一种手术机器人控制台切换方法、装置及手术机器人与流程

1.本发明涉及手术机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种手术机器人控制台切换方法、装置及手术机器人。


背景技术：

2.随着手术机器人的快速发展，越来越多的手术可以由手术机器人来完成。腹腔镜手术机器人是用于进行腹腔镜手术的机器人，其由机械臂系统和控制台两部分组成，机械臂系统包括多个机械臂，医生可通过操控控制台的主操作手，远程带动机械臂系统中的机械臂移动以进行腹腔镜手术。同时，腹腔镜手术机器人也可实现传统的多名医生联合手术，即通过多个控制台控制同一个机械臂系统来完成手术，每名医生通过对应的控制台来操控机械臂系统，当一名医生通过控制台完成其手术操作时，切换至下一个控制台，由下一名医生继续进行手术操作，直至整台手术结束。
3.目前，在使用腹腔镜手术机器人进行联合手术时，每次切换控制台，新控制台都需要与机械臂系统重新进行主从匹配，即需要对机械臂系统中机械臂的位置进行调整，使其与新控制台中主操作手的位置保持一致，不仅浪费时间，导致手术时间大幅延长，在移动过程中还有可能会对患者造成伤害。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何减少腹腔镜手术机器人的控制台切换花费的时间，提高控制台切换过程的安全性。
5.为解决上述问题，本发明提供一种手术机器人控制台切换方法、装置及手术机器人。
6.第一方面，本发明提供了一种手术机器人控制台切换方法，包括：
7.执行位置获取步骤，所述位置获取步骤包括实时获取当前控制台主操作手的位置，并将所述位置分别发送至机械臂系统和其它控制台，其中，所述当前控制台为当前时刻具有所述机械臂系统控制权限的控制台，所述机械臂系统用于根据所述位置控制机械臂运动，所述其它控制台用于根据所述位置控制对应的主操作手运动；
8.响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换；
9.以切换后的新控制台为所述当前控制台，执行所述位置获取步骤。
10.可选地，所述响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换包括：
11.当接收到所述当前控制台输出的离合信号，和所述新控制台输出的启动信号时，将所述机械臂系统的控制权限从所述当前控制台切换至所述新控制台。
12.可选地，所述离合信号由所述当前控制台在其离合踏板被踩下时输出，所述启动信号由所述新控制台在其安全开关被触发时输出。
13.可选地，所述进行控制台切换还包括：若接收到至少两个所述启动信号，输出设备锁定指令和错误提示信息，所述设备锁定指令用于锁定所述启动信号对应的控制台，使对
应的控制台不响应用户输入的操作指令。
14.可选地，还包括：当所述当前控制台控制所述机械臂系统运动时，输出所述设备锁定指令至除所述当前控制台以外的其它控制台。
15.可选地，所述将所述机械臂系统的控制权限从所述当前控制台切换至所述新控制台之后，还包括：输出松开离合踏板的提示信息。
16.第二方面，本发明提供了一种手术机器人控制台切换装置，包括：
17.获取模块，用于执行位置获取步骤，包括实时获取当前控制台主操作手的位置，并将所述位置分别发送至机械臂系统和其它控制台，其中，所述当前控制台为当前时刻具有所述机械臂系统控制权限的控制台，所述机械臂系统用于根据所述位置控制机械臂运动，所述其它控制台用于根据所述位置控制对应的主操作手运动；
18.切换模块，用于响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换；以切换后的新控制台为所述当前控制台，执行所述位置获取步骤。
19.第三方面，本发明提供了一种手术机器人控制台切换装置，包括存储器和处理器；
20.所述存储器，用于存储计算机程序；
21.所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如第一方面任一项所述的手术机器人控制台切换方法。
22.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的手术机器人控制台切换方法。
23.第五方面，本发明提供了一种手术机器人，其特征在于，包括机械臂系统、多个控制台和如第三方面所述的手术机器人控制台切换装置，所述手术机器人控制台切换装置分别与所述机械臂系统和各个所述控制台通信连接。
24.本发明的手术机器人控制台切换方法、装置及手术机器人的有益效果是：实时获取当前控制台主操作手的位置，并将该位置发送至机械臂系统和其它控制台，其中，当前控制台为当前时刻具有机械臂系统控制权限的控制台，其它控制台为除当前控制台以外的所有控制台。机械臂系统根据该位置控制机械臂运动，对于除当前控制台以外的每个控制台，根据该位置控制对应的主操作手运动，从而实现所有控制台主操作手的位置与机械臂的位置保持一致。根据用户输入的操作指令进行控制台切换，即断开当前控制台对于机械臂系统的控制连接，将机械臂系统的控制权限切换至新控制台。以切换后具有机械臂系统控制权限的新控制台为当前控制台，重复上述步骤，直至手术结束。本发明的技术方案中，通过手术机器人进行手术时，当前控制台主操作手的位置与机械臂系统中机械臂的位置，以及其它控制台主操作手的位置始终保持一致，当进行控制台切换后，机械臂不需要再去寻找新控制台主操作手的位置，以完成主从匹配，减少了控制台切换花费的时间；同时，避免了机械臂移动以匹配新控制台主操作手的位置时，可能对患者造成的伤害，提高了控制台切换过程的安全性。
附图说明
25.图1为现有技术的手术机器人控制台的俯视图；
26.图2为本发明实施例的手术机器人控制台切换方法的流程示意图；
27.图3为本发明另一实施例的手术机器人控制台切换装置的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1-控制台；11-主操作手；12-离合踏板。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
31.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
32.如图1所示，手术机器人控制台1包括两个主操作手11和离合踏板12，医生通过主操作手11控制机械臂系统，在医生操作时，主操作手11会跟随医生的手做相同的动作，即控制台1的主操作手11会随着医生的手运动而运动。离合踏板12在被踩下时用于输出离合信号，用以切断控制台1对机械臂系统的控制。
33.如图2所示，本发明实施例提供的一种手术机器人控制台切换方法，包括：
34.步骤s110，实时获取当前控制台主操作手的位置，并将所述位置分别发送至机械臂系统和其它控制台，其中，所述当前控制台为当前时刻具有所述机械臂系统控制权限的控制台，所述机械臂系统用于根据所述位置控制机械臂运动，所述其它控制台用于根据所述位置分别控制对应的主操作手运动。
35.具体地，将当前控制台主操作手的位置实时发送至机械臂系统和除当前控制台以外的其它控制台，机械臂系统包括多个机械臂，其控制机械臂根据该位置进行运动，使得机械臂跟随当前控制台主操作手的运动而运动，以进行手术。同时，对于除当前控制台以外的每个控制台，控制其主操作手根据该位置进行运动，使得其主操作手的位置与当前控制器主操作手的位置和机械臂的位置保持一致。
36.步骤s120，响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换。
37.具体地，根据用户通过对应的手术机器人控制台输入的操作指令，对控制台与机械臂系统之间的控制关系进行切换，例如操作指令包括断开控制台对机械臂系统的控制，和建立控制台对机械臂系统的控制。
38.步骤s130，以切换后的新控制台为所述当前控制台，转至步骤s110。
39.具体地，当完成控制台切换后，将切换后对机械臂系统具有控制权限的新控制台作为当前控制台，当前控制台以外的所有控制台为其它控制台，转至步骤s110，继续进行手术，直至手术结束。
40.本实施例中，实时获取当前控制台主操作手的位置，并将该位置发送至机械臂系统和其它控制台，其中，当前控制台为当前时刻具有机械臂系统控制权限的控制台，其它控制台为除当前控制台以外的所有控制台。机械臂系统根据该位置控制机械臂运动，对于除当前控制台以外的每个控制台，根据该位置控制对应的主操作手运动，从而实现所有控制台主操作手的位置与机械臂的位置保持一致，进行控制台切换时，机械臂不需要重新去匹配新控制台主操作手的位置，节省时间，并且能够避免机械臂去寻找新控制台主操作手的
位置对患者造成伤害。根据用户输入的操作指令进行控制台切换，即断开当前控制台对于机械臂系统的控制连接，将机械臂系统的控制权限切换至新控制台。以切换后具有机械臂系统控制权限的新控制台为当前控制台，重复上述步骤，直至手术结束。本发明的技术方案中，通过手术机器人进行手术时，当前控制台主操作手的位置与机械臂系统中机械臂的位置，以及其它控制台主操作手的位置始终保持一致，当进行控制台切换后，机械臂不需要再去寻找新控制台主操作手的位置，以完成主从匹配，减少了控制台切换花费的时间；同时，避免了机械臂移动以匹配新控制台主操作手的位置时，可能对患者造成的伤害，提高了控制台切换过程的安全性。
41.可选地，所述响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换包括：
42.当接收到所述当前控制台输出的离合信号，和所述新控制台输出的启动信号时，将所述机械臂系统的控制权限从所述当前控制台切换至所述新控制台。
43.具体地，所述离合信号由所述当前控制台在其离合踏板被踩下时输出，所述启动信号由所述新控制台在其安全开关被触发时输出。
44.本可选的实施例中，当接收到用户踩下当前控制台的离合踏板时，当前控制台输出的离合信号，断开当前控制台对机械臂系统的控制；接收到用户触发新控制台的安全开关时，输出的启动信号，则建立新控制台对机械臂系统的控制，从而完成从当前控制台到新控制台的切换，将机械臂系统的控制权限切换至新控制台。仅在当前控制器断开对机械臂系统的控制时，实现控制权限的切换，避免存在多个控制台同时具有机械臂系统的控制权限，进而防止多个控制台同时控制机械臂系统对患者造成伤害，提高了控制台切换的安全性。
45.可选地，所述进行控制台切换还包括：若接收到至少两个所述启动信号，输出设备锁定指令和错误提示信息，所述设备锁定指令用于锁定所述启动信号对应的控制台，使对应的控制台不响应用户输入的操作指令。
46.具体地，当接收到两个及以上的启动信号时，表示有至少两个控制台在建立对机械臂系统的控制。为了避免多个控制台对机械臂系统进行控制导致机械臂轨迹异常，进而对患者造成伤害，因此，输出设备锁定指令用以锁定对应的控制台，使对应的控制台无法操作。同时输出错误提示信息提示用户，出现多个控制台同时控制机械臂系统的情况，需要调整操作，例如将手从安全开关处退出，不再触发安全开关。
47.本可选的实施例中，在多个控制台同时建立对机械臂系统的控制联系时，锁定对应的控制台，并输出错误提示信息用以提示用户，提高了控制台切换时的安全性。
48.可选地，还包括：当所述当前控制台控制所述机械臂系统运动时，输出所述设备锁定指令至除所述当前控制台以外的其它控制台。
49.本可选的实施例中，在已有控制台在对机械臂系统进行控制时，为了避免其它控制台上的误操作对手术过程造成不利影响，甚至对患者造成伤害，输出设备锁定指令用以锁定其它控制台，能够提高手术过程中的安全性。
50.可选地，所述将所述机械臂系统的控制权限从所述当前控制台切换至所述新控制台之后，还包括：输出松开离合踏板的提示信息。
51.具体地，当完成控制权限从当前控制台向新控制台的切换过程以后，则不再需要原控制台继续输出离合信号，因此输出松开离合踏板的提示信息用以提示原控制台处用户
松开离合踏板，结束控制台切换操作。
52.如图3所示，本发明实施例提供的一种手术机器人控制台切换装置，包括：
53.获取模块，用于执行位置获取步骤，包括实时获取当前控制台主操作手的位置，并将所述位置分别发送至机械臂系统和其它控制台，其中，所述当前控制台为当前时刻具有所述机械臂系统控制权限的控制台，所述机械臂系统用于根据所述位置控制机械臂运动，所述其它控制台用于根据所述位置控制对应的主操作手运动；
54.切换模块，用于响应于用户输入的操作指令，进行控制台切换；以切换后的新控制台为所述当前控制台，执行所述位置获取步骤。
55.在上述实施例的基础上，可选地，所述切换模块，具体用于当接收到所述当前控制台输出的离合信号，和所述新控制台输出的启动信号时，将所述机械臂系统的控制权限从所述当前控制台切换至所述新控制台。
56.可选地，所述离合信号由所述当前控制台在其离合踏板被踩下时输出，所述启动信号由所述新控制台在其安全开关被触发时输出。
57.可选地，所述切换模块具体还用于：若接收到至少两个所述启动信号，输出设备锁定指令和错误提示信息，所述设备锁定指令用于锁定所述启动信号对应的控制台，使对应的控制台不响应用户输入的操作指令。
58.可选地，还包括控制模块，控制模块用于：当所述当前控制台控制所述机械臂系统运动时，输出所述设备锁定指令至除所述当前控制台以外的其它控制台。
59.可选地，切换模块还用于：输出松开离合踏板的提示信息。
60.本发明又一实施例提供的一种手术机器人控制台切换装置包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的手术机器人控制台切换方法。该装置可包括工控机、计算机和服务器等设备。
61.本发明又一实施例提供的一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的手术机器人控制台切换方法。
62.本发明又一实施例提供的一种手术机器人，其特征在于，包括机械臂系统、多个控制台和如上所述的手术机器人控制台切换装置，所述手术机器人控制台切换装置分别与所述机械臂系统和各个所述控制台通信连接。
63.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。在本技术中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
64.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本
发明的保护范围。