摘要本申请公开了一种手术床系统、及对应的控制方法和存储介质,该系统包括:手术床系统的处理器通过图像采集装置获取第一参照对象运动时的第一位姿信息、以及获取第二参照对象运动时的第二位姿信息;根据第一位姿信息和第二位姿信息之间的相对位姿关系,生成框架模型的初始模型参数;根据第一位姿信息,更新初始模型参数,并基于更新的模型参数控制驱动装置,以驱动支撑杆的伸缩运动。本申请提升了手术床控制的智能化程度。
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专利类型
发明专利
申请/专利号
CN202410730303.2
申请日期
2024-06-06
公开/公告号
CN118286020A
公开/公告日
2024-07-05
主分类号
A61G13/02(2006.01) A A61 A61G A61G13
分类号
A61G13/02(2006.01) A61B90/00(2016.01) A61G13/08(2006.01) A61G13/10(2006.01) G06T7/70(2017.01) G06V40/10(2022.01) A61G13/02 A61B90/00 A61G13/08 A61G13/10 G06T7/70 G06V40/10
申请/专利权人
深圳市精锋医疗科技股份有限公司
发明/设计人
学术成果认领
主申请人地址
518000 广东省深圳市龙岗区宝龙街道宝龙社区宝荷大道76号智慧家园二期2B1901
国别省市代码
广东;44
主权项:
1.一种手术床系统,其特征在于,所述手术床系统包括: 手术床,包括床体、以及穿过所述床体且可伸缩运动的多个支撑杆; 驱动装置,与每个所述支撑杆连接,以控制每个所述支撑杆的伸缩运动; 图像采集装置,用于跟踪手术空间中第一参照对象和第二参照对象的运动,其中,所述第一参照对象与部分所述支撑杆的端部接触; 存储器,存储有所述手术床在虚拟空间的框架模型; 处理器,被配置为: 通过所述图像采集装置获取包括所述第一参照对象和所述第二参照对象的图像,并基于所述图像确定所述第一参照对象的第一位姿信息、以及所述第二参照对象的第二位姿信息; 根据所述第一位姿信息和所述第二位姿信息之间的相对位姿关系,设置所述框架模型的初始模型参数; 根据所述第一位姿信息,更新所述初始模型参数,并基于更新的模型参数控制所述驱动装置,以驱动所述支撑杆的伸缩运动。 2.根据权利要求1所述的手术床系统,其特征在于,所述框架模型包括与每个所述支撑杆的端部相对应的虚拟节点、以及每两个相邻的虚拟节点之间的虚拟连接杆; 所述框架模型的模型参数包括所述虚拟节点在虚拟空间中的三维坐标,所述模型参数包括所述初始模型参数和所述更新的模型参数。 3.根据权利要求2所述的手术床系统,其特征在于,所述处理器还被配置为: 将所述第一位姿信息和所述第二位姿信息从所述手术空间映射至所述虚拟空间中; 根据映射的结果,确定所述第一参照对象中的解剖部位和所述第二参照对象中的工作部位之间在虚拟空间的相对位姿; 根据所述相对位姿,设置第一虚拟节点的三维坐标中的第一维度坐标,得到初始模型参数,所述第一虚拟节点与所述解剖部位相映射。 4.根据权利要求3所述的手术床系统,其特征在于,所述处理器还被配置为: 根据所述映射的结果,确定所述第一参照对象中解剖部位相对于非解剖部位的第一维度向量; 叠加所述第一虚拟节点的第一维度坐标与所述第一维度向量,得到第二虚拟节点的第一维度坐标,所述第二虚拟节点与所述非解剖部位相映射; 根据所述第二虚拟节点的第一维度坐标,更新所述初始模型参数。 5.根据权利要求2所述的手术床系统,其特征在于,所述处理器还被配置为: 根据所述更新的模型参数中的第一维度坐标,确定所述虚拟连接杆的第一斜率变化曲线,所述第一斜率变化曲线沿着所述虚拟空间的第二维度延伸; 基于所述第一斜率变化曲线,设置所述更新的模型参数中的第二维度坐标; 调整所述更新的模型参数中的第一维度坐标,使得经设置所述第二维度坐标的虚拟节点仍处于所述第一斜率变化曲线上。 6.根据权利要求2所述的手术床系统,其特征在于,所述床体包括第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分通过铰接结构连接,所述虚拟空间的第三维度对应于所述铰接结构的铰接方向; 所述驱动装置包括沿着所述铰接方向布置的多个第一导轨、以及多个第一滑块单元,所述第一导轨与所述第一滑块单元滑动连接,每个所述第一滑块单元与至少一个所述支撑杆连接; 所述处理器还被配置为: 基于所述更新的模型参数中的第一维度坐标,确定所述虚拟连接杆第二斜率变化曲线,所述第二斜率变化曲线沿着所述第三维度延伸; 计算所述第二斜率变化曲线的拟合曲线,并根据所述拟合曲线设置所述更新的模型参数中的第三维度坐标,其中,所述拟合曲线在所述铰接结构的对应位置折叠; 基于所述更新的模型参数中的第三维度坐标和所述拟合曲线的折叠角度,生成第一驱动信号; 所述铰接结构响应于所述第一驱动信号,驱动所述第一部分和所述第二部分进行铰接操作,使得所述第一部分和所述第二部分之间的角度与所述折叠角度一致; 所述第一滑块单元响应于所述第一驱动信号在所述第一导轨上滑动,以带动所述支撑杆相对于所述第三维度的方向平移; 其中,更新所述更新的模型参数中的第一维度坐标,使得经设置所述第三维度坐标的虚拟节点仍处于所述第二斜率变化曲线上。 7.根据权利要求2所述的手术床系统,其特征在于,所述处理器还被配置为: 基于所述更新的模型参数,确定所述第一参照对象的轮廓在所述虚拟空间中所映射的多个第三虚拟节点; 以每个所述第三虚拟节点为起始点,沿着所述虚拟空间中第二维度和第三维度的至少一个维度,分别生成第一维度坐标递增的预设曲线,所述预设曲线沿着朝向所述第一参照对象的相反方向延伸; 根据所述预设曲线,调整所述更新的模型参数中的第一维度坐标。 8.根据权利要求2-7中任一项所述的手术床系统,其特征在于,所述虚拟空间的第一维度与所述床体的表面垂直方向相映射;所述虚拟空间的第二维度和第三维度分别与所述床体的表面平行方向相映射,其中,部分所述支撑杆的端部从所述床体的表面垂直方向伸出,并与所述第一参照对象接触。 9.根据权利要求6所述的手术床系统,其特征在于,所述处理器还被配置为实现以下的至少一项: 基于所述更新的模型参数中的第一维度坐标生成第二驱动信号,以控制所述支撑杆的伸缩长度; 以及, 基于所述更新的模型参数中的第一维度坐标和第二维度坐标生成第三驱动信号,以控制所述支撑杆相对于所述床体的角度。 10.根据权利要求9所述的手术床系统,其特征在于,所述驱动装置包括多个轴向驱动单元,每个所述轴向驱动单元与每个所述支撑杆连接; 所述轴向驱动单元响应于所述第一驱动信号或者所述第二驱动信号,驱动所述支撑杆相对于第一维度的方向进行伸缩运动。 11.根据权利要求9所述的手术床系统,其特征在于,所述驱动装置包括沿着第二维度布置的多个第二导轨、以及多个第二滑块单元,所述第二导轨与所述第二滑块单元滑动连接,每个所述第二滑块单元与至少一个所述支撑杆连接; 所述第二滑块单元响应于第三驱动信号在所述第二导轨上滑动,带动所述支撑杆以穿过所述床体的位置为中心,相对于所述第二维度的方向进行旋转运动。 12.一种应用于如权利要求1-11中任一项所述的手术床系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括: 通过所述图像采集装置获取包括所述第一参照对象和所述第二参照对象的图像,并基于所述图像确定所述第一参照对象的第一位姿信息、以及所述第二参照对象的第二位姿信息; 根据所述第一位姿信息和所述第二位姿信息之间的相对位姿关系,设置所述框架模型的初始模型参数; 根据所述第一位姿信息,更新所述初始模型参数,并基于更新的模型参数控制所述驱动装置,以驱动所述支撑杆的伸缩运动。 13.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求12所述的手术床系统的控制方法的步骤。
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