感器檢測(cè)接近的物體的存在而輸出傳感信號(hào)；當(dāng)接收到來自傳感器的傳感信號(hào)時(shí)， 中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)，或?qū)⒂糜谥兄垢鶕?jù)控制命令進(jìn)行的移動(dòng)部移動(dòng)操作的中止命令輸出給移動(dòng)部的步驟。
[0073]符合位置移動(dòng)命令的有關(guān)移動(dòng)部的移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的移動(dòng)信息預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部，而控制信號(hào)可以是使移動(dòng)部根據(jù)符合位置移動(dòng)命令的移動(dòng)信息進(jìn)行操作的信號(hào)。
[0074]移動(dòng)信息可以包括為了在包含于移動(dòng)路徑中的多個(gè)虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)所需的有關(guān)移動(dòng)方向及移動(dòng)距離的信息。
[0075]移動(dòng)路徑可以在手術(shù)室地面或天花板上用熒光涂料圖示，以使手術(shù)機(jī)器人通過所具備的識(shí)別部識(shí)別并跟蹤被識(shí)別的移動(dòng)路徑移動(dòng)，或者在手術(shù)室地面下部由磁鐵或磁軌形成，以引導(dǎo)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)。
[0076]移動(dòng)部可以包括全向輪(Omn1-direct1nal wheel)，或以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，通過操作單元來執(zhí)行，包括如下步驟:顯示通過天花板攝像機(jī)拍攝的圖像信息的步驟;參照顯示的圖像信息，接收手術(shù)機(jī)器人的目的地位置的步驟;利用為了使手術(shù)機(jī)器人參照?qǐng)D像信息從當(dāng)前位置移動(dòng)到目的地位置而預(yù)先存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息、手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置及目的地位置，生成使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到目的地位置的位置移動(dòng)信息并傳送給手術(shù)機(jī)器人的步驟。
[0078]還包括，生成使手術(shù)機(jī)器人的前面朝向手術(shù)臺(tái)或位于使用者指定的方向的姿態(tài)信息的步驟，而且，還可以生成對(duì)應(yīng)姿態(tài)信息的姿態(tài)控制命令，并傳送給手術(shù)機(jī)器人。
[0079]轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息可以是，將利用圖像信息而指定的當(dāng)前位置與目的地位置之間的像素間距離及角度，轉(zhuǎn)換成手術(shù)機(jī)器人在手術(shù)室內(nèi)移動(dòng)的距離及角度的信息。
[0080]手術(shù)機(jī)器人可以包括:移動(dòng)部，使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng);通信部，接收用于移動(dòng)操作移動(dòng)部的位置移動(dòng)命令;移動(dòng)操作部，生成可使移動(dòng)部根據(jù)位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的控制信號(hào)，并輸出給移動(dòng)部。[0081 ]操作單元，可以設(shè)在通過通信網(wǎng)與手術(shù)機(jī)器人連接的主機(jī)器人上，或者是直接與手術(shù)機(jī)器人連接的操作板等中的一個(gè)以上。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，該手術(shù)機(jī)器人具有使手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部，該方法包括如下步驟:存儲(chǔ)根據(jù)用于移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人位置的位置移動(dòng)命令的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息的步驟;從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收根據(jù)手術(shù)部位圖像解析的旋轉(zhuǎn)角信息的步驟;生成控制信號(hào)并輸出給移動(dòng)部，從而使移動(dòng)部按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑移動(dòng)直至目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息減去旋轉(zhuǎn)角信息之后的剩余旋轉(zhuǎn)角信息成為零 (zero)為止的步驟。
[0083]還可以包括如下步驟:當(dāng)在存儲(chǔ)部預(yù)先存儲(chǔ)符合位置移動(dòng)命令地構(gòu)成移動(dòng)路徑的虛擬路徑點(diǎn)之間的有關(guān)移動(dòng)方向、移動(dòng)距離及旋轉(zhuǎn)角的移動(dòng)信息時(shí)，判斷從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收的旋轉(zhuǎn)角信息在誤差范圍內(nèi)是否與移動(dòng)信息所包含的旋轉(zhuǎn)角一致的步驟;當(dāng)在誤差范圍內(nèi)不一致時(shí)中止移動(dòng)部的移動(dòng)操作的步驟。
[0084]而且，還可以包括如下步驟:判斷是否從移動(dòng)補(bǔ)償裝置接收到零(zero)旋轉(zhuǎn)角的步驟；當(dāng)接收到零旋轉(zhuǎn)角時(shí)，反映從移動(dòng)部的移動(dòng)操作中止開始接收到的總旋轉(zhuǎn)角信息來更新剩余旋轉(zhuǎn)角信息的步驟;重新開始操作控制使移動(dòng)部按照移動(dòng)路徑移動(dòng)的步驟。
[0085]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，在手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中執(zhí)行，包括如下步驟:識(shí)別識(shí)別標(biāo)記的位置的步驟；參照被識(shí)別的識(shí)別標(biāo)記位置，為了將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到指定的目的地位置而生成有關(guān)手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)方向及移動(dòng)量的信息的步驟;生成并輸出控制信號(hào)，使手術(shù)機(jī)器人所具備的移動(dòng)部根據(jù)生成的信息沿著決定的移動(dòng)方向及移動(dòng)量進(jìn)行移動(dòng)操作的步驟。[0〇86] 跟蹤單元可以包括光學(xué)跟蹤器(optical tracker)及磁跟蹤器(magnetic tracker)中的一個(gè)以上。
[0087]手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法還可以包括:判斷是否從傳感器接收到傳感信號(hào)的步驟，該傳感器檢測(cè)接近物體的存在而輸出傳感信號(hào)；當(dāng)接收到來自傳感器的傳感信號(hào)時(shí)，向移動(dòng)部輸出用于中止移動(dòng)部移動(dòng)操作的中止命令，或中止生成及輸出移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的控制信號(hào)的步驟。[0〇88] 移動(dòng)部可以包括全向輪，或者以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式中的一個(gè)以上方式來實(shí)現(xiàn)。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)補(bǔ)償方法，通過移動(dòng)補(bǔ)償裝置執(zhí)行，包括如下步驟:生成根據(jù)指定的識(shí)別次數(shù)進(jìn)行識(shí)別的作為識(shí)別標(biāo)記位置的識(shí)別點(diǎn)與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的有關(guān)距離及角度的解析信息的步驟;生成有關(guān)生成順序連續(xù)的兩個(gè)解析信息之間的距離及角度的位移量信息的步驟;生成并輸出用于調(diào)節(jié)手術(shù)處理部位置的控制命令，使位移量信息中所包含的距離及角度位移量變成零的步驟。
[0090]手術(shù)機(jī)器人是主體部和在所述主體部一側(cè)包含手術(shù)器械(instrument)的手術(shù)處理部結(jié)合而構(gòu)成，跟蹤單元可以設(shè)在手術(shù)處理部的一側(cè)。
[0091]在主體部的下部可以設(shè)有使主體部向任一方向移動(dòng)的移動(dòng)部，識(shí)別點(diǎn)可以是表示在醫(yī)療用套管針的一側(cè)形成的識(shí)別標(biāo)記被識(shí)別的位置的點(diǎn)。
[0092]除上述之外的其它實(shí)施方式、特征及優(yōu)點(diǎn)，可以通過附圖、權(quán)利要求書及發(fā)明的詳細(xì)說明更加明確。
[0093]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以在人體內(nèi)部插入手術(shù)器械等的狀態(tài)下，將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到適當(dāng)位置，所以不需要為移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人位置而事先及事后的步驟，從而能夠縮短手術(shù)時(shí)間及減輕醫(yī)生的疲勞感。[〇〇94] 而且，不需要為了將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到適當(dāng)位置施術(shù)者及/或施術(shù)者助理手動(dòng)移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人，僅通過輸入控制命令即可將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到適當(dāng)位置。
[0095]而且，不解除機(jī)器臂的對(duì)接，也可通過手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)，將機(jī)器臂的相對(duì)位置變更為適合手術(shù)過程的位置?！靖綀D說明】
[0096]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0097]圖2是表示用于本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)的多方向旋轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的示例圖。
[0098]圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的醫(yī)療用套管針外部形狀的示意圖。[〇〇99]圖4a是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0100]圖4b是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的移動(dòng)補(bǔ)償方法的示例圖。
[0101]圖5a至5c是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的動(dòng)作概念圖。
[0102]圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償方法的順序圖。
[0103]圖7是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人主體部結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0104]圖8a是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑的示意圖。
[0105]圖8b是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的多方向旋轉(zhuǎn)輪的控制基準(zhǔn)信息的示例圖。
[0106]圖9a至圖9c是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)概念圖。
[0107]圖10是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0108]圖11是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人主體部結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0109]圖12是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)路徑的示例圖。
[0110]圖13是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的復(fù)位路徑?jīng)Q定概念的示意圖。
[0111]圖14是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的路徑復(fù)位控制方法的順序圖。
[0112]圖15是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的主機(jī)器人結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0113]圖16是表示用畫面顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)操作的示例圖。
[0114]圖17是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0115]圖18是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0116]圖19是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的移動(dòng)補(bǔ)償方法的概念圖。
[0117]圖20是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的多方面旋轉(zhuǎn)輪的控制基準(zhǔn)信息的示例圖。
[0118]圖21是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的算出旋轉(zhuǎn)角的概念的示例圖。
[0119]圖22是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0120]圖23a至23c是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)概念圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0121]本發(fā)明可以進(jìn)行多種變化，也可以具有多種實(shí)施例，在此例舉具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明并不限于特定實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解為，包括于本發(fā)明的思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變化、均等物至代替物均屬于本發(fā)明。認(rèn)為在對(duì)本發(fā)明的說明中有關(guān)已知技術(shù)的詳細(xì)說明可能混淆本發(fā)明的旨意的情況下，省略了該詳細(xì)說明。
[0122]可以使用諸如“第一”和“第二”的術(shù)語來描述各種構(gòu)成要素，但是所述構(gòu)成要素不受所述術(shù)語限制。所述術(shù)語僅用于將一個(gè)構(gòu)成要素與另一構(gòu)成要素區(qū)分開來。
[0123]在本申請(qǐng)中使用的術(shù)語僅用于說明具體的實(shí)施例，并不意在限制本發(fā)明。單數(shù)表示包括復(fù)數(shù)表示，只要可以清晰地區(qū)別理解。在本申請(qǐng)中，諸如“包括”或“具有”等術(shù)語表示存在于說明書的描述中采用的特征、序號(hào)、步驟、操作、構(gòu)成要素、組件或其組合，而不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)不同的特征、序號(hào)、步驟、操作、構(gòu)成要素、組件或其組合的可能性。
[0124]而且可以在說明書中記載的“…部”、“…器”、“模塊”、“單元”等術(shù)語表示至少處理一個(gè)以上功能或動(dòng)作的單位，其可以通過硬件或軟件或者硬件及軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
[0125]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，在參照附圖進(jìn)行說明過程中，相同或相對(duì)應(yīng)的構(gòu)成要素賦予相同附圖標(biāo)記，省略對(duì)其的重復(fù)說明。
[0126]而且，參照附圖以各實(shí)施例的具體思想為中心進(jìn)行說明，各實(shí)施例不應(yīng)該限制單獨(dú)實(shí)施，應(yīng)當(dāng)理解為，在任一實(shí)施例中說明的一個(gè)以上具體思想可以增加到其它實(shí)施例而實(shí)施。
[0127]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的概略圖，圖2是表示用于本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)的多方向旋轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的示例圖，圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的醫(yī)療用套管針外部形狀的示意圖。
[0128]在圖1至圖3中所示的手術(shù)機(jī)器人、多方向旋轉(zhuǎn)輪及醫(yī)療用套管針的形狀是為了說明本發(fā)明的實(shí)施例而示出的，應(yīng)理解為，各構(gòu)成要素的形狀等不受其限制。
[0129]參照?qǐng)D1，手術(shù)機(jī)器人包括:主體部100;多方向旋轉(zhuǎn)輪120;結(jié)合部130及手術(shù)處理部 140〇
[0130]主體部100與手術(shù)處理部140等結(jié)合，用于對(duì)手術(shù)臺(tái)150上的患者實(shí)施手術(shù)。主體部 100可以是通過通信網(wǎng)與主機(jī)器人連接的從機(jī)器人的主體，或者是從機(jī)器人和主機(jī)器人一體集成的手術(shù)機(jī)器人的主體。
[0131]多方向旋轉(zhuǎn)輪120與主體部100的下部結(jié)合，通過從外部施加的力使主體部100向任一方向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。多方向旋轉(zhuǎn)輪120進(jìn)行如下處理，通過從外部施加的力，使主體部100 向規(guī)定方向及按力的大小移動(dòng)，例如可以包括如圖2所示的全向輪(Omn1-direct1nal wheel)〇
[0132]在本說明書中，作為使主體部100、即手術(shù)機(jī)器人能夠直接移動(dòng)的構(gòu)成要素，以多方向旋轉(zhuǎn)輪120為例進(jìn)行說明，但多方向旋轉(zhuǎn)輪120也可以以磁懸浮(magnetic levitat1n)方式及球輪(ball wheel)方式等實(shí)現(xiàn)，應(yīng)理解為，此時(shí)多方向旋轉(zhuǎn)輪120可以統(tǒng)稱為移動(dòng)部。
[0133]手術(shù)機(jī)器人即使沒有從外部直接施加的用于移動(dòng)位置的力，也能夠根據(jù)接收到的控制命令主動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)操作。
[0134]即多方向旋轉(zhuǎn)輪120可以根據(jù)從主機(jī)器人(未圖示，主機(jī)器人可以與手術(shù)機(jī)器人分開或一體構(gòu)成)接收到的位置移動(dòng)命令(即從當(dāng)前位置的第一位置向目的地位置的第二位置移動(dòng)的命令)，進(jìn)行操作使手術(shù)機(jī)器人從預(yù)先設(shè)定路徑(path)上的第一位置移動(dòng)到第二位置。為此，主體部100還可以包括輸出控制命令的旋轉(zhuǎn)輪操作部740 (參照?qǐng)D7 )，該控制命令是使多方向旋轉(zhuǎn)輪120根據(jù)接收到的位置移動(dòng)命令按照預(yù)先設(shè)定路徑進(jìn)行移動(dòng)操作的命令。
[0135]當(dāng)然，用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)命令可以不由主機(jī)器人提供，也可以在手術(shù)機(jī)器人自身或/及靠近手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)室內(nèi)部位置上設(shè)有用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人的操作部。
[0136]這是，從遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)150的主機(jī)器人接收位置移動(dòng)命令而移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人的情況相比，在手術(shù)室內(nèi)確認(rèn)手術(shù)臺(tái)150后移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人更普遍。
[0137]這樣的，用于移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人位置的移動(dòng)操作方法可以有多種，但在本說明書中以從主機(jī)器人向從機(jī)器人傳送位置移動(dòng)命令的情況為主進(jìn)行說明。但是，應(yīng)理解為，這種描述并不限定本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
[0138]另外，手術(shù)機(jī)器人根據(jù)位置移動(dòng)命令從第一位置向第二位置移動(dòng)的過程中，由于從外部直接施加的力而脫離預(yù)先設(shè)定路徑時(shí)，旋轉(zhuǎn)輪操作部740可以根據(jù)復(fù)位路徑?jīng)Q定部 1130(參照?qǐng)D11)提供的路徑復(fù)位命令，將恢復(fù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定路徑動(dòng)作的控制命令輸出給多方向旋轉(zhuǎn)輪120。
[0139]上述的位置移動(dòng)命令及/或路徑復(fù)位命令涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作過程在下面參照附圖詳細(xì)說明。
[0140]結(jié)合部130使主體部100的一側(cè)與手術(shù)處理部140相結(jié)合，當(dāng)主體部100隨著多方向旋轉(zhuǎn)輪120旋轉(zhuǎn)及/或直線移動(dòng)操作而移動(dòng)時(shí)，根據(jù)從移動(dòng)補(bǔ)償裝置400(參照?qǐng)D4a)輸入的控制命令，使與下部結(jié)合的手術(shù)處理部140,向前后左右方向直線移動(dòng)或/及向順/逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。由此，可以使通過攝像機(jī)裝置145輸入的圖像，與主體部100的移動(dòng)方向及角度無關(guān)地保持不變，以便主體部100向任一方向進(jìn)行移動(dòng)，因此，也可以將插入到人體內(nèi)部的手術(shù)工具與主體部1〇〇的移動(dòng)無關(guān)地位于誤差范圍內(nèi)的同一位置。
[0141]結(jié)合部130可以包括操作單元，該操作單元，為了根據(jù)控制命令移動(dòng)操作手術(shù)處理部140而進(jìn)行直線方向及旋轉(zhuǎn)方向的移動(dòng)處理。操作單元例如可以由電機(jī)組合體實(shí)現(xiàn)，以進(jìn)行直線方向及旋轉(zhuǎn)方向的移動(dòng)處理。
[0142]根據(jù)輸入的控制命令使手術(shù)處理部140可向任一方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)及/或直線移動(dòng)的操作單元的構(gòu)成方法，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的事項(xiàng)，故省略詳細(xì)說明。
[0143]手術(shù)處理部140包括機(jī)器臂及與機(jī)器臂結(jié)合或被機(jī)器臂把持的手術(shù)工具(例如，手術(shù)器械、腹腔鏡等中的一個(gè)以上)，通過結(jié)合部130與主體部100的一側(cè)結(jié)合。雖然未圖示，手術(shù)處理部140可以包括垂直移動(dòng)單元，用于將手術(shù)工具向下方向及/或上方向垂直移動(dòng)。
[0144]另外，手術(shù)處理部140還包括攝像機(jī)裝置145,生成通過主體部100的移動(dòng)操作的手術(shù)部位(例如，通過醫(yī)療用套管針手術(shù)工具插入的位置等)的圖像信息，并提供給移動(dòng)補(bǔ)償裝置400。移動(dòng)補(bǔ)償裝置400如后述，利用由攝像機(jī)裝置145提供的圖像信息掌握主體部100 的移動(dòng)，而生成并輸出進(jìn)行補(bǔ)償(即，使結(jié)合部130進(jìn)行移動(dòng)操作)的控制命令，使通過攝像機(jī)裝置145輸入的圖像能夠與主體部100移動(dòng)無關(guān)地保持不變。
[0145]在圖3中示出了用于將手術(shù)工具插入人體內(nèi)部的醫(yī)療用套管針300的外部形狀。
[0146]如圖所示，醫(yī)療用套管針300可以包括:上部套管殼310;下部套管殼320;插管330 及殼孔340。雖然未圖示，還可以包括排氣管，用于將可能在手術(shù)實(shí)施中在人體內(nèi)部產(chǎn)生的一氧化碳、氨氣等致癌性有毒氣體排出人體外部。插管330貫穿通過外科用解剖刀等切割工具切割的皮膚部位而插入到人體內(nèi)部，通過連接在插管330上的上部套管殼310和下部套管殼320上形成的殼孔340,將手術(shù)工具(例如，手術(shù)器械、腹腔鏡等中的一個(gè)以上)插入到人體內(nèi)部。
[0147]在醫(yī)療用套管針300的上部套管殼310的一側(cè)可以形成有識(shí)別標(biāo)記350。識(shí)別標(biāo)記 350通過攝像機(jī)裝置145拍攝，之后通過移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的圖像解析識(shí)別為識(shí)別點(diǎn)。識(shí)別標(biāo)記350為了方便移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的圖像解析，可以由例如預(yù)先指定顏色的圖形形成，或可以涂布熒光涂料等，也可以在上部套管殼310的一個(gè)以上位置上形成多個(gè)。
[0148]如果，作為位置變動(dòng)跟蹤等用途，在使用攝像機(jī)裝置145以外的利用紅外線的光學(xué)跟蹤器(optical tracker)、利用磁技術(shù)的磁跟蹤器(magnetic tracker)或其它跟蹤裝置等時(shí)，此時(shí)的識(shí)別標(biāo)記350是用于跟蹤裝置的識(shí)別標(biāo)記。
[0149]圖3的醫(yī)療用套管針300及識(shí)別標(biāo)記350是假設(shè)醫(yī)療用套管針與所述機(jī)器人分開而作為手術(shù)工具插入到人體內(nèi)部的用途而被固定利用的情況。如果，醫(yī)療用套管針與所述機(jī)器人結(jié)合而利用時(shí)，手術(shù)機(jī)器人與醫(yī)療用套管針300—起移動(dòng)，所以不能作為根據(jù)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)的識(shí)別點(diǎn)(參照?qǐng)D4)而發(fā)揮作用。此時(shí)，與手術(shù)機(jī)器人位置移動(dòng)無關(guān)地以手術(shù)中的患者為基準(zhǔn)在絕對(duì)位置上固定的任一特定點(diǎn)(例如，肚臍、用于只露出手術(shù)部位的手術(shù)用外罩的內(nèi)側(cè)角等)代替使用為識(shí)別標(biāo)記350。[〇15〇]圖4a是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖，圖4b是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的移動(dòng)補(bǔ)償方法的示例圖。
[0151]參照?qǐng)D4a，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400包括:攝像機(jī)部410;圖像信息生成部420;識(shí)別點(diǎn)信息解析部430;位移量解析部440;控制命令生成部450;輸出部460及控制部470。移動(dòng)補(bǔ)償裝置 400可以設(shè)在主體部100或手術(shù)處理部140上，并將用于移動(dòng)操作手術(shù)處理部140的控制命令提供給結(jié)合部130。雖然未圖示，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400還可以包括用于存儲(chǔ)后述的解析信息的存儲(chǔ)部。[〇152]攝像機(jī)部410輸出拍攝手術(shù)部位(即通過醫(yī)療用套管針300將手術(shù)工具插入到人體內(nèi)部的位置的外部部位)而生成的圖像信號(hào)。攝像機(jī)部410可以包括例如圖像傳感器(image sensor)〇
[0153]攝像機(jī)部410可以是與在前面參照?qǐng)D1說明的攝像機(jī)裝置145相同的構(gòu)成要素。如果，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400設(shè)在主體部100上時(shí)，也可以與設(shè)在手術(shù)處理部140上的攝像機(jī)部410 分開實(shí)現(xiàn)。
[0154]圖像信息生成部420,處理通過攝像機(jī)部410輸入的圖像信號(hào)，生成通過設(shè)置或結(jié)合在主機(jī)器人上的顯示裝置(未圖示)輸出的圖像信息。而且，通過圖像信息生成部420生成的圖像信息，可以生成為通過識(shí)別點(diǎn)信息解析部430能夠解析像素信息的圖像格式。圖像信息生成部420可以包括，用于進(jìn)行鏡頭陰影補(bǔ)償(Lens Shading Compensat1n)、噪音過濾 (Noise Filtering)、閃爍檢測(cè)(Flicker Detect1n)、自動(dòng)白平衡(Auto White Balance) 等中的一個(gè)以上處理的圖像信號(hào)處理器(ISP:1mage Signal Processor)，和進(jìn)行圖像編碼/解碼處理的多媒體處理器(Multimedia Processor)。能夠解析生成的圖像所包含的對(duì)象(object)的圖像格式是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的事項(xiàng)，故省略說明。
[0155]識(shí)別點(diǎn)信息解析部430生成通過圖像信息生成部420生成的圖像信息內(nèi)所包含的對(duì)象坐標(biāo)信息及與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離及角度的解析信息。
[0156]識(shí)別點(diǎn)信息解析部430所解析的對(duì)象，可以是在前面參照?qǐng)D3說明的在醫(yī)療用套管針300的上部套管殼310—側(cè)形成的識(shí)別標(biāo)記350或患者的特定部位(例如，肚臍)、手術(shù)外罩的特定部位等。即識(shí)別點(diǎn)信息解析部430根據(jù)圖像處理技術(shù)從通過圖像信息生成部420生成的圖像中抽取識(shí)別標(biāo)記的輪廓線，并識(shí)別抽取輪廓線的中心點(diǎn)(即識(shí)別點(diǎn)510(參照?qǐng)D4b)) 后，解析識(shí)別點(diǎn)510的坐標(biāo)信息。在此，解析的坐標(biāo)信息可以是例如將圖像最左側(cè)最下端點(diǎn)指定為(〇，〇)而解析的相對(duì)坐標(biāo)。
[0157]另外，基準(zhǔn)點(diǎn)可以是在通過圖像信息生成部420生成的圖像中預(yù)先指定的任一點(diǎn)。 在本說明書中以顯示該圖像的顯示畫面的橫向及縱向中心點(diǎn)(即作為顯示畫面中心點(diǎn)的畫面中心點(diǎn)520(參照?qǐng)D4b))作為基準(zhǔn)點(diǎn)的情況進(jìn)行了說明，但并不限定于此。畫面中心點(diǎn)520的坐標(biāo)可以預(yù)先指定而不變。
[0158]識(shí)別點(diǎn)信息解析部430生成算出識(shí)別點(diǎn)510與畫面中心點(diǎn)520之間距離L1及角度a 的解析信息。用于算出識(shí)別點(diǎn)510與畫面中心點(diǎn)520之間角度的基準(zhǔn)線可以設(shè)定為多種，但本說明書中以水平線作為基準(zhǔn)線的情況進(jìn)行說明。[〇159]識(shí)別點(diǎn)信息解析部430分別生成在通過圖像信息生成部420生成的連續(xù)圖像幀中有關(guān)預(yù)先指定次數(shù)的圖像幀的前述解析信息。例如，識(shí)別點(diǎn)信息解析部430可以生成根據(jù)預(yù)先指定基準(zhǔn)連續(xù)生成的所有圖像幀的解析信息，或生成偶數(shù)次(即第二、第四等)圖像幀的解析信息。[〇16〇]位移量解析部440生成通過識(shí)別點(diǎn)信息解析部430生成的有關(guān)各圖像幀的解析信息之間的距離及角度的位移量信息。[0161 ]在圖4b中示出通過主體部100的移動(dòng)在第一圖像幀和第二圖像幀中識(shí)別點(diǎn)510、 540位置變化的例。
[0162]用于生成位移量信息而使用的識(shí)別點(diǎn)數(shù)量可以是一個(gè)以上。為了識(shí)別識(shí)別點(diǎn)移動(dòng)引起的距離變化及旋轉(zhuǎn)角等，可能需要兩個(gè)以上識(shí)別點(diǎn)。
[0163]但是，指定一個(gè)識(shí)別點(diǎn)的情況，如下面所述，解析作為虛擬識(shí)別基準(zhǔn)點(diǎn)的畫面中心點(diǎn)520與一個(gè)識(shí)別點(diǎn)510、540之間的關(guān)系，從而能夠識(shí)別距離變化及旋轉(zhuǎn)角等。此時(shí)，可以將畫面中心點(diǎn)520作為不動(dòng)的不變識(shí)別基準(zhǔn)點(diǎn)使用，所以識(shí)別點(diǎn)510、540移動(dòng)引起的距離變化及旋轉(zhuǎn)角等位移量信息會(huì)變得更加準(zhǔn)確。在此，假設(shè)畫面中心點(diǎn)520與通過圖像信息生成部 420生成的圖像內(nèi)的識(shí)別點(diǎn)510、540位置變動(dòng)等無關(guān)而固定的有效基準(zhǔn)點(diǎn)的情況進(jìn)行了說明，但畫面中心點(diǎn)520由于識(shí)別點(diǎn)510、540的位置變動(dòng)等原因不作為有效基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，還可進(jìn)行使畫面中心點(diǎn)520作為有效基準(zhǔn)點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)校正過程(例如，將畫面中心點(diǎn)與指定基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)齊的校正等)。為了算出位置變化的識(shí)別點(diǎn)的移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))方向及移動(dòng)距離而設(shè)定及校正基準(zhǔn)點(diǎn)的處理過程，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的事項(xiàng)，故省略說明。
[0164]首先，識(shí)別點(diǎn)信息解析部430對(duì)于在圖4b的(a)所示的第一圖像幀生成第一識(shí)別點(diǎn) 510與畫面中心點(diǎn)520之間的距離L1及角度a的解析信息。
[0165]之后，識(shí)別點(diǎn)信息解析部430對(duì)于在圖4b的(b)所示的第二圖像幀生成第二識(shí)別點(diǎn) 540與畫面中心點(diǎn)520之間的有關(guān)距離L2及角度b的解析信息。此時(shí)，即使通過攝像機(jī)輸入的被攝物體圖像變化，但畫面中心點(diǎn)520還是表示整個(gè)畫面區(qū)域的中心點(diǎn)，與識(shí)別點(diǎn)510、540 的位置移動(dòng)無關(guān)地位于固定位置。另外，位移量解析部440,利用對(duì)于第一圖像幀和第二圖像幀分別生成的解析信息，生成位移量信息。位移量信息可以包括例如距離位移量L2?L1 及角度位移量b?a，可以解釋為主體部100移動(dòng)了相當(dāng)于該位移量的絕對(duì)值。
[0166]但是，與主體部100移動(dòng)相對(duì)應(yīng)地手術(shù)處理部140也移動(dòng)，應(yīng)理解為，設(shè)在手術(shù)處理部140的攝像機(jī)裝置145也與其相對(duì)應(yīng)地移動(dòng)。此時(shí)，隨著攝像機(jī)裝置145的移動(dòng)而拍攝的圖像，顯示為向與主體部100的移動(dòng)方向的反方向移動(dòng)。因此，可以解釋為主體部100移動(dòng)了相當(dāng)于該位移量的-1倍。
[0167]控制命令生成部450生成控制命令，該控制命令使通過位移量解析部440生成的位移量信息變?yōu)榱?，即，調(diào)節(jié)結(jié)合部130使手術(shù)處理部140位于第二識(shí)別點(diǎn)540處于第一識(shí)別點(diǎn) 510〇
[0168]控制命令，通過移動(dòng)操作結(jié)合部130使手術(shù)處理部140向保持識(shí)別點(diǎn)位置固定(即使手術(shù)處理部140的位移量信息變位零)的方向及距離進(jìn)行直線及/或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。即使主體部100通過根據(jù)控制命令的結(jié)合部130操作而向任一方向移動(dòng)，但手術(shù)處理部140位置仍可以保持在主體部100移動(dòng)前的位置。
[0169]輸出部460為了使通過攝像機(jī)部410輸入的圖像不變，將通過控制命令生成部450 生成的控制命令輸出給結(jié)合部130。通過攝像機(jī)部410輸入的圖像不變是意味著以躺在手術(shù)臺(tái)150上的患者為基準(zhǔn)的手術(shù)處理部140的位置不變。
[0170]輸出部460也可以將控制命令傳送給主機(jī)器人，從而識(shí)別用于保持手術(shù)處理部140 位置的結(jié)合部130的操作狀態(tài)。而且，為了使通過圖像信息生成部420生成的圖像信息，通過設(shè)置或結(jié)合在主機(jī)器人上的顯示器裝置(未圖示)輸出，輸出部460可以傳送給主機(jī)器人。
[0171]控制部470進(jìn)行控制使移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的各構(gòu)成要素執(zhí)行上述功能。
[0172]以上利用一個(gè)識(shí)別點(diǎn)與一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，畫面中心點(diǎn))之間的距離及角度的解析信息的位移，以執(zhí)行移動(dòng)操作結(jié)合部130的方法為中心進(jìn)行了說明。
[0173]但是，為了手術(shù)，當(dāng)多個(gè)醫(yī)療用套管針300穿過患者人體皮膚插入到人體內(nèi)部，而醫(yī)療用套管針300與手術(shù)機(jī)器人分開利用，并且在各醫(yī)療用套管針300上形成有識(shí)別標(biāo)記 350時(shí)，使分別連接各識(shí)別標(biāo)記350的識(shí)別點(diǎn)的虛擬直線的中心點(diǎn)位于畫面中心，之后利用位于畫面中心的作為中心點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)與各識(shí)別點(diǎn)之間的有關(guān)距離及角度的解析信息及其位移量信息，能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)處理部140的位置調(diào)節(jié)。
[0174]圖5a至5c是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的動(dòng)作概念圖。
[0175]即圖5a至5c是表示主體部100移動(dòng)前和移動(dòng)后的主體部100、手術(shù)處理部140、手術(shù)臺(tái)150及手術(shù)患者之間關(guān)系的示意圖。為了簡(jiǎn)化圖示，未圖示包含于手術(shù)處理部140中的手術(shù)器械等。
[0176]當(dāng)主體部100從圖5a所示的第一位置(即患者頭部右側(cè)位置)移動(dòng)到圖5b及5c所示的第二位置(即患者頭部左側(cè)位置)時(shí)，以往手術(shù)機(jī)器人的情況，如圖5b所示，手術(shù)處理部 140指向與原來位置方向不同的方向。為了防止這種情況下可能發(fā)生的事故，以往的手術(shù)機(jī)器人需要，先解除所有機(jī)器臂(arm)的對(duì)接(docking)后，進(jìn)行移動(dòng)，之后再次進(jìn)行組裝作業(yè)。
[0177]但是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手術(shù)機(jī)器人如上所述，通過執(zhí)行移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的功能，即使主體部100從第一位置移動(dòng)到第二位置，如圖5c所示，手術(shù)處理部140的位置和方向也能夠以手術(shù)患者為基準(zhǔn)被固定。
[0178]此時(shí)，受移動(dòng)補(bǔ)償裝置400等控制的結(jié)合部130的移動(dòng)或/及旋轉(zhuǎn)，可以使用如下方式，如在前面參照?qǐng)D4b所述，識(shí)別通過圖像處理的基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，畫面中心點(diǎn))后，確認(rèn)識(shí)別點(diǎn)510、540對(duì)于該基準(zhǔn)點(diǎn)如何變化，從而了解位移量的方式等。
[0179]圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償方法的順序圖。[〇18〇]參照?qǐng)D6,在步驟610中，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400利用由攝像機(jī)部410提供的圖像信號(hào)生成圖像信息。
[0181]在步驟620中，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400利用圖像信息生成識(shí)別點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離及角度有關(guān)的解析信息。在此，解析信息也可以僅針對(duì)用于生成后述位移量信息的指定次數(shù)的圖像幀生成。
[0182]在步驟630中，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400生成為了生成位移量信息而指定次數(shù)的圖像幀的解析信息之間的有關(guān)距離及角度的位移量信息。
[0183]在步驟640中，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400判斷位移量信息的位移量是否存在(即是否為零 (zero))〇
[0184]如果位移量不存在時(shí)，再次進(jìn)行步驟610。
[0185]但是，如果位移量存在時(shí)，進(jìn)行步驟650，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400生成使位移量變成零的控制命令并輸出給結(jié)合部130。根據(jù)輸出的使位移量為零的控制命令，結(jié)合部130執(zhí)行如下操作，即，以躺在手術(shù)臺(tái)150上的患者為基準(zhǔn)使手術(shù)處理部140的位置保持不變(即通過攝像機(jī)部140輸入的圖像不變)。
[0186]圖7是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人主體部結(jié)構(gòu)的概略圖，圖8a是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑的示意圖，圖8b是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的多方向旋轉(zhuǎn)輪的控制基準(zhǔn)信息的示例圖。
[0187]參照?qǐng)D7,主體部100包括:通信部710、存儲(chǔ)部720、手術(shù)工具操作部730、旋轉(zhuǎn)輪操作部740及控制部750。
[0188]雖然未圖示，主體部100還可以包括接近傳感器，為了防止在沿著后述的移動(dòng)路徑 810移動(dòng)的過程中與手術(shù)臺(tái)150或周邊障礙物碰撞，而用于檢測(cè)與手術(shù)臺(tái)150等之間的距離。 在此，接近傳感器可以通過根據(jù)機(jī)械接觸的檢測(cè)方式(例如微動(dòng)開關(guān)、限位開關(guān)等)，或根據(jù)無接觸方式的檢測(cè)方式(例如利用感應(yīng)電流的能量損失的高頻振蕩型接近傳感器、利用極化現(xiàn)象引起的電容增減的電容式接近傳感器等)實(shí)現(xiàn)。
[0189]另外，參照?qǐng)D7等說明的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)過程中，如前面所述，可以根據(jù)從移動(dòng)補(bǔ)償裝置400輸入的控制命令，使結(jié)合在下部的手術(shù)處理部140進(jìn)行前后左右方向的直線移動(dòng)或/及順/逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。[〇19〇]通信部710從主機(jī)器人接收任何控制命令(例如，位置移動(dòng)命令、手術(shù)工具操作命令等)，或?qū)z像機(jī)部410提供的圖像信息傳送給主機(jī)器人。
[0191]在存儲(chǔ)部720存儲(chǔ)用于執(zhí)行主體部100功能的操作程序、從主機(jī)器人接收的控制命令等中的一個(gè)以上。而且，在存儲(chǔ)部720還可以存儲(chǔ)控制基準(zhǔn)信息，用于與從主機(jī)器人接收的位置移動(dòng)命令相對(duì)應(yīng)地操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120。
[0192]存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部720的控制基準(zhǔn)信息可以是，如圖8b所示的為了在各虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)的有關(guān)多方向旋轉(zhuǎn)輪120的旋轉(zhuǎn)方向(即主體部100的移動(dòng)方向)和旋轉(zhuǎn)量(即主體部 100的移動(dòng)距離或移動(dòng)量)的信息，該信息可以利用于旋轉(zhuǎn)輪操作部740,以控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120根據(jù)位置移動(dòng)命令所包含的目的地位置信息(可以由施術(shù)者來指定)移動(dòng)位置。為了主體部100移動(dòng)而預(yù)設(shè)的控制基準(zhǔn)信息，并不限于圖8b所示，應(yīng)理解為，可以用多種方式設(shè)定，以便主體部100按照預(yù)先設(shè)定路徑810移動(dòng)。
[0193]手術(shù)工具操作部730生成使手術(shù)處理部140的手術(shù)工具根據(jù)從主機(jī)器人接收到的手術(shù)工具操作命令而操作(例如，變動(dòng)內(nèi)窺鏡位置、切開手術(shù)部位等)的控制信號(hào)，并輸出給手術(shù)處理部140。
[0194]旋轉(zhuǎn)輪操作部470生成使多方向旋轉(zhuǎn)輪120根據(jù)從主機(jī)器人接收到的位置移動(dòng)命令向?qū)?yīng)方向及移動(dòng)量旋轉(zhuǎn)操作的控制信號(hào)，并輸出給多方向旋轉(zhuǎn)輪120。
[0195]另外，旋轉(zhuǎn)輪操作部740,在按照移動(dòng)路徑810的移動(dòng)過程中，當(dāng)接收到來自上述接近傳感器的表示手術(shù)臺(tái)150或周邊障礙物位于近處的傳感信號(hào)時(shí)，可以將用于中止多方向旋轉(zhuǎn)輪120動(dòng)作的中止命令輸出給多方向旋轉(zhuǎn)輪120,或也可以中止生成及輸出用于操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120的控制命令。
[0196]控制部750控制在主體部100中所包含的各構(gòu)成要素的功能。
[0197]在圖8a中示出了以手術(shù)臺(tái)150為基準(zhǔn)的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑810。
[0198]手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑810可以由一個(gè)以上的虛擬路徑點(diǎn)(Px、即P1、P2等)連續(xù)形成，各虛擬路徑點(diǎn)可以連續(xù)配置，或也可以各自隔開配置。
[0199]手術(shù)機(jī)器人根據(jù)從主機(jī)器人接收到的位置移動(dòng)命令(該命令可以包括目的地位置信息或相當(dāng)于目的地位置的虛擬路徑點(diǎn)信息)，從當(dāng)前位置經(jīng)由在移動(dòng)路徑上配置的虛擬路徑點(diǎn)而移動(dòng)到目的地位置。
[0200]上述的移動(dòng)路徑810可以以手術(shù)臺(tái)150為基準(zhǔn)在手術(shù)室地面或天花板等上涂布手術(shù)機(jī)器人能夠識(shí)別的熒光涂料等來圖示。
[0201]此時(shí)，手術(shù)機(jī)器人還可以具有攝像機(jī)裝置(未圖示)，該攝像機(jī)裝置位于滿足圖示有移動(dòng)路徑的手術(shù)室位置(即地面、天花板等)的位置(例如，多方向旋轉(zhuǎn)輪120的下部區(qū)域、 主體部100的上部區(qū)域等)。所設(shè)有的攝像機(jī)裝置拍攝圖示的移動(dòng)路徑810并提供給主體部 100,而主體部100在通過攝像機(jī)裝置提供的圖像信息中將移動(dòng)路徑810以圖像解析技術(shù)進(jìn)行解析，之后生成并輸出控制信號(hào)，以按照移動(dòng)路徑810移動(dòng)而控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120驅(qū)動(dòng)。
[0202]作為另一例，上述移動(dòng)路徑810可以由以手術(shù)臺(tái)150為基準(zhǔn)在手術(shù)室地面下部埋設(shè)的磁鐵或/及磁軌形成。主體部100可以生成并輸出控制信號(hào)，以使多方向旋轉(zhuǎn)輪120被埋設(shè)在手術(shù)室地面下部的磁鐵等誘導(dǎo)從而按照指定的移動(dòng)路徑810進(jìn)行移動(dòng)操作。在手術(shù)室地面下部埋設(shè)的磁鐵等進(jìn)行引導(dǎo)的方式，可以利用例如在高爾夫球場(chǎng)使電動(dòng)車按照通過遙控器指定的車路(road)移動(dòng)的方式。[〇2〇3]除此之外，上述移動(dòng)路徑810即使沒有由熒光涂料圖示或磁軌等形式實(shí)現(xiàn)，手術(shù)機(jī)器人也能夠判斷相對(duì)位置而移動(dòng)。參照?qǐng)D8b、圖15具體說明判斷相對(duì)位置而移動(dòng)時(shí)的多種實(shí)施例的一部分。
[0204]作為根據(jù)手術(shù)機(jī)器人與手術(shù)臺(tái)150的相對(duì)位置進(jìn)行判斷的其它方式，也可以使用例如光學(xué)跟蹤器(optical tracker)、磁跟蹤器(magnetic tracker)、其它用于位置跟蹤的方式。即，如果在手術(shù)室的特定位置設(shè)置光學(xué)跟蹤器等，而在手術(shù)機(jī)器人及手術(shù)臺(tái)150(或/ 及手術(shù)患者)上設(shè)有識(shí)別標(biāo)記(例如，光學(xué)標(biāo)記(optical marker)時(shí)，除了上述的手術(shù)機(jī)器人跟蹤預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810進(jìn)行移動(dòng)的方式之外，手術(shù)機(jī)器人也可以生成不碰撞手術(shù)臺(tái)150 或其它物體的路徑而移動(dòng)到指定目的地。[〇2〇5]另外，也可以使用，將攝像機(jī)設(shè)在手術(shù)機(jī)器人本身或手術(shù)室天花板等上，根據(jù)處理并解析通過攝像機(jī)提供的拍攝手術(shù)臺(tái)150及/或手術(shù)患者的圖像，按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810 以外的其它路徑移動(dòng)到目的地的方式等。有關(guān)利用設(shè)在手術(shù)室天花板上的攝像機(jī)提供的圖像以使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到目的地的實(shí)施例，在下面參照相關(guān)附圖詳細(xì)說明。
[0206]在上述的有關(guān)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)的各實(shí)施例中，多方向旋轉(zhuǎn)輪120根據(jù)移動(dòng)方向及移動(dòng)距離被適當(dāng)控制，根據(jù)需要，結(jié)合部130也同時(shí)被適當(dāng)控制(參照?qǐng)D9a至圖9c)。[〇2〇7]在圖8b中例示出用于使主體部100按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810移動(dòng)的控制基準(zhǔn)信息。
[0208] 如上所述，手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑810可以由一個(gè)以上的虛擬路徑點(diǎn)(Px、即P1、P2 等)連續(xù)形成，各虛擬路徑點(diǎn)可以連續(xù)配置，或也可以分別隔開配置。
[0209]預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部720的控制基準(zhǔn)信息可以包括為了在各虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)的有關(guān)多方向旋轉(zhuǎn)輪120的旋轉(zhuǎn)方向(即主體部100的移動(dòng)方向)和旋轉(zhuǎn)量(即主體部100的移動(dòng)距離或移動(dòng)量)的信息。例如，為了從虛擬路徑點(diǎn)P3移動(dòng)到虛擬路徑點(diǎn)P4,多方向旋轉(zhuǎn)輪 120以預(yù)先指定成使旋轉(zhuǎn)輪從預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)方向(例如，手術(shù)室橫向直線)向傾斜15度的方向旋轉(zhuǎn)(rotat1n) 3周等方式，可以將有關(guān)各虛擬路徑點(diǎn)之間的移動(dòng)量的信息預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部720。
[0210]這樣，主體部100根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的控制基準(zhǔn)信息控制操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120時(shí)，主體部100可以按照預(yù)先指定的移動(dòng)路徑移動(dòng)。但是，由于主體部100根據(jù)預(yù)選存儲(chǔ)的控制基準(zhǔn)信息將多方向旋轉(zhuǎn)輪120從位于移動(dòng)方向及路徑上的各虛擬路徑點(diǎn)至目的地位置依次進(jìn)行操作控制，所以主體部1〇〇需要移動(dòng)開始時(shí)就位于預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑上。為此，也可以在手術(shù)室地面上預(yù)先指定移動(dòng)路徑。
[0211]圖9a至圖9c是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)概念圖。
[0212] S卩、圖9a至圖9c是表示主體部100移動(dòng)前和移動(dòng)后的主體部100、手術(shù)處理部140、 手術(shù)臺(tái)150及手術(shù)患者之間關(guān)系的示意圖。為了簡(jiǎn)化圖示，未示出包含于手術(shù)處理部140的手術(shù)器械等。
[0213] 如圖9a至圖9c所示，當(dāng)主體部100從患者頭部右側(cè)移動(dòng)到左側(cè)時(shí)，通過主體部100 控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作，主體部100依次移動(dòng)到圖9b及圖9c所示位置。
[0214]此時(shí)，如圖所示，可以確定手術(shù)處理部140相對(duì)于患者位于固定的位置及方向。為此，在主體部100移動(dòng)過程中，對(duì)多方向旋轉(zhuǎn)輪120進(jìn)行控制的同時(shí)，結(jié)合有手術(shù)處理部140 的結(jié)合部130也被適當(dāng)控制。即，可對(duì)多方向旋轉(zhuǎn)輪120和結(jié)合部130進(jìn)行適當(dāng)自動(dòng)控制，以使手術(shù)處理部140與手術(shù)患者的相對(duì)位置不變。
[0215]由于利用了這種復(fù)合的控制方式，所以在不解除機(jī)器臂對(duì)接的情況下也能夠?qū)C(jī)器臂的相對(duì)位置變更為適合手術(shù)過程的位置，從而具有減少手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)時(shí)解除機(jī)器臂對(duì)接及再設(shè)定等麻煩的效果。
[0216]如本說明書中說明的多種實(shí)施例所述，將主體部100從第一位置移動(dòng)到第二位置的方法可以有，按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810移動(dòng)的方法;利用通過攝像機(jī)部輸入的圖像的圖形界面方式指定最終目的位置的移動(dòng)方法；主機(jī)器人傳送控制命令或根據(jù)利用設(shè)在主體部 100上的操作器輸入的移動(dòng)命令而移動(dòng)的方法等。當(dāng)然，為了移動(dòng)主體部100,也可以無限制地使用多種在本說明書中未說明的其它方法。
[0217]圖10是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0218] 參照?qǐng)D10,在步驟1010中，主體部100從主機(jī)器人接收位置移動(dòng)命令并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部720。位置移動(dòng)命令至少可以包括目的地位置信息。
[0219] 在步驟1020中，主體部100識(shí)別手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置和包含于位置移動(dòng)命令中的目的地位置信息。主體部100例如可以利用配置在移動(dòng)路徑上的虛擬路徑點(diǎn)信息來分別識(shí)別當(dāng)前位置和目的地位置信息。
[0220]主體部100利用識(shí)別的當(dāng)前位置和目的地位置信息沿著移動(dòng)路徑移動(dòng)時(shí)，可以預(yù)先設(shè)定移動(dòng)方向(例如，順時(shí)針或逆時(shí)針)，或也可以實(shí)時(shí)決定移動(dòng)方向。
[0221]例如，從第一虛擬路徑點(diǎn)移動(dòng)到作為目的地位置的第八虛擬路徑點(diǎn)時(shí)，可以先判斷向哪個(gè)方向移動(dòng)時(shí)移動(dòng)距離最短，然后決定移動(dòng)距離短的方向?yàn)橐苿?dòng)方向。此時(shí)，由于移動(dòng)路徑810已預(yù)先設(shè)定，所以容易判斷以當(dāng)前位置和目的地位置信息為基礎(chǔ)向哪個(gè)方向移動(dòng)時(shí)其移動(dòng)距離最短。
[0222]在步驟1030中，主體部100生成并輸出用于控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的控制信號(hào)，以便主體部1〇〇移動(dòng)到位于移動(dòng)路徑上的后續(xù)虛擬路徑點(diǎn)上。
[0223]如上所述，主體部100為了生成控制信號(hào)，可以參照涂布熒光涂料而圖示的移動(dòng)路徑的圖像信息，或利用埋設(shè)在手術(shù)室地面中用于引導(dǎo)手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)的磁鐵或/及磁軌，或利用預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部720中的控制基準(zhǔn)信息。
[0224]在步驟1040中，主體部100判斷在步驟1030中通過控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120而移動(dòng)的當(dāng)前位置是否為根據(jù)位置移動(dòng)命令的目的地位置。例如，可以通過根據(jù)當(dāng)前位置的虛擬路徑點(diǎn)與根據(jù)目的地位置的虛擬路徑點(diǎn)是否一致來判斷。
[0225]通過在步驟1040的判斷，如果當(dāng)前位置不是目的地位置時(shí)，再次進(jìn)行步驟1030。
[0226]但是通過在步驟1040的判斷，如果當(dāng)前位置是目的地位置時(shí)，主體部100在當(dāng)前位置待機(jī)，直到從主機(jī)器人接收新的命令(例如，手術(shù)工具操作命令、位置移動(dòng)命令等中的一個(gè)以上)。
[0227]圖11是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人主體部結(jié)構(gòu)的概略圖，圖12是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)路徑的示例圖，圖13是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的復(fù)位路徑?jīng)Q定概念的示意圖。
[0228]參照?qǐng)D11，主體部100包括:通信部710;存儲(chǔ)部720;接近傳感器部1110;外力檢測(cè)部1120;復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130;旋轉(zhuǎn)輪操作部740及控制部750。雖然未圖示，主體部100還可以包括上述手術(shù)工具操作部730。雖然未圖示，主體部100還可以包括在移動(dòng)路徑810上移動(dòng)的過程中檢測(cè)到障礙物時(shí)，以視覺方式或/及聲音方式執(zhí)行報(bào)警的報(bào)警執(zhí)行部。
[0229]通信部710從主機(jī)器人接收任何控制命令，或者將由攝像機(jī)部410提供的圖像信息傳送給主機(jī)器人。
[0230]存儲(chǔ)部720存儲(chǔ)用于執(zhí)行主體部100功能的程序、從主機(jī)器人接收的控制命令、用于操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120的控制基準(zhǔn)信息等中的一個(gè)以上。[〇231]接近傳感器部1110生成并輸出有關(guān)與位于周邊的物體之間的距離的檢測(cè)信號(hào)。接近傳感器部1110可以包括接近傳感器，接近傳感器為了使主體部1〇〇(即手術(shù)機(jī)器人)按照移動(dòng)路徑移動(dòng)時(shí)不碰撞配置在手術(shù)臺(tái)150及/或移動(dòng)路徑810上的障礙物而生成距離檢測(cè)信號(hào)。接近傳感器可以通過例如根據(jù)機(jī)械接觸的檢測(cè)方式(例如微動(dòng)開關(guān)、限位開關(guān)等)，或根據(jù)無接觸方式的檢測(cè)方式(例如利用感應(yīng)電流的能量損失的高頻振蕩型接近傳感器、利用極化現(xiàn)象引起的電容增減的電容式接近傳感器等)實(shí)現(xiàn)。
[0232]外力檢測(cè)部1120判斷為了移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人從外部是否施加外力。在此，外力可以包括:為了變更移動(dòng)路徑等而由施術(shù)者或施術(shù)者助理直接對(duì)手術(shù)機(jī)器人本身施加的力:為了移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人而通過操作部操作而施加的變更移動(dòng)路徑的力，該操作部位于手術(shù)機(jī)器人本身或/及接近于手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)室內(nèi)部，用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人;或在前面參照?qǐng)D9a至圖9c等說明的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑中，根據(jù)從主機(jī)器人接收或施術(shù)者等通過所具備的操作部輸入的變更根據(jù)路徑的移動(dòng)命令，而產(chǎn)生的脫離當(dāng)前移動(dòng)路徑的力等。但是， 為了便于說明及理解，將通過施術(shù)者或施術(shù)者助理直接對(duì)手術(shù)機(jī)器人本身施加的力定義為外力的情況進(jìn)行說明。
[0233]例如，手術(shù)機(jī)器人按照移動(dòng)路徑移動(dòng)的過程中，通過接近傳感器部1110檢測(cè)到移動(dòng)路徑上的障礙物時(shí)，旋轉(zhuǎn)輪操作部740操作控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120,以使手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)中止(即停止)。此時(shí)，報(bào)警執(zhí)行部(未圖示)可以以視覺方式(例如，閃爍LED)或/及聲音方式(輸出報(bào)警聲)進(jìn)行報(bào)警。
[0234]這樣，在手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)中止的狀態(tài)下，外力檢測(cè)部1120可以通過是否由于施加外力使多方向旋轉(zhuǎn)輪120被旋轉(zhuǎn)來判斷外力是否存在。為此，還可以包括用于檢測(cè)多方向旋轉(zhuǎn)輪120是否進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)操作的傳感器。在通過接近傳感器部1110的檢測(cè)信號(hào)判斷障礙物不存在，從而通過旋轉(zhuǎn)輪操作部740操作控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的過程中，外力檢測(cè)部1120 也能夠檢測(cè)外力是否存在。
[0235]當(dāng)手術(shù)機(jī)器人根據(jù)從主機(jī)器人接收的位置移動(dòng)命令按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810移動(dòng)的過程中由于施加外力而中止移動(dòng)后，通過外力檢測(cè)部1120的判斷判斷外力不存在時(shí)，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130利用由移動(dòng)補(bǔ)償裝置400提供的圖像信息，決定手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)方向及移動(dòng)量，以使手術(shù)機(jī)器人復(fù)位到移動(dòng)路徑810上。雖然在圖12中僅示出了一個(gè)預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810,但移動(dòng)路徑也可以預(yù)先設(shè)定多個(gè)。旋轉(zhuǎn)輪操作部740根據(jù)由復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130 決定的移動(dòng)方向及移動(dòng)量，以對(duì)應(yīng)路徑復(fù)位命令的方式操作控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120。[〇236]當(dāng)然，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130不僅可以利用如上所述的通過移動(dòng)補(bǔ)償裝置400提供的圖像信息決定移動(dòng)方向及移動(dòng)量，還可以利用光學(xué)跟蹤器(optical tracker)、磁跟蹤器 (magnetic tracker)或其它用于跟蹤位置的方式?jīng)Q定移動(dòng)方向及移動(dòng)量。例如，可以在手術(shù)室的特定位置設(shè)置任何跟蹤器，而主體部100或/及手術(shù)處理部140等上設(shè)定識(shí)別標(biāo)記，從而能夠進(jìn)行識(shí)別手術(shù)機(jī)器人的位置及決定移動(dòng)方向等。
[0237]旋轉(zhuǎn)輪操作部740生成用于使多方向旋轉(zhuǎn)輪120根據(jù)從主機(jī)器人接收的位置移動(dòng)命令向相應(yīng)方向及按照相應(yīng)移動(dòng)量旋轉(zhuǎn)操作的控制信號(hào)，并輸出給多方向旋轉(zhuǎn)輪120。
[0238]而且，當(dāng)按照移動(dòng)路徑810移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人的過程中，通過接近傳感器部1110檢測(cè)到存在障礙物，或在進(jìn)行按照移動(dòng)路徑810的移動(dòng)控制過程中，通過外力檢測(cè)部1120檢測(cè)到外力存在時(shí)，旋轉(zhuǎn)輪操作部740中止手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)，當(dāng)通過外力檢測(cè)部1120確認(rèn)外力不存在時(shí)，根據(jù)通過復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130判斷的移動(dòng)方向及移動(dòng)量來控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120 的動(dòng)作。
[0239]控制部750控制在主體部100中所包含的各構(gòu)成要素的功能。
[0240]在圖12中例示出了手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)路徑，在圖13中例示出了手術(shù)機(jī)器人的復(fù)位路徑?jīng)Q定概念。
[0241]如圖12所示，當(dāng)主體部100(即手術(shù)機(jī)器人)按照移動(dòng)路徑向箭頭方向移動(dòng)過程中檢測(cè)到障礙物時(shí)，主體部100在虛擬路徑點(diǎn)A1處中止移動(dòng)。此時(shí)，報(bào)警執(zhí)行部也可以以視覺方式或/及聲音方式進(jìn)行報(bào)警。
[0242]之后，通過施術(shù)者等管理者施加外力將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到B1及B2位置，以使手術(shù)機(jī)器人能夠避開障礙物移動(dòng)。在此，外力可以是如上所述的對(duì)手術(shù)機(jī)器人直接施加的物理力或通過操作用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人的操作部而施加的力等。當(dāng)然，管理者還可以使手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)至虛擬路徑點(diǎn)A2的位置，使其位于移動(dòng)路徑上。
[0243]但是，當(dāng)管理者將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)至B2的位置后中止施加外力時(shí)，主體部100可以參照由移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的攝像機(jī)部410提供的圖像信息，判斷手術(shù)機(jī)器人從移動(dòng)路徑810向哪個(gè)方向脫離了多大程度。
[0244]參照?qǐng)D13所示，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130參照由攝像機(jī)部410提供的圖像，檢測(cè)關(guān)心區(qū)域1320位于拍攝區(qū)域1310的哪個(gè)位置后，生成并輸出使關(guān)心區(qū)域1320中心點(diǎn)位于拍攝區(qū)域 1310中心點(diǎn)的路徑復(fù)位命令。
[0245]例如，當(dāng)預(yù)先設(shè)定(例如，以手術(shù)臺(tái)的中心點(diǎn)為中心的圓形軌道)路徑810,使關(guān)心區(qū)域1320中心點(diǎn)與拍攝區(qū)域1310中心點(diǎn)處于一致狀態(tài)下使手術(shù)機(jī)器人以手術(shù)臺(tái)150為基準(zhǔn)移動(dòng)時(shí)，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130可以僅通過關(guān)心區(qū)域1320及拍攝區(qū)域1310各中心點(diǎn)的位置差，就能夠易知手術(shù)機(jī)器人是否位于預(yù)設(shè)的路徑上。復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130可以通過根據(jù)圖像識(shí)別技術(shù)的外輪廓線抽取等方式識(shí)別關(guān)心區(qū)域1320的存在及位置。為了正確解析移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)等，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130當(dāng)然也可以利用兩個(gè)以上的有關(guān)識(shí)別點(diǎn)的解析/比較信息。
[0246]路徑復(fù)位命令可以包括有關(guān)多方向旋轉(zhuǎn)輪120的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)量的信息。此時(shí)， 存儲(chǔ)部720中可以預(yù)先存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)量信息，該移動(dòng)量信息是對(duì)應(yīng)由攝像機(jī)部410提供的圖像信息內(nèi)所包含的關(guān)心區(qū)域1320中心點(diǎn)與拍攝區(qū)域1310中心點(diǎn)之間的距離及角度差，實(shí)際旋轉(zhuǎn)操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120的信息。
[0247]另外，為了能夠使路徑復(fù)位命令中所包含的有關(guān)旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)量的信息更加準(zhǔn)確，當(dāng)檢測(cè)到外力的期間，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130也可以向移動(dòng)補(bǔ)償裝置400輸出用于中止使識(shí)別點(diǎn)510、540與畫面中心點(diǎn)520—致處理的命令。
[0248]復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130在拍攝區(qū)域1310未確認(rèn)到關(guān)心區(qū)域1320時(shí)，在存儲(chǔ)部720中存儲(chǔ)最初施加外力的方向(即關(guān)心區(qū)域1320從拍攝區(qū)域1310中心點(diǎn)移動(dòng)的方向)，之后可以先生成并輸出向該方向的反方向移動(dòng)的路徑復(fù)位命令，然后當(dāng)在拍攝區(qū)域1310觀察到關(guān)心區(qū)域1320時(shí)，再生成并輸出根據(jù)上述方式的路徑復(fù)位命令。
[0249]而且，復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130在拍攝區(qū)域1310內(nèi)只確認(rèn)到部分關(guān)心區(qū)域1320而未識(shí)另IJ到關(guān)心區(qū)域1320中心點(diǎn)時(shí)，也可以將目前所觀察到的部分關(guān)心區(qū)域1320的中心點(diǎn)視為實(shí)際中心點(diǎn)來進(jìn)行處理，直至識(shí)別到關(guān)心區(qū)域1320的實(shí)際中心點(diǎn)為止。
[0250]至此，參照?qǐng)D11至圖13說明了，當(dāng)手術(shù)機(jī)器人由于外力脫離預(yù)設(shè)的一條移動(dòng)路徑的情況，當(dāng)識(shí)別到外力不再存在時(shí)，復(fù)位到該移動(dòng)路徑810,進(jìn)行根據(jù)位置移動(dòng)命令的移動(dòng)。
[0251]但是，用于手術(shù)機(jī)器人位置移動(dòng)的移動(dòng)路徑例如可以預(yù)先由半徑不同的多個(gè)圓形等形成多個(gè)。此時(shí)，如手術(shù)機(jī)器人沿第一移動(dòng)路徑進(jìn)行位置移動(dòng)的過程中，由于外力脫離第一移動(dòng)路徑而位于第二移動(dòng)路徑上時(shí)，當(dāng)識(shí)別到外力不再存在時(shí)，手術(shù)機(jī)器人也可以不必復(fù)位到第一移動(dòng)路徑而沿第二移動(dòng)路徑進(jìn)行根據(jù)移動(dòng)命令的位置移動(dòng)。
[0252]例如，手術(shù)機(jī)器人通過所具備的識(shí)別單元識(shí)別到手術(shù)室地面或天花板上圖示的熒光涂料或檢測(cè)到磁軌等時(shí)，可以識(shí)別為位于移動(dòng)路徑上。如果，未識(shí)別到熒光涂料或磁軌等時(shí)，也可以如上所述的向外力存在的反方向移動(dòng)時(shí)沿最初識(shí)別的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)。
[0253]這樣，當(dāng)手術(shù)機(jī)器人從當(dāng)前所處的移動(dòng)路徑脫離時(shí)，即沿著與原來移動(dòng)路徑不同的移動(dòng)路徑進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，上述復(fù)位路徑?jīng)Q定部1130也可以稱之為路徑重設(shè)定部。
[0254]圖14是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的路徑復(fù)位控制方法的順序圖。
[0255]參照?qǐng)D14,在步驟1410中，主體部100從主機(jī)器人接收位置移動(dòng)命令并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部720。位置移動(dòng)命令至少可以包括目的地位置信息。
[0256]在步驟1420中，主體部100利用從接近傳感器部1110輸出的檢測(cè)信號(hào)判斷移動(dòng)路徑810上是否存在障礙物。
[0257]如果障礙物不存在時(shí)進(jìn)行步驟1460,如果障礙物存在時(shí)進(jìn)行步驟1430。
[0258]在步驟1430中，主體部100為了中止手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)而控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作。此時(shí)，報(bào)警執(zhí)行部也可以以視覺方式或/及聲音方式執(zhí)行用于進(jìn)行報(bào)警處理的動(dòng)作。
[0259]在步驟1440中，主體部100利用外力檢測(cè)部1120的檢測(cè)信號(hào)來判斷對(duì)主體部100施加的外力是否停止。在此，外力可以是如上所述的對(duì)手術(shù)機(jī)器人直接施加的物理力或通過操作用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人的操作部而施加的力等。[〇26〇]如果持續(xù)施加外力時(shí)，在步驟1440中待機(jī)，此時(shí)手術(shù)機(jī)器人根據(jù)施加的外力方向及大小移動(dòng)。
[0261]但是，當(dāng)施加的外力被停止時(shí)，在步驟1450中，主體部100向多方向旋轉(zhuǎn)輪120輸出使關(guān)心區(qū)域1320中心點(diǎn)位于拍攝區(qū)域1310中心點(diǎn)(即畫面中心點(diǎn))的路徑復(fù)位控制信號(hào)。
[0262]之后，復(fù)位到預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810的主體部100,在步驟1460中，向多方向旋轉(zhuǎn)輪 120輸出用于進(jìn)行根據(jù)步驟1410而接收的位置移動(dòng)命令的位置移動(dòng)的控制信號(hào)。[〇263]圖15是表不本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的主機(jī)器人結(jié)構(gòu)的概略圖，圖16是表不用畫面顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)操作的示例圖。
[0264] 如上所述，主機(jī)器人1500可以與包括主體部100的手術(shù)機(jī)器人(即從機(jī)器人)一體形成，或可以通過通信網(wǎng)相連接實(shí)現(xiàn)。
[0265] 參照?qǐng)D15,主機(jī)器人1500可以包括:通信部1510;顯示部1520;輸入部1530;移動(dòng)信息生成部1540;詳細(xì)信息生成部1550;命令生成部1560及控制部1570。
[0266]通信部1510通過有線或無線通信網(wǎng)與手術(shù)機(jī)器人的主體部100結(jié)合，向主體部100 傳送位置移動(dòng)命令、手術(shù)工具操作命令等中的一個(gè)以上，并從主體部100接收通過攝像機(jī)部 410、插入在人體內(nèi)部的內(nèi)窺鏡等中的一個(gè)以上拍攝的圖像信息。
[0267] 而且，通信部1510還可以由主機(jī)器人通過有線或無線通信網(wǎng)從設(shè)在手術(shù)室天花板上的天花板攝像機(jī)部1590接收有關(guān)手術(shù)室狀況的圖像信息。天花板攝像機(jī)部1590例如可以包括圖像傳感器(Image Sensor)。[〇268]顯示部1520將通過通信部1510接收的由攝像機(jī)部410及/或內(nèi)窺鏡拍攝的圖像信息和由天花板攝像機(jī)部1590拍攝的圖像信息以視覺信息輸出。圖16示出了通過天花板攝像機(jī)部1590拍攝的圖像信息(即手術(shù)室圖像信息)的示例，有關(guān)手術(shù)臺(tái)150位置及手術(shù)機(jī)器人位置等的信息可以作為視覺信息。由天花板攝像機(jī)部1590拍攝的圖像信息可以通過顯示部 1520顯示實(shí)際圖像信息，也可以解析該圖像信息并用預(yù)設(shè)的圖標(biāo)或圖形來代替而通過顯示部1520顯示。
[0269]顯示部1520還可以顯示有關(guān)手術(shù)患者的信息(例如，心跳數(shù)、參照?qǐng)D像(例如、CT圖像、MRI圖像等)等)。[〇27〇]顯示部1520例如可以包括一個(gè)以上的監(jiān)視器來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)顯示部1520以觸摸屏的形式實(shí)現(xiàn)時(shí)，還能夠執(zhí)行輸入部1530的功能。
[0271]輸入部1530是用于輸入手術(shù)工具操作命令及位置移動(dòng)命令的單元。
[0272]輸入部1530例如可以包括用于輸入手術(shù)工具操作命令的一個(gè)以上操縱器。操縱器可以是例如多個(gè)手柄，該手柄供施術(shù)者用雙手抓住而通過操作能夠執(zhí)行手術(shù)動(dòng)作(例如機(jī)器臂的位置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、切割作業(yè)等)。操縱器為手柄時(shí)，可包括主手柄和副手柄。施術(shù)者例如可以僅通過主手柄操作從機(jī)器臂或內(nèi)窺鏡等，或也可以操作副手柄同時(shí)對(duì)多個(gè)手術(shù)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)操作。主手柄及副手柄根據(jù)其操作方式可以具有多種機(jī)械結(jié)構(gòu)，例如，可以使用操縱桿形式、鍵盤、跟蹤球、觸摸屏等用于使手術(shù)機(jī)器人的機(jī)器臂及/或其它手術(shù)設(shè)備動(dòng)作的多種輸入單元。當(dāng)然，操縱器的形狀并不限定于手柄，只要是通過有線或無線通信網(wǎng)能夠控制手術(shù)機(jī)器人動(dòng)作的形式均可不受限制地適用。
[0273]另外，輸入部1530還可以包括指示單元，用于輸入對(duì)手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)命令。 指示單元可以是在觸摸屏、能夠指定顯示部1520顯示的視覺信息中任一位置的鼠標(biāo)裝置、 鍵盤裝置等。利用輸入部1530輸入位置移動(dòng)命令的過程在后面參照相關(guān)附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0274]移動(dòng)信息生成部1540生成位置移動(dòng)信息，該位置移動(dòng)信息是用于使主體部100向由天花板攝像機(jī)部1590拍攝而通過顯示部1520顯示的手術(shù)室圖像信息中施術(shù)者利用輸入部1530指定的位置進(jìn)行移動(dòng)的信息。
[0275]移動(dòng)信息生成部1540也可以執(zhí)行換算處理，在生成位置移動(dòng)信息時(shí)，將施術(shù)者在畫面上指定的各點(diǎn)(point)間的距離及角度換算成用于實(shí)際移動(dòng)的主體部100的移動(dòng)方向及移動(dòng)量。為了這種換算處理，有關(guān)以基準(zhǔn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)而算出角度的方式及將畫面上的距離換算成實(shí)際移動(dòng)距離的方式等的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，可以預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部(未圖示)。
[0276]姿態(tài)信息生成部1550生成姿態(tài)信息，從而當(dāng)根據(jù)通過移動(dòng)信息生成部1540生成的位置移動(dòng)信息移動(dòng)主體部100位置時(shí)，使主體部100的特定部位(例如，前面等)朝向手術(shù)臺(tái) 150的方向或位于由使用者指定的方向。用于使手術(shù)機(jī)器人配置成適合進(jìn)行手術(shù)形態(tài)的姿態(tài)信息，也可以是使主體部100旋轉(zhuǎn)的信息，當(dāng)施術(shù)者利用輸入部1530指定在固定位置的主體部100旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向，或在手術(shù)室圖像信息中指定主體部100周邊的任一點(diǎn)時(shí)，使該點(diǎn)朝向主體部1 〇〇前面。
[0277]命令生成部1560生成對(duì)應(yīng)通過移動(dòng)信息生成部1540生成的位置移動(dòng)信息的位置移動(dòng)命令和對(duì)應(yīng)通過姿態(tài)信息生成部1550生成的姿態(tài)信息的姿態(tài)控制命令，并通過有線或無線通信網(wǎng)傳送給主體部100。另外，命令生成部1550還可以生成對(duì)應(yīng)施術(shù)者利用輸入部 1530輸入的手術(shù)工具操作信息的手術(shù)工具操作命令，并傳送給主體部100。主體部100被控制成，根據(jù)命令生成部1560提供的位置移動(dòng)命令、姿態(tài)控制命令及/或手術(shù)工具操作命令進(jìn)行操作。
[0278]控制部用于控制在主機(jī)器人1500中所包含的各構(gòu)成要素的動(dòng)作。
[0279] 在圖16中示出了由天花板攝像機(jī)1590拍攝而通過顯示部1520顯示的用于移動(dòng)操作手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)室圖像信息。[〇28〇]通過顯示部1520顯示的手術(shù)室圖像信息的各像素能夠預(yù)設(shè)成以相對(duì)坐標(biāo)或絕對(duì)坐標(biāo)來確定各點(diǎn)位置。各像素以相對(duì)坐標(biāo)特定時(shí)，如圖所示，可以將最左側(cè)最下端點(diǎn)指定為 (0、0)，并以它為基準(zhǔn)指定各像素的坐標(biāo)。
[0281]在參照?qǐng)D16說明手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，假設(shè)主體部100的當(dāng)前位置位于相對(duì)坐標(biāo)為 (50、25)的P0，目的地位置位于相對(duì)坐標(biāo)為(48、115)的P3，而P0位置和P3位置被手術(shù)臺(tái)150 阻擋。
[0282]施術(shù)者參照通過顯示部1520顯示的手術(shù)室圖像信息，依次指定作為將主體部100從P0位置移動(dòng)到P3位置時(shí)的路徑點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)為(10、20)的P1位置和相對(duì)坐標(biāo)為(10、95) 的P2位置。當(dāng)然，可以指定P2位置后指定P3位置，也可以指定P1位置之前指定P0位置。[〇283]當(dāng)施術(shù)者利用輸入部1530的各位置指定結(jié)束后，移動(dòng)信息生成部1540識(shí)別指定的各位置之間的利用相對(duì)坐標(biāo)的距離及方向，并參照預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息， 生成有關(guān)多方向旋轉(zhuǎn)輪120的旋轉(zhuǎn)方向(即主體部100的移動(dòng)方向)和旋轉(zhuǎn)量(即主體部100 的移動(dòng)距離或移動(dòng)量)信息、即位置移動(dòng)信息。
[0284]例如，從P0位置移動(dòng)到P1位置時(shí)，移動(dòng)信息生成部1540利用相對(duì)坐標(biāo)及三角函數(shù)運(yùn)算傾斜角及距離后，生成將該角度(例如-7度)為移動(dòng)方向、包括根據(jù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息將該距離運(yùn)算成移動(dòng)量(例如8圈)的位置移動(dòng)信息。如果該角度是以預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)方向(例如，手術(shù)室的橫向直線)為基準(zhǔn)算出，而根據(jù)多方向旋轉(zhuǎn)輪120旋轉(zhuǎn)方向的基準(zhǔn)方向也是以主體部 100的橫向直線設(shè)定時(shí)，也可以在手術(shù)室圖像信息中，通過圖像識(shí)別技術(shù)(例如，邊緣檢測(cè)等)識(shí)別主體部100下部形狀后，重算出根據(jù)主體部100下部形狀的基準(zhǔn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的旋轉(zhuǎn)方向。
[0285]這樣，依次生成有關(guān)施術(shù)者指定的各路徑點(diǎn)及目的地位置的位置移動(dòng)信息，并將對(duì)應(yīng)的位置移動(dòng)命令傳送給主體部100,從而能夠使手術(shù)機(jī)器人(即主體部100)向施術(shù)者指定的方向及位置移動(dòng)。
[0286]此時(shí)，將手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)到指定位置時(shí)，手術(shù)工具等應(yīng)朝向躺在手術(shù)臺(tái)150上的患者。人體內(nèi)部插入手術(shù)工具的狀態(tài)下移動(dòng)手術(shù)機(jī)器人時(shí)，為了保護(hù)患者安全等目的更應(yīng)如此。
[0287]只要施術(shù)者設(shè)定為了移動(dòng)主體部100位置而選擇位置之前、途中或之后指定手術(shù)臺(tái)150生成用于控制手術(shù)機(jī)器人姿態(tài)的姿態(tài)控制命令，則手術(shù)機(jī)器人如圖16所示的使手術(shù)處理部140朝向手術(shù)患者的形式控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
[0288]至此，以利用由天花板攝像機(jī)部1590拍攝的圖像信息控制手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)位置的方法為主進(jìn)行了說明。但是，即使不使用天花板攝像機(jī)部1590,也可以利用如上所述的光學(xué)跟蹤器(optical tracker)、磁跟蹤器(magnetic tracker)或其它用于跟蹤位置的方式控制手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)。
[0289]另外，即使在手術(shù)室天花板上不設(shè)置攝像機(jī)，只要手術(shù)機(jī)器人能夠識(shí)別與手術(shù)臺(tái) 150的位置關(guān)系就可以，所以還可以使用在手術(shù)臺(tái)150上附加識(shí)別標(biāo)記，并在手術(shù)機(jī)器人上安裝攝像機(jī)識(shí)別相互間的位置關(guān)系從而移動(dòng)位置的方法等。
[0290]圖17是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0291]參照?qǐng)D17,在步驟1710中，主機(jī)器人1500通過顯示部1520顯示圖像信息(即手術(shù)室圖像信息)，該圖像信息是將由天花板攝像機(jī)部1590提供的圖像信號(hào)進(jìn)行處理的信息。
[0292]在步驟1720中，為了控制手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)，主機(jī)器人1500接收施術(shù)者參照在顯示部1520顯示的手術(shù)室圖像信息而利用輸入部1530輸入的路徑點(diǎn)位置信息及目的地位置信息。此時(shí)，還可以接收如上所述的用于控制手術(shù)機(jī)器人姿態(tài)的姿態(tài)信息。
[0293]在步驟1730中，參照在步驟1720中輸入的路徑點(diǎn)及目的地位置信息和預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，主機(jī)器人1500生成用于使手術(shù)機(jī)器人依次向各位置移動(dòng)的位置移動(dòng)命令，并通過有線或無線通信網(wǎng)傳送給主體部1〇〇。此時(shí)，還可以生成用于控制手術(shù)機(jī)器人姿態(tài)的姿態(tài)控制命令，并通過有線或無線通信網(wǎng)傳送給主體部100。
[0294]根據(jù)在步驟1730中傳送的位置移動(dòng)命令，主體部100控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作，從而移動(dòng)到施術(shù)者指定的目的地位置。
[0295]圖18是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖，圖19是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的移動(dòng)補(bǔ)償裝置的移動(dòng)補(bǔ)償方法的概念圖，圖20是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的多方面旋轉(zhuǎn)輪的控制基準(zhǔn)信息的示例圖，圖21是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的算出旋轉(zhuǎn)角概念的示例圖。
[0296]參照?qǐng)D18,移動(dòng)補(bǔ)償裝置400包括:攝像機(jī)部410、圖像信息生成部420、識(shí)別點(diǎn)信息解析部430、位移量解析部440、控制命令生成部450、輸出部460、旋轉(zhuǎn)角算出部1810、停止請(qǐng)求生成部1820及控制部470。如上所述，移動(dòng)補(bǔ)償裝置400可以設(shè)在主體部100或手術(shù)處理部 140,并將用于移動(dòng)操作手術(shù)處理部140的控制命令提供給結(jié)合部130。
[0297]攝像機(jī)部410輸出拍攝手術(shù)部位而生成的圖像信號(hào)。攝像機(jī)部410例如可以包括圖像傳感器(Image Sensor)。[〇298]圖像信息生成部420處理由攝像機(jī)部410輸入的圖像信號(hào)而生成通過設(shè)置或結(jié)合在主機(jī)器人上的顯示裝置(未圖示)輸出的圖像信息。而且，通過圖像信息生成部420生成的圖像信息可以生成為，通過識(shí)別點(diǎn)信息解析部430能夠解析像素信息的圖像格式。[〇299]識(shí)別點(diǎn)信息解析部430生成解析信息，該解析信息是通過圖像信息生成部420生成的圖像信息中所包含的對(duì)象(object)的坐標(biāo)信息及與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的有關(guān)距離及角度的解析信息。由識(shí)別點(diǎn)信息解析部430解析的對(duì)象可以是如上參照?qǐng)D3說明的在醫(yī)療用套管針 300的上部套管殼310的一側(cè)形成的識(shí)別標(biāo)記350、患者的特定部位(例如，肚臍)、手術(shù)外罩的特定部位等。[〇300]位移量解析部440生成位移量信息，該位移量信息是通過識(shí)別點(diǎn)信息解析部430生成的有關(guān)各圖像幀的解析信息之間的距離及角度的位移量信息。[0301 ]控制命令生成部450生成控制命令，該控制命令是調(diào)節(jié)結(jié)合部130使通過位移量解析部440生成的位移量信息變?yōu)榱?zero)的命令。控制命令是通過結(jié)合部130的移動(dòng)操作向使識(shí)別點(diǎn)位置保持固定(即手術(shù)處理部140的位移量信息為零)的方向及距離直線及/或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的命令，即使主體部100通過根據(jù)控制命令的結(jié)合部130操作而向任一方向移動(dòng)，但手術(shù)處理部140的位置還可以保持在主體部100移動(dòng)前的位置。[〇3〇2]輸出部460為了使通過攝像機(jī)部410輸入的圖像不變(S卩，以躺在手術(shù)臺(tái)150上的患者為基準(zhǔn)的手術(shù)處理部140的位置在誤差范圍內(nèi)不變)，將通過控制命令生成部450生成的控制命令輸出給結(jié)合部130。[〇3〇3]當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)角算出部1810算出的旋轉(zhuǎn)角識(shí)別為手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出部460將由停止請(qǐng)求生成部1820生成的停止請(qǐng)求信息輸出給主體部100。[〇3〇4] 而且，輸出部460通過將控制命令傳送給主機(jī)器人從而識(shí)別用于保持手術(shù)處理部 140位置的結(jié)合部130的操作狀態(tài)，或者為了將由圖像信息生成部420生成的圖像信息通過設(shè)置或結(jié)合在主機(jī)器人上的顯示裝置(未圖示)輸出，傳送給主機(jī)器人。[〇3〇5]旋轉(zhuǎn)角算出部1810利用處理通過攝像機(jī)部410輸入的圖像信號(hào)而生成的圖像信息及預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部(未圖示)中的控制基準(zhǔn)信息，生成手術(shù)機(jī)器人或/及手術(shù)臺(tái)150以中心點(diǎn)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)多少量的旋轉(zhuǎn)角信息。在此，中心點(diǎn)例如可以是手術(shù)臺(tái)150的橫向縱向的中心點(diǎn)，或手術(shù)部位的中;L1、點(diǎn)。
[0306]旋轉(zhuǎn)角算出部1810利用通過位移量解析部440解析的角度的位移量信息，生成有關(guān)手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)多少量的信息，而生成的旋轉(zhuǎn)角信息可以提供給主體部100。而且， 旋轉(zhuǎn)角算出部1810可以識(shí)別出，根據(jù)從主機(jī)器人接收的位置移動(dòng)命令移動(dòng)至目的地位置信息時(shí)所剩余旋轉(zhuǎn)角為多少，并將各解析步驟中的旋轉(zhuǎn)角信息及/或算出的剩余旋轉(zhuǎn)角信息傳送給主體部100,以便用于控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120。[〇3〇7]停止請(qǐng)求生成部1820通過旋轉(zhuǎn)角算出部1810判斷剩余旋轉(zhuǎn)角為零(zero)時(shí)，生成停止請(qǐng)求信息并通過輸出部460輸出給主體部100，該停止請(qǐng)求信息是，用于停止根據(jù)位置移動(dòng)命令的主體部100移動(dòng)的信息。如果包含于主體部100的任一構(gòu)成要素(例如，旋轉(zhuǎn)輪操作部7 40)能夠利用由旋轉(zhuǎn)角算出部1810提供的旋轉(zhuǎn)角信息判斷剩余旋轉(zhuǎn)角是否為零，也可以省略停止請(qǐng)求生成部1820。[〇3〇8]控制部470控制移動(dòng)補(bǔ)償裝置400的各構(gòu)成要素執(zhí)行上述功能。
[0309]在圖19中示出移動(dòng)補(bǔ)償裝置的移動(dòng)補(bǔ)償方法的概念圖，在圖20中例示出多方向旋轉(zhuǎn)輪120的控制基準(zhǔn)信息，在圖21中例示出旋轉(zhuǎn)角算出概念。
[0310]如圖19所示，在手術(shù)過程中為了順利進(jìn)行手術(shù)，可以使手術(shù)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810移動(dòng)，也可以旋轉(zhuǎn)手術(shù)臺(tái)150。在此，移動(dòng)路徑810可以由多個(gè)虛擬路徑點(diǎn)形成，各虛擬路徑點(diǎn)可以連續(xù)配置或也可以分別隔開配置。
[0311]當(dāng)使手術(shù)機(jī)器人從當(dāng)前位置沿著移動(dòng)路徑810移動(dòng)時(shí)，可以利用從當(dāng)前位置至目的地位置的旋轉(zhuǎn)角。例如，指示從當(dāng)前位置的P0移動(dòng)至P5位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)角算出部1810及/或主體部100可以識(shí)別該位置移動(dòng)命令是以中心點(diǎn)為基準(zhǔn)沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810旋轉(zhuǎn)移動(dòng) 170度的命令。[〇312]根據(jù)位置移動(dòng)命令，主體部100參照如圖20所示的控制基準(zhǔn)信息控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作，從而能夠經(jīng)由虛擬各路徑點(diǎn)而移動(dòng)到目的地位置?？刂苹鶞?zhǔn)信息中包括在各虛擬路徑點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)以中心點(diǎn)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)了多少度的信息，所以主體部100可以識(shí)別是否旋轉(zhuǎn)移動(dòng)了符合目的地旋轉(zhuǎn)角信息(即從當(dāng)前位置至目的地位置的旋轉(zhuǎn)角信息)的角度。
[0313]而且，旋轉(zhuǎn)角算出部1810接收從主機(jī)器人1500傳送的位置移動(dòng)命令或從主體部 1〇〇接收對(duì)應(yīng)于位置移動(dòng)命令的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息時(shí)，可以識(shí)別沿預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810以中心點(diǎn)為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)多少度，也可以參照位移量解析部440提供的有關(guān)角度位移量信息，確認(rèn)剩余旋轉(zhuǎn)角信息(即從目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息中運(yùn)算出根據(jù)位移量信息的旋轉(zhuǎn)角信息的值)是否為零(zero)。如果主體部100構(gòu)成為能夠從移動(dòng)補(bǔ)償裝置400接收停止請(qǐng)求信息為止持續(xù)移動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)角算出部1810也可以控制停止請(qǐng)求生成部1820以剩余旋轉(zhuǎn)角信息變?yōu)榱銥橹共簧赏Ｖ拐?qǐng)求信息。
[0314]但是，如果施術(shù)者指定主體部100從P0位置移動(dòng)至P5位置而手術(shù)機(jī)器人移動(dòng)過程中增加實(shí)施手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)時(shí)，主體部100應(yīng)該移動(dòng)至什么位置成問題。這是由于對(duì)于躺在手術(shù)臺(tái)150上的手術(shù)患者來說，最初指定的P5位置為最適合進(jìn)行后續(xù)手術(shù)操作的位置。 [〇315]因此，當(dāng)手術(shù)臺(tái)150向任一方向旋轉(zhuǎn)了任一角度時(shí)，作為最初指定的目的地位置的 P5位置應(yīng)該變更為對(duì)應(yīng)于手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)的P1位置。而且，為了能夠正確判斷變更的目的地位置，當(dāng)識(shí)別到手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)時(shí)，直至手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)結(jié)束為止，手術(shù)機(jī)器人應(yīng)該停止移動(dòng)位置。
[0316] S卩，主體部100根據(jù)控制基準(zhǔn)信息在各虛擬路徑點(diǎn)之間進(jìn)行移動(dòng)從而移動(dòng)至目的地位置的過程中，從旋轉(zhuǎn)角算出部1810接收利用通過位移量解析部440解析的有關(guān)角度位移量信息的旋轉(zhuǎn)角信息，并判斷接收的旋轉(zhuǎn)角信息是否在誤差范圍內(nèi)與控制基準(zhǔn)信息中所包含的旋轉(zhuǎn)角信息一致。如果超出誤差范圍而不一致時(shí)，則識(shí)別為手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)，從而為了停止手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)，中止操作多方向旋轉(zhuǎn)輪120。手術(shù)機(jī)器人停止移動(dòng)后，從旋轉(zhuǎn)角算出部1810接收到非零(zero)的旋轉(zhuǎn)角信息時(shí)，表示該手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)繼續(xù)，為了使手術(shù)機(jī)器人向適當(dāng)位置移動(dòng)，需要將手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)角信息反映到剩余旋轉(zhuǎn)角信息中。
[0317]如果，假設(shè)手術(shù)機(jī)器人在按照如圖19所示箭頭方向沿指定移動(dòng)路徑810旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的過程中，手術(shù)臺(tái)150按照如圖19所示箭頭方向(即手術(shù)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)方向的反方向)旋轉(zhuǎn)時(shí)， 通過圖像信息生成部420生成的圖像信息(參照?qǐng)D21的(a))可以表示為向各方向旋轉(zhuǎn)(參照?qǐng)D21的(b)及(c))。[〇318]表示為向各方向旋轉(zhuǎn)的圖像信息，通過位移量解析部440及控制命令生成部450等的處理，如參照?qǐng)D4b等進(jìn)行的說明，被控制成識(shí)別點(diǎn)位于畫面中心點(diǎn)，在這個(gè)過程中可以識(shí)別出圖像信息向哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)了多少度。
[0319]如圖21所示，如果手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)方向與手術(shù)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方向相反時(shí)，可以從剩余旋轉(zhuǎn)角信息中減去手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)角，從而更新處理剩余旋轉(zhuǎn)角信息(即目的地位置信息)。但是，手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)方向與手術(shù)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方向相同時(shí)，可以將手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)角與剩余旋轉(zhuǎn)角信息進(jìn)行相加，從而更新處理目的地位置信息。
[0320]主體部100在停止移動(dòng)的狀態(tài)下，將由旋轉(zhuǎn)角算出部1810提供的旋轉(zhuǎn)角信息識(shí)別成手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)引起的旋轉(zhuǎn)角信息，從而更新旋轉(zhuǎn)角信息。被更新的剩余旋轉(zhuǎn)角信息可以再次提供給移動(dòng)補(bǔ)償裝置400,而手術(shù)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑810移動(dòng)直至剩余旋轉(zhuǎn)角信息變成零為止。
[0321]圖22是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)操作方法的順序圖。
[0322]參照?qǐng)D22,在步驟2210中，主體部100接收傳送給主機(jī)器人1500的位置移動(dòng)命令或/及目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角信息(即從當(dāng)前位置至目的地位置的旋轉(zhuǎn)角信息)進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0323]在步驟2220中，主體部100利用由移動(dòng)補(bǔ)償裝置400解析及算出對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)部 410圖像信號(hào)的圖像信息而提供的旋轉(zhuǎn)角信息，來判斷手術(shù)臺(tái)150是否旋轉(zhuǎn)。主體部100通過根據(jù)位置移動(dòng)命令旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的手術(shù)機(jī)器人比預(yù)期旋轉(zhuǎn)角(參照?qǐng)D20)在誤差范圍內(nèi)大或小的旋轉(zhuǎn)角通過圖像信息解析識(shí)別而提供時(shí)，可識(shí)別為手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)。
[0324]如果識(shí)別手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)了時(shí)進(jìn)行步驟2230,否則進(jìn)行步驟2250。
[0325]在步驟2230中，主體部100準(zhǔn)確算出手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)角，為了修改目的地位置而中止多方向旋轉(zhuǎn)角120的移動(dòng)操作，并參照由移動(dòng)補(bǔ)償裝置400提供的旋轉(zhuǎn)角信息算出手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)角。移動(dòng)補(bǔ)償裝置400可以解析對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)部410的圖像信號(hào)的圖像信息而算出手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)引起的旋轉(zhuǎn)角，可以利用通過位移量解析部440生成的解析信息之間的有關(guān)角度位移量信息。而且，主體部100可以反映手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)引起的旋轉(zhuǎn)角信息而更新處理剩余旋轉(zhuǎn)角信息。[〇326]在步驟2240中，主體部100利用通過移動(dòng)補(bǔ)償裝置400提供的旋轉(zhuǎn)角信息來判斷手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)是否結(jié)束。
[0327]如果，手術(shù)臺(tái)150的旋轉(zhuǎn)未結(jié)束時(shí)再次進(jìn)行步驟2230,手術(shù)臺(tái)150旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行步驟2250。
[0328]在步驟2250中，主體部100判斷剩余旋轉(zhuǎn)角信息是否為零(即手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置是否為根據(jù)位置移動(dòng)命令的目的地位置)。
[0329]如果當(dāng)前位置不是目的地位置時(shí)進(jìn)行步驟2260,主體部100重新開始向目的地位置的移動(dòng)，再次進(jìn)行步驟2220。[〇33〇] 但是通過步驟2250的判斷，如果當(dāng)前位置是目的地位置時(shí)，進(jìn)行步驟2270,主體部 400直至接收后續(xù)命令(例如，手術(shù)工具操作命令、位置移動(dòng)命令)為止待機(jī)。
[0331]圖23a至23c是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的手術(shù)機(jī)器人的移動(dòng)概念圖。
[0332]g卩，圖23a至23c是表示主體部100移動(dòng)前和移動(dòng)后的主體部100、手術(shù)處理部140、 手術(shù)臺(tái)150及手術(shù)患者之間關(guān)系的示意圖。為了簡(jiǎn)化圖示，用線圖示了包含于手術(shù)處理部 140的機(jī)器臂及器械2310。
[0333]如圖23a至23c所示，當(dāng)主體部100從患者頭部右側(cè)移動(dòng)到左側(cè)時(shí)，主體部100通過控制多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作，使主體部100依次移動(dòng)到如圖23b及23c所示的位置。
[0334]但是，如圖23b及23c所示，與前面的說明不同，手術(shù)處理部140控制成對(duì)于患者的相對(duì)位置及方向不固定。
[0335]S卩，在移動(dòng)主體部100的過程中，施術(shù)者希望輸入與如圖23a所示位置上輸入的圖像不同的圖像信息并顯示時(shí)，或有意控制手術(shù)處理部140的位置而希望輸入不同圖像信息并顯示時(shí)，可以通過適當(dāng)控制結(jié)合部130來控制手術(shù)處理部140的位置及方向。但是，此時(shí)， 主體部100需要對(duì)機(jī)器臂及器械2310的插入位置進(jìn)行控制，以防止由于插入在人體內(nèi)部的器械等的插入位置上施加過大力而導(dǎo)致手術(shù)患者的皮膚、臟器等受傷害。
[0336]S卩，如果使用者所需畫面不必與初期畫面始終一致時(shí)，可以考慮手術(shù)臺(tái)150的相對(duì)位置而適當(dāng)控制手術(shù)處理部140位置及/或方向和多方向旋轉(zhuǎn)輪120的動(dòng)作，則能夠提供使用者所需圖像信息。對(duì)此的結(jié)合部130的控制方法可通過本說明書中記載的技術(shù)思想能夠充分理解，故省略對(duì)其的說明。
[0337]當(dāng)然，在主體部100移動(dòng)過程中，施術(shù)者希望輸入相同圖像信息并顯示時(shí)，如上所述，也可以通過控制結(jié)合部130使手術(shù)處理部140的位置及方向以患者為基準(zhǔn)固定地進(jìn)行處理。
[0338]利用上述攝像機(jī)圖像而控制/補(bǔ)償手術(shù)機(jī)器人的方法，可以通過內(nèi)置在數(shù)字處理裝置內(nèi)的軟件程序等以按照時(shí)間序列順序的自動(dòng)程序執(zhí)行。構(gòu)成所述程序的代碼及代碼段，可以通過該領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)編程人員容易推理。而且，所述程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的信息存儲(chǔ)介質(zhì)(computer readable media)上，由計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行，從而能夠?qū)崿F(xiàn)所述方法。 所述信息存儲(chǔ)介質(zhì)包括磁性記錄介質(zhì)、光記錄介質(zhì)及載波媒體。
[0339]在上述參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但對(duì)于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不超出權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明思想及領(lǐng)域的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以進(jìn)行多種變形和變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種操作單元，用于執(zhí)行手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作，該操作單元包括:顯示部，顯示通過天花板攝像機(jī)拍攝的圖像信息；輸入部，參照顯示的所述圖像信息來指定所述手術(shù)機(jī)器人的目的地位置；存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，該轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息是使所述手術(shù)機(jī)器人參照所述圖像 信息從當(dāng)前位置移動(dòng)到目的地位置的信息；移動(dòng)信息生成部，利用所述手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置、目的地位置及轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息，生成 使所述手術(shù)機(jī)器人向目的地位置移動(dòng)的位置移動(dòng)信息；以及命令生成部，生成與所述位置移動(dòng)信息相對(duì)應(yīng)的位置移動(dòng)命令并提供給所述手術(shù)機(jī)器 人。2.如權(quán)利要求1所述的操作單元，其特征在于，還包括:姿態(tài)信息生成部，生成使所述手術(shù)機(jī)器人的前面朝向手術(shù)臺(tái)或位于被使用者指定的方 向的姿態(tài)信息，所述命令生成部還生成對(duì)應(yīng)所述姿態(tài)信息的姿態(tài)控制命令并提供給所述手術(shù)機(jī)器人。3.如權(quán)利要求1所述的操作單元，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息是，將利用所述圖像信息而指定的所述當(dāng)前位置與所述目的地位置 之間的像素間距離及角度，轉(zhuǎn)換成所述手術(shù)機(jī)器人在手術(shù)室內(nèi)移動(dòng)的距離及角度的信息。4.如權(quán)利要求1所述的操作單元，其特征在于，所述手術(shù)機(jī)器人包括:移動(dòng)部，使所述手術(shù)機(jī)器人向任一方向移動(dòng)；通信部，接收所述移動(dòng)部的移動(dòng)操作所需的位置移動(dòng)命令；以及 移動(dòng)操作部，生成使所述移動(dòng)部根據(jù)所述位置移動(dòng)命令沿著預(yù)設(shè)的移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng) 操作的控制信號(hào)，并輸出給所述移動(dòng)部。5.如權(quán)利要求4所述的操作單元，其特征在于，所述移動(dòng)部包括全向輪。6.如權(quán)利要求4所述的操作單元，其特征在于，所述移動(dòng)部以磁懸浮方式及球輪方式中的一個(gè)以上方式實(shí)現(xiàn)。7.如權(quán)利要求1所述的操作單元，其特征在于，所述操作單元是，設(shè)在通過通信網(wǎng)與所述手術(shù)機(jī)器人連接的主機(jī)器人上或直接與所述 手術(shù)機(jī)器人連接的操作板。8.—種手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，通過操作單元來執(zhí)行，包括如下步驟:顯示通過天花板攝像機(jī)拍攝的圖像信息的步驟；參照顯示的所述圖像信息，接收所述手術(shù)機(jī)器人的目的地位置的步驟；利用為了使所述手術(shù)機(jī)器人參照所述圖像信息從當(dāng)前位置移動(dòng)到目的地位置而預(yù)先 存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息、所述手術(shù)機(jī)器人的當(dāng)前位置及目的地位置，生成使所述手術(shù)機(jī)器人 移動(dòng)到目的地位置的位置移動(dòng)信息并傳送給所述手術(shù)機(jī)器人的步驟。9.如權(quán)利要求8所述的手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，其特征在于，還包括:生成使所述手術(shù)機(jī)器人的前面朝向手術(shù)臺(tái)或位于使用者指定的方向的姿態(tài)信息的步驟，還生成對(duì)應(yīng)所述生成的姿態(tài)信息的姿態(tài)控制命令，并傳送給所述手術(shù)機(jī)器人。10.如權(quán)利要求8所述的手術(shù)機(jī)器人的位置移動(dòng)操作方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信息是，將利用所述圖像信息而指定的所述當(dāng)前位置與所述目的地位置 之間的像素間距離及角度，轉(zhuǎn)換成所述手術(shù)機(jī)器人在手術(shù)室內(nèi)移動(dòng)的距離及角度的信息。
【文檔編號(hào)】A61B34/37GK105943162SQ201610345103
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2011年10月21日
【發(fā)明人】崔勝旭, 李珉奎, 閔東明
【申請(qǐng)人】伊頓株式會(huì)社