本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，具體涉及手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，尤其涉及手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中可操作器件與機(jī)械臂的對接、導(dǎo)航和定位的控制方法及相應(yīng)的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、手術(shù)機(jī)器人作為醫(yī)療技術(shù)的重要突破，近年來發(fā)展迅速，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，為微創(chuàng)手術(shù)帶來了革命性變化。手術(shù)機(jī)器人根據(jù)控制方式可分為三種類型：“監(jiān)督控制”類機(jī)器人是在外科醫(yī)生完成術(shù)前規(guī)劃后獨(dú)立運(yùn)行，外科醫(yī)生不直接參與手術(shù)，全程負(fù)責(zé)監(jiān)督；“遠(yuǎn)程外科”類機(jī)器人則由外科醫(yī)生進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時控制；“共享控制”類機(jī)器人由外科醫(yī)生和機(jī)器人同時實(shí)時控制。

2、作為一種示例性的手術(shù)機(jī)器人，脊柱手術(shù)機(jī)器人目前主要用于輔助椎弓根螺釘植入，顯著提高了植釘準(zhǔn)確性，減少了患者和操作者輻射暴露。未來，觸覺反饋、自動避碰等技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步擴(kuò)展脊柱手術(shù)機(jī)器人使用范圍，有望完成減壓、矯形等精準(zhǔn)操作，為復(fù)雜脊柱手術(shù)的實(shí)施提供安全保障。目前臨床應(yīng)用的脊柱手術(shù)機(jī)器人均屬于“共享控制”類型。

3、在“遠(yuǎn)程外科”類機(jī)器人中，因?yàn)獒t(yī)生遠(yuǎn)程實(shí)時控制，各有源器械必須提前安裝到機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，才能保證遠(yuǎn)程遙控的操作效率(可參考“達(dá)芬奇”手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的專用有源器械)。而“共享控制”類機(jī)器人與“遠(yuǎn)程外科”類機(jī)器人不同?！肮蚕砜刂啤鳖愋偷募怪中g(shù)機(jī)器人對于可操作器件(例如內(nèi)窺鏡、環(huán)鋸)的操作采用“共享控制”。顧名思義，該可操作器件的驅(qū)動力可能來自脊柱手術(shù)機(jī)器人或其他獨(dú)立系統(tǒng)，該可操作器件的操作可能由醫(yī)生和脊柱手術(shù)機(jī)器人共同完成(例如：醫(yī)生控制切割開關(guān)，機(jī)器人系統(tǒng)負(fù)責(zé)把持和控制移動)。

4、事實(shí)上，機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)該是專注在輔助醫(yī)生完成即使“醫(yī)生的手”也無法完成或是獨(dú)立完成的工作上，而不應(yīng)該是浪費(fèi)任何系統(tǒng)資源替代醫(yī)生進(jìn)行那些沒有臨床技術(shù)難度的操作上(例如：把器械如內(nèi)窺鏡或環(huán)鋸放入器械通道如套筒中)。像是“把有源器械(即由動力源驅(qū)動的可以機(jī)動地驅(qū)動其動作的器械)放入相應(yīng)器械通道”這種往往是由“醫(yī)生的手臂”和“眼”來完成的工作，對于人類而言是非常簡單的手眼協(xié)調(diào)工作，但對于機(jī)器人系統(tǒng)卻是復(fù)雜的機(jī)械臂控制與導(dǎo)航定位結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)的功能，直接由醫(yī)生自己來完成往往效率更高。也就是說，“共享控制”類的手術(shù)機(jī)器人的有源器械可以由醫(yī)生放置到計劃操作位置或其附近(例如將脊柱內(nèi)鏡放置在脊柱內(nèi)鏡手術(shù)的工作通道中)，甚至是操作該器械到需要機(jī)械臂接管之后，再與機(jī)械臂對接并由機(jī)械臂驅(qū)動往往是臨床工作效率更高的現(xiàn)實(shí)解決方案。

5、進(jìn)一步地，在以往的脊柱手術(shù)中通常采用的是光學(xué)硬鏡，這種光學(xué)硬鏡在其末端處設(shè)置有光學(xué)鏡片，并通常在該硬鏡的后端設(shè)置圖像傳感裝置(例如ccd或cmos傳感器)，其將光學(xué)鏡片捕捉的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號，圖像傳感裝置再通過電纜連接到專門的圖像處理裝置，圖像處理裝置連接到手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的主機(jī)以傳輸經(jīng)處理后的圖像或視頻。在該過程中，信號的處理和傳輸用時較長，造成了圖像傳輸延遲，限制了內(nèi)窺鏡實(shí)時成像以及實(shí)時導(dǎo)航的效率和精度，且使用的設(shè)備較為復(fù)雜、數(shù)據(jù)傳輸路徑較長。并且，傳統(tǒng)的脊柱手術(shù)中使用的光學(xué)硬鏡由于其內(nèi)具有光學(xué)鏡片、設(shè)置有額外的圖像傳感裝置而使得整個鏡子的重量很大、不便于醫(yī)生的操作，并且成本較高。

6、而且，在傳統(tǒng)的脊柱內(nèi)鏡手術(shù)中，內(nèi)窺鏡的相機(jī)和工作通道集成在同一個內(nèi)窺鏡伸入筒內(nèi)，醫(yī)生需要頻繁的軸向旋轉(zhuǎn)內(nèi)窺鏡以便觀察各個方向并在內(nèi)窺鏡鏡頭朝向滯壓物時操作內(nèi)鏡減壓工具通過工作通道對滯壓物實(shí)施減壓操作。該操作需要醫(yī)生雙手協(xié)調(diào)，共同操作。由于人體手臂共有7個自由度。醫(yī)生為了完成該軸向旋轉(zhuǎn)動作，其手臂的各個關(guān)節(jié)都發(fā)生了移動和/或轉(zhuǎn)動，換言之，為了把持內(nèi)窺鏡完成軸向旋轉(zhuǎn)180°的動作，需要7個自由度的手臂運(yùn)動方可完成該動作。

7、所以，理論上，6軸串聯(lián)機(jī)械臂替代醫(yī)生的手臂把持并操作脊柱內(nèi)鏡來實(shí)現(xiàn)其所需的所有動作尤其是其轉(zhuǎn)動，達(dá)到與脊柱內(nèi)鏡醫(yī)生手持和操作一樣的效果，是無法實(shí)現(xiàn)的。

8、從更直觀的角度便于理解的角度，如圖1所示，機(jī)械臂1連接并把持內(nèi)窺鏡，如果想通過機(jī)械臂的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)內(nèi)窺鏡繞軸線的轉(zhuǎn)動，機(jī)械臂及其臺車需要以內(nèi)窺鏡為軸轉(zhuǎn)動180度，而這種大幅度的運(yùn)動對于實(shí)際手術(shù)中幾乎是不可能的，尤其是在機(jī)械臂臺車不能隨意在手術(shù)床旁實(shí)時移動且機(jī)械臂上具有示蹤器、需要保證示蹤器位于追蹤系統(tǒng)的視野中的情況下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題和缺陷的至少一個以及其它技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)包括追蹤系統(tǒng)和機(jī)械臂，機(jī)械臂上設(shè)置有第一示蹤器，其中方法包括如下步驟：

3、對接指令接收步驟：接收將機(jī)械臂與可操作器件對接的指令；

4、對接位置獲取步驟：借助于所述追蹤系統(tǒng)獲取可操作器件的即將與機(jī)械臂對接的接合部位的對接位置；

5、機(jī)械臂位置獲取步驟：獲取機(jī)械臂的當(dāng)前位置；

6、機(jī)械臂運(yùn)動指示步驟：根據(jù)所述對接位置，指示機(jī)械臂從當(dāng)前位置運(yùn)動到適于與所述接合部位對接的位置。

7、該方案中的可操作器件是統(tǒng)稱，代表手術(shù)中需要被操作的各種器件，例如硬鏡、用于椎間孔成型的環(huán)鋸等。而且，應(yīng)說明的是，“適于與接合部位對接的位置”既包括精確地運(yùn)動到所述對接位置以使得機(jī)械臂的接合部位與電子硬鏡的接合部位可直接接合，也包括運(yùn)動到所述對接位置附近(允許操作者手動帶動電子硬鏡以將其接合部位對接到機(jī)械臂的接合部位的位置)。這在具體實(shí)施方式種還將進(jìn)一步闡明。

8、在上述方案中，借助于追蹤系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)械臂朝向適于與可操作器件的接合部位對接的位置運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)可操作器件與機(jī)械臂的精準(zhǔn)對接，而且該過程由系統(tǒng)主機(jī)自動控制完成，醫(yī)生只需要例如通過下文將描述的控制器件來發(fā)出對接指令即可，方便醫(yī)生操作，使得在任何需要的時候都可以快速由機(jī)械臂來接管可操作器件，醫(yī)生的手被釋放而能夠方便地進(jìn)行更復(fù)雜的操作，例如在脊柱內(nèi)鏡手術(shù)中去完成更復(fù)雜的減壓操作，實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏡手術(shù)效率的本質(zhì)提升。而且該方案可以在不影響醫(yī)生手術(shù)操作連貫性的前提下，方便地在醫(yī)生手持操作和機(jī)械臂把持操作之間切換，使得例如內(nèi)窺鏡可以由醫(yī)生手持到計劃操作位置附近(例如放到內(nèi)窺鏡手術(shù)的工作通道中)，甚至是操作到需要機(jī)械臂接管之后，再將內(nèi)窺鏡與機(jī)械臂對接并由機(jī)械臂驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)工作效率更高的現(xiàn)實(shí)的解決方案。此外，該方案利用手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)已有的光學(xué)追蹤系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)可操作器件在任意隨機(jī)位置與機(jī)械臂的精準(zhǔn)對接。

9、根據(jù)一種示例，可操作器件為內(nèi)窺鏡，在對接位置獲取步驟中，借助設(shè)置在內(nèi)窺鏡上的第二示蹤器來獲取內(nèi)窺鏡的對接位置。在該方案中，醫(yī)生可以手動操作內(nèi)窺鏡并在需要的時候?qū)⑵溆蓹C(jī)械臂快速接管，實(shí)現(xiàn)更高的手術(shù)效率，而且內(nèi)窺鏡上設(shè)有第二示蹤器，能夠借助追蹤系統(tǒng)方便快速地獲取對接位置。

10、根據(jù)一種示例，上述內(nèi)窺鏡為電子硬鏡，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還包括控制器件和所述電子硬鏡，電子硬鏡包括第一殼體以及能夠在第一動力源的驅(qū)動下相對于第一殼體繞自身軸線轉(zhuǎn)動的筒，其中第一殼體上設(shè)置所述接合部位，其中，在電子硬鏡與機(jī)械臂對接之后，方法還包括如下硬鏡運(yùn)動指示步驟中至少一項(xiàng)：

11、響應(yīng)于來自控制器件的第一操作件的輸入，控制機(jī)械臂運(yùn)動以帶動整個電子硬鏡進(jìn)行沿著筒的軸向運(yùn)動；

12、響應(yīng)于來自控制器件的搖桿的輸入，控制機(jī)械臂運(yùn)動以帶動整個電子硬鏡進(jìn)行傾斜運(yùn)動；以及

13、響應(yīng)于來自控制器件的第二操作件的輸入，控制第一動力源動作以控制電子硬鏡的筒繞其自身軸線轉(zhuǎn)動。

14、在該示例中，操作者可以通過控制器件方便地實(shí)現(xiàn)對鏡子的操作。而且，由于鏡子的伸入筒(或稱鏡桿)能夠單獨(dú)相對于鏡的殼體被驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，則可以在鏡的殼體被機(jī)械臂把持的情況下仍可實(shí)現(xiàn)鏡筒的自動轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)其任意期望的朝向，使得能夠解決現(xiàn)有機(jī)器人(例如6軸機(jī)械臂)自由度不足難以如醫(yī)生一樣隨意地操作電子硬鏡、尤其是實(shí)現(xiàn)電子硬鏡繞其軸線轉(zhuǎn)動的問題。通過該方案，一方面能夠驅(qū)動電子硬鏡的伸入筒的轉(zhuǎn)動，另一方面，電子硬鏡還能夠在機(jī)械臂的帶動下，完成沿著硬鏡的筒的軸線的前后直線運(yùn)動和/或大致以椎間孔為支點(diǎn)的傾斜運(yùn)動。因此在機(jī)械臂整體位姿變化不大(每個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動幅度較小)的基礎(chǔ)上即可完成電子硬鏡的這些運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)與醫(yī)生手持操作相同的末端可視范圍和覆蓋區(qū)域，這同時能夠避免機(jī)械臂侵占空間、避免與操作人員或其他設(shè)備的干涉，且能夠很大程度上避免機(jī)械臂上的示蹤器移出追蹤系統(tǒng)的視野而影響導(dǎo)航和定位過程。

15、需要說明的是，本文中的電子硬鏡尤指這樣一種內(nèi)窺鏡，其伸入筒(例如為金屬材質(zhì)或較高硬度材質(zhì)的管筒)是不可彎曲的(是相對于可彎曲的軟鏡而言的)。通常，該電子硬鏡的伸入筒的末端進(jìn)入到患者的組織結(jié)構(gòu)、骨性結(jié)構(gòu)內(nèi)部以對其進(jìn)行觀察和/或通過手術(shù)器械進(jìn)行操作，電子硬鏡的近端(接近操作者的一端、亦即與電子硬鏡的伸入筒的末端相反的一端)位于患者體外以供手動或機(jī)動操控。

16、在本文中，“電子硬鏡”中的“電子”是指位于鏡筒(或稱鏡桿)末端的成像模塊包括電子圖像傳感器(如ccd或cmos)，其能夠直接將捕捉到的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子信號。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，“成像模塊”為廣義的概念，可具有攝像、視頻采集和圖像采集等功能，“成像模塊”獲取的“圖像”也為廣義的概念，可包括視頻、動態(tài)連續(xù)的圖像以及靜態(tài)的圖像。

17、根據(jù)一種示例，在電子硬鏡與機(jī)械臂對接之后，方法還包括如下步驟：

18、內(nèi)鏡方位獲取步驟：獲取位于電子硬鏡的筒的末端的成像模塊的視場的方位；

19、內(nèi)鏡方位顯示步驟：在導(dǎo)航圖像上或在所述控制器件的顯示部上以所述方位顯示內(nèi)鏡和/或其視場的虛擬模型。

20、通過該示例中對內(nèi)鏡定位并在導(dǎo)航圖像上顯示的方案，使得醫(yī)生可以觀察導(dǎo)航圖像及其中的內(nèi)鏡及其視場的虛擬模型，知曉內(nèi)鏡末端及手術(shù)器械相對于周圍結(jié)構(gòu)的位置，從而快速判斷內(nèi)鏡方位是否需要調(diào)整，并據(jù)此進(jìn)行操作，因此能夠顯著提高手術(shù)效率。

21、根據(jù)一種示例，所述內(nèi)窺鏡上設(shè)置有適于連接所述第二示蹤器的第一接合部位，第一接合部位與用于與機(jī)械臂對接的接合部位為同一接合部位，在與機(jī)械臂對接時，該接合部位處于第二示蹤器已從其移除的狀態(tài)。

22、根據(jù)一種示例，在內(nèi)鏡方位獲取步驟中，根據(jù)與機(jī)械臂對接狀態(tài)下的電子硬鏡的第一殼體與第一示蹤器之間的固定位置關(guān)系得到第一殼體的殼體方位，并且從控制器件獲取所述筒相對于第一殼體的相對方位，并根據(jù)殼體方位和所述相對方位確定所述筒的方位進(jìn)而確定其末端的成像模塊的視場的方位。在該示例中，系統(tǒng)可以在只有機(jī)械臂安裝有第一示蹤器的前提下，實(shí)現(xiàn)對其把持的內(nèi)鏡的定位/導(dǎo)航。當(dāng)機(jī)械臂示蹤器為多面體示蹤器時，即可實(shí)現(xiàn)對其把持的內(nèi)鏡的無死角的定位/導(dǎo)航。而且，該方案可以使得機(jī)械臂上的第一示蹤器與其把持的內(nèi)鏡有一定距離，避免了醫(yī)生在操作其他內(nèi)鏡手術(shù)工具(如射頻電極、軟組織鉗、咬骨鉗、磨鉆等)時，遮擋作為光學(xué)示蹤器的第一示蹤器，保證了內(nèi)鏡的定位/導(dǎo)航信號的連續(xù)性，避免了導(dǎo)航信號因光學(xué)示蹤器被遮擋而丟失。

23、根據(jù)一種示例，所述內(nèi)窺鏡上設(shè)置有適于連接第二示蹤器的第一接合部位，用于與機(jī)械臂對接的接合部位獨(dú)立于該第一接合部位。即兩接合部位是分開的，內(nèi)窺鏡可以同時連接第二示蹤器和機(jī)械臂。在內(nèi)鏡方位獲取步驟中，根據(jù)第二示蹤器或根據(jù)與機(jī)械臂對接狀態(tài)下的電子硬鏡的第一殼體與第一示蹤器之間的固定位置關(guān)系而得到電子硬鏡的第一殼體的殼體方位，并且從控制器件獲取筒相對于第一殼體的相對方位，并根據(jù)殼體方位和相對方位確定筒的方位進(jìn)而確定其末端的成像模塊的視場的方位。

24、根據(jù)一種示例，所述方法還可包括如下步驟：

25、目標(biāo)獲取步驟：獲取對于所述內(nèi)窺鏡的視場的目標(biāo)方位的輸入；

26、預(yù)顯示步驟：根據(jù)所述輸入顯示在所述目標(biāo)方位下所述內(nèi)窺鏡的虛擬影像；

27、自動移動執(zhí)行步驟：在接收到目標(biāo)方位的確認(rèn)指令的情況下，控制內(nèi)窺鏡移動到所述目標(biāo)方位。

28、根據(jù)一種示例，可操作器件為環(huán)鋸，其中在對接位置獲取步驟之前還包括：影像及規(guī)劃獲取步驟：獲取患者的包括術(shù)前規(guī)劃的術(shù)前三維影像，其中術(shù)前規(guī)劃包括環(huán)鋸的規(guī)劃入路位置；以及影像及規(guī)劃配準(zhǔn)步驟：將術(shù)前三維影像和術(shù)前規(guī)劃配準(zhǔn)到追蹤系統(tǒng)下；其中在對接位置獲取步驟中，獲取配準(zhǔn)后的規(guī)劃入路位置在追蹤系統(tǒng)下(即在手術(shù)時的實(shí)際空間中)的入路位置，并根據(jù)入路位置來得到環(huán)鋸的接合部位在追蹤系統(tǒng)下的對接位置。

29、在該示例中，在配準(zhǔn)之后，包括環(huán)鋸的規(guī)劃入路位置的術(shù)前規(guī)劃也根據(jù)該配準(zhǔn)映射關(guān)系而配準(zhǔn)到當(dāng)前的追蹤系統(tǒng)下，規(guī)劃入路位置配準(zhǔn)后在追蹤系統(tǒng)下具有相應(yīng)的入路位置，獲取該入路位置并根據(jù)該入路位置能夠得到環(huán)鋸的接合部位在追蹤系統(tǒng)下的對接位置(因?yàn)樵摥h(huán)鋸具有確定的形狀尺寸，該接合部位相對于環(huán)鋸的末端具有固定的位置關(guān)系)。

30、根據(jù)一種示例，在環(huán)鋸與機(jī)械臂對接之后，所述方法還包括如下步驟：

31、環(huán)鋸方位獲取步驟：獲取環(huán)鋸在追蹤系統(tǒng)中的當(dāng)前方位；

32、環(huán)鋸方位顯示步驟：在導(dǎo)航圖像上以方位顯示環(huán)鋸的虛擬模型。

33、類似于內(nèi)鏡的方案，該方案通過追蹤系統(tǒng)對環(huán)鋸定位并在導(dǎo)航圖像上顯示環(huán)鋸的模型，使得醫(yī)生可以觀察環(huán)鋸相對于周圍結(jié)構(gòu)的位置，從而快速判斷環(huán)鋸方位是否需要調(diào)整，以引導(dǎo)其操作。

34、根據(jù)一種示例，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還包括用于控制環(huán)鋸運(yùn)動的控制器件，環(huán)鋸包括其上設(shè)置接合部位的第二殼體以及桿，桿能夠在第二動力源的驅(qū)動下相對于第二殼體繞桿的軸線轉(zhuǎn)動并沿軸向移動；所述方法還包括環(huán)鋸運(yùn)動指示步驟，在該步驟中，響應(yīng)于來自控制器件的第三操作件的輸入，指示第二動力源動作以實(shí)現(xiàn)所述桿的轉(zhuǎn)動以及軸向移動。

35、根據(jù)一種示例，在所述環(huán)鋸方位獲取步驟中，根據(jù)在與機(jī)械臂對接狀態(tài)下的所述環(huán)鋸與所述第一示蹤器之間的固定位置關(guān)系得到第二殼體的殼體方位，并且根據(jù)所述第二動力源的所述動作獲取所述桿相對于第二殼體的相對方位，并根據(jù)該殼體方位和相對方位確定所述桿的方位進(jìn)而確定其末端的方位。類似于內(nèi)鏡的方案，在該示例的方案中，系統(tǒng)可以在只有機(jī)械臂安裝有第一示蹤器的前提下，實(shí)現(xiàn)對其把持的環(huán)鋸的定位/導(dǎo)航。

36、根據(jù)一種示例，內(nèi)窺鏡為脊柱電子硬鏡。本發(fā)明的構(gòu)思對于脊柱手術(shù)尤其具有優(yōu)勢，使得能夠在機(jī)械臂尚不具備人手的千分之一牛頓壓力感知能力的情況下，得以不以任何效率和操作精細(xì)度損失為代價，利用本專利使得手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)可以替代脊柱內(nèi)鏡醫(yī)生持鏡手的操作，同時脊柱內(nèi)鏡醫(yī)生可以使用解放的持鏡手操作手術(shù)器械，完成更復(fù)雜的減壓操作，實(shí)現(xiàn)脊柱內(nèi)鏡手術(shù)效率的本質(zhì)提升。而且，在脊柱手術(shù)中會遇到末端可轉(zhuǎn)彎的脊柱內(nèi)鏡工具，而通過本發(fā)明的機(jī)器人系統(tǒng)，由于電子硬鏡由機(jī)械臂接管，并且只需要在控制鏡子運(yùn)動時才需要操作控制器件(即無需一直把持手柄)，因此醫(yī)生的雙手被解放了出來。從而醫(yī)生可以操作這種在脊柱手術(shù)中需用到的復(fù)雜工具，可以用雙手控制該脊柱內(nèi)鏡工具，一邊改變工具末端方向，一邊操作工具，從而達(dá)到更高效的、準(zhǔn)確的操作。進(jìn)一步地，如在背景技術(shù)中所述，現(xiàn)有的脊柱內(nèi)窺鏡一直采用光學(xué)硬鏡，整個鏡子的重量很大、笨重而不便于醫(yī)生的操作，并且成本較高。而使用了本發(fā)明的電子硬鏡的方案，在克服了這些缺點(diǎn)的同時還能夠解決現(xiàn)有機(jī)器人難以如醫(yī)生一樣隨意地操作脊柱內(nèi)鏡繞其軸線轉(zhuǎn)動的問題，并且可以大幅降低圖像傳輸延遲，提高了內(nèi)鏡與處理器(主機(jī))連接時的圖像信息傳遞的實(shí)時性。

37、根據(jù)一種示例，其中對接指令接收步驟中的指令來自于控制器件的第四操作件(如按鍵)。即操作者可以方便地通過控制器件觸發(fā)對接動作。其中，環(huán)鋸與機(jī)械臂對接的指令可以來自于控制器件的第四操作件，也可以例如來自設(shè)置于機(jī)械臂上的交互按鍵，或來自手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的顯示裝置的觸摸按鍵等。

38、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器運(yùn)行時執(zhí)行上述示例中的方法中的步驟。

39、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供一種控制裝置，該控制裝置包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并能在處理器上運(yùn)行的程序，其中在所述處理器運(yùn)行所述程序時執(zhí)行上述示例中的方法。

40、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述示例中的方法的步驟。

41、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供了一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其包括追蹤裝置和處理器，所述追蹤裝置適于追蹤設(shè)置在機(jī)械臂上的第一示蹤器；所述處理器適于電連接到所述追蹤裝置和所述機(jī)械臂，并且所述處理器被配置成根據(jù)機(jī)械臂與可操作器件對接的指令，借助于所述追蹤裝置控制所述機(jī)器臂從其當(dāng)前位置運(yùn)動到適于與所述可操作器件的接合部位對接的位置。

42、根據(jù)一種示例，所述手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)包括電連接到所述處理器的控制器件以及作為所述可操作器件的電子硬鏡，該電子硬鏡包括第一殼體以及筒；第一殼體上設(shè)置有適于與機(jī)械臂對接的所述接合部位；所述筒能夠相對于所述第一殼體繞所述筒的軸線轉(zhuǎn)動，其中所述控制器件能夠控制所述筒的所述轉(zhuǎn)動。

43、根據(jù)一種示例，所述手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)包括所述機(jī)械臂，所述處理器被配置成：響應(yīng)于來自所述控制器件的第一操作件的輸入，控制機(jī)械臂運(yùn)動以帶動整個電子硬鏡進(jìn)行沿著所述筒的軸向運(yùn)動；或

44、響應(yīng)于來自所述控制器件的搖桿的輸入，控制所述機(jī)械臂運(yùn)動以帶動整個電子硬鏡進(jìn)行傾斜運(yùn)動。

45、根據(jù)一種示例，所述手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還包括顯示裝置，所述處理器被配置成在所述顯示裝置的導(dǎo)航圖像上顯示所述電子硬鏡和/或其視場的虛擬模型以顯示其方位。

46、根據(jù)一種示例，所述處理器被配置成：根據(jù)對于所述電子硬鏡的視場的目標(biāo)方位的輸入，在導(dǎo)航圖像上顯示在所述目標(biāo)方位下的電子硬鏡的虛擬模型，并在接收到目標(biāo)方位的確認(rèn)指令的情況下，控制所述電子硬鏡運(yùn)動到所述目標(biāo)方位。

47、根據(jù)一種示例，所述第一殼體上設(shè)置有適于與所述控制器件連接的第二接合部位，所述控制器件經(jīng)由所述第二接合部位與所述電子硬鏡可分離地連接。換言之，控制器件和電子硬鏡是分體的。這種設(shè)計例如帶來如下好處：便于將電子硬鏡做成一次性耗材，能夠更好地滿足無菌要求、使用更加方便快捷，使用結(jié)束后將電子硬鏡拔掉拋棄即可，可以降低電子硬鏡作為耗材的成本。

48、根據(jù)一種示例，所述控制器件包括第三殼體，其中用于驅(qū)動電子硬鏡的所述筒轉(zhuǎn)動的第一動力源設(shè)置在所述第三殼體中。該方案將第一動力源設(shè)置于控制器件中而不是電子硬鏡中，同樣便于電子硬鏡做成一次性耗材，降低其作為耗材的成本。

49、根據(jù)一種示例，所述控制器件包括第三殼體，其中用于與所述電子硬鏡的成像模塊電連接的用于圖像處理的電子單元設(shè)置在所述第三殼體中，所述用于圖像處理的電子單元被配置成輸出處理后的數(shù)字圖像，并且所述用于圖像處理的電子單元與所述處理器電連接以將所述數(shù)字圖像傳輸?shù)剿鎏幚砥鳌Ｉ弦皇纠姆桨傅膬?yōu)點(diǎn)類似，該方案也能夠便于電子硬鏡做成一次性耗材并降低其成本。

50、根據(jù)一種示例，所述可操作器件為環(huán)鋸，所述處理器被配置成能夠接收患者的包括術(shù)前規(guī)劃的術(shù)前三維影像，其中所述術(shù)前規(guī)劃包括所述環(huán)鋸的規(guī)劃入路位置。

51、根據(jù)一種示例，所述環(huán)鋸包括第二殼體和桿；第二殼體上設(shè)置有作為與機(jī)械臂對接的接合部位的第三接合部位；所述桿能夠在第二動力源的驅(qū)動下相對于所述第二殼體繞所述桿的軸線轉(zhuǎn)動并沿軸向移動。

52、在該方案中，由于環(huán)鋸能夠由機(jī)械臂把持醫(yī)生把持環(huán)鋸的手可以釋放出來，在發(fā)現(xiàn)出血時及時操作射頻電極止血，由此避免了操作環(huán)鋸和射頻電極止血的時間差導(dǎo)致的出現(xiàn)鏡下“紅視”，解決了難以發(fā)現(xiàn)出血點(diǎn)并立即止血的問題。

53、根據(jù)一種示例，所述手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還包括適于連接到所述機(jī)械臂的機(jī)械臂適配器，其中所述第二動力源設(shè)置在所述機(jī)械臂適配器中。根據(jù)該方案，本發(fā)明的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)也可以方便地適配到例如醫(yī)院現(xiàn)有的機(jī)械臂以操作環(huán)鋸，只需要將該機(jī)械臂適配器安裝到該現(xiàn)有的機(jī)械臂上，該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)即可通過例如控制器件來控制該機(jī)械臂適配器中的第二動力源從而控制環(huán)鋸的桿的動作以進(jìn)行環(huán)鋸的工作。當(dāng)然，在具有機(jī)械臂適配器的情況下，本發(fā)明的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)也仍然可以包括所述機(jī)械臂。

54、根據(jù)一種示例，所述手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還包括所述機(jī)械臂，其中所述第二動力源設(shè)置在所述機(jī)械臂中。

55、根據(jù)一種示例，所述控制器件的外殼上還設(shè)置有顯示部，用于顯示所述電子硬鏡的筒的末端的成像模塊的視場的當(dāng)前朝向。

56、根據(jù)一種示例，所述電子硬鏡的所述筒內(nèi)形成有工具通道，所述工具通道被構(gòu)造成適于容納至少兩個手術(shù)工具。這種結(jié)構(gòu)的電子硬鏡便于醫(yī)生雙手操作兩個手術(shù)工具，這使得本發(fā)明的能夠解放醫(yī)生的持鏡手的優(yōu)勢得到更好的應(yīng)用。

57、根據(jù)一種示例，控制器件上設(shè)置有如下中的至少一者：用于控制電子硬鏡沿筒的軸向移動的第一操作件、用于控制電子硬鏡的筒繞其自身軸線轉(zhuǎn)動的第二操作件、用于控制電子硬鏡的傾斜運(yùn)動的搖桿以及用于控制控制器件的操作動作執(zhí)行的執(zhí)行控制件。

58、根據(jù)一種示例，控制器件包括用于控制機(jī)械臂中的第二動力源動作以帶動環(huán)鋸的桿運(yùn)動的第三操作件。

59、根據(jù)一種示例，控制器件還包括設(shè)置在其外殼內(nèi)的電路板，電路板與用于驅(qū)動電子硬鏡的筒轉(zhuǎn)動的第一動力源電連接，并與處理器電連接，并且電路板還與如下中至少一者電連接：第一操作件、第二操作件、搖桿、執(zhí)行控制件、第三操作件以及顯示部。

60、根據(jù)一種示例，電子硬鏡的筒的末端為傾斜端面，其中電子硬鏡的成像模塊布置在該傾斜端面內(nèi)并以相對于筒的軸線偏移的方式布置。