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CN114617614A - 手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质 - Google Patents

手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN114617614A
CN114617614A CN202210137408.8A CN202210137408A CN114617614A CN 114617614 A CN114617614 A CN 114617614A CN 202210137408 A CN202210137408 A CN 202210137408A CN 114617614 A CN114617614 A CN 114617614A
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CN
China
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puncture
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CN202210137408.8A
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施旭雷
吴军
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Jutian Wisdom Shenzhen Co ltd
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Jutian Wisdom Shenzhen Co ltd
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Abstract

本申请属于医疗领域，提出了一种手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质。该方法包括：控制所述第二机械臂的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；根据所述第一机械臂的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。在校准后的第二三维图像的基础上，通过多个机械臂配合进行穿刺操作，从而有利于提高穿刺精度，减少重复穿刺给病人带来的痛楚。

Description

手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质
技术领域
本申请属于医疗领域，尤其涉及手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质。
背景技术
随着近年来人们生活水平的提升以及生活方式的改变，前列腺疾病的发病率呈现持续上升趋势，严重威胁人们的健康。为了能够有效的了解前列腺的健康状况，通常采用前列腺穿刺的方式进行取样，以便于根据取样结果进行活体检测。
目前的穿刺手术通常根据穿刺医生的经验进行，在穿刺取样过程中可能无法准确全面的得到病人的样本数据。并且在穿刺过程中如果出现手法偏差，可能需要重复多次取样，不能有效的保证穿刺活检的准确率，并且还会增加病人活检时的痛楚。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种手术机器人及其前列腺穿刺方法、装置及存储介质，以解决现有技术中在穿刺过程中如果出现手法偏差，可能需要重复多次取样，不能有效的保证穿刺活检的准确率，并且还会增加病人活检时的痛楚的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种手术机器人的前列腺穿刺方法，所述手术机器人包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂和控制主机，所述第一机械臂包括摄像头，所述第二机械臂包括四维超声探头，所述第三机械臂包括双平面超声探头，所述第四机械臂包括穿刺针，所述方法包括：
控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；
控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；
控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；
控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；
控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像，包括：
控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，将所述双平面超声探头对准待穿刺脏器旋转预定角度，采集得到多个包括待穿刺脏器的二维超声图像；
控制主机对所述二维超声图像进行插补处理，得到所述二维超声图像对应的第一三维图像。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像，包括：
控制主机获取第一三维图像的采集时间，根据所述第一三维图像的采集时间，在所述第一动态三维图像中确定对应的第三三维图像；
控制主机根据所述第一三维图像对所述第三三维图像进行校准，校准得到第二三维图像。
结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，控制主机根据所述第一三维图像对所述第三三维图像进行校准，包括：
控制主机将所述第一三维图像和所述第三三维图像进行配准；
控制主机根据所述第一三维图像的采集角度所对应的三维图像区域，对所述第三三维图像进行校准。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，包括：
控制主机根据预定的分区数对所述第二三维图像进行区域划分；
控制主机确定所划分的区域的中心点为所划分的区域的取样点。
结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，在控制主机根据预定的分区数对所述第二三维图像进行区域划分之后，所述方法还包括：
控制主机确定所述第二三维图像中的异常区域，将所述异常区域划分为单独的区域。
结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作，包括：
控制主机通过摄像头所采集的图像确定所述第四机械臂的穿刺针的针头位置；
控制主机根据所述针头位置和所述穿刺点位置，移动所述穿刺针的针头至所述穿刺点位置；
根据所述穿刺点位置和所述取样点位置，确定所述穿刺针的穿刺角度和穿刺浓度，根据所述穿刺角度和穿刺浓度进行取样操作。
本申请实施例的第二方面提供了一种手术机器人的前列腺穿刺装置，所述手术机器人包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂和控制主机，所述第一机械臂包括摄像头，所述第二机械臂包括四维超声探头，所述第三机械臂包括双平面超声探头，所述第四机械臂包括穿刺针，所述装置包括：
第一图像采集单元，用于由控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；
第二图像采集单元，用于由控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；
校准单元，用于由控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；
区域划分单元，用于由控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；
穿刺取样单元，用于由控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
本申请实施例的第三方面提供了手术机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过第二机械臂在目标对象的腹部所采集的第一动态三维图像和第三机械臂在目标对象的直肠处所采集的第一三维图像，并将所述第一动态三维图像和所述第一三维图像校准得到第二三维图像，有利于提高三维图像的精度。通过对第二三维图像进行区域划分确定所划分的区域的取样点及穿刺点，通过第一机械臂的摄像头所采集的图像控制第四机械臂的穿刺针，按照所述取样点和穿刺点进行穿刺操作。在校准后的第二三维图像的基础上，通过多个机械臂配合进行穿刺操作，有利于提高穿刺精度，减少重复穿刺给病人带来的痛楚。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种手术机器人的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种手术机器人的前列腺穿刺方法的实现流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种穿刺针的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种手术机器人的前列腺穿刺装置的示意图；
图5是本申请实施例提供的手术机器人的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本申请实施例所提供的一种实施前列腺穿刺方法的手术机器人的结构示意图。如图1所示，所述手术机器人包括控制主机、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和第四机械臂。所述第一机械臂包括摄像头，在控制主机的控制下，可用于采集场景中的图像，便于根据所采集的图像，控制穿刺针移动至目标位置进行穿刺操作。所述第二机械臂包括四维超声探头，在控制主机的控制下，可通过所述四维超声探头采集前列腺的四维超声图像，即本申请实施例中的第一动态三维图像。所述第三机械臂包括双平面超声探头，在控制主机的控制下，可用于移动至目标对象的直肠内，采集得到第一三维图像。控制主机基于所采集的第一三维图像和第一动态三维图像进行校准，校准后得到第二三维图像，并根据第二三维图像确定分区，基于分区确定取样点和穿刺点，通过第一机械臂中的摄像头采集穿刺的场景图像，控制主机控制第四机械臂的穿刺针移动至穿刺点，根据穿刺点和取样点进行取样操作。
图2为本申请实施例提供的一种手术机器人的前列腺穿刺方法的实现流程示意图，该手术机器人的结构可以为图1所示，所述方法包括：
在S201中，控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像。
具体的，当被穿刺的目标对象，即被检测的病人躺下时，可以通过第一机械臂中的摄像头，采集到包括目标对象的图像。对所述目标对象的图像进行识别，确定目标对象的位姿，以及目标对象的腹部位姿。根据所述第一机械臂的摄像头所确定的腹部位置，可以控制第二机械臂移动，使第二机械臂中的四维超声探头贴至目标对象的腹部位置进行四维超声图像，即动态三维图像的采集。
在第二机械臂进行第一动态三维图像的采集时，可以控制所述四维超声探头在腹部移动，使四维超声探头的垂线方向与被检测器脏(前列腺)的相交点，从一端移动至另一端，从而使得四维超声探头能够采集到完整的第一动态三维超声图像。
其中，在采集第一动态三维超声图像时，可以根据第二机械臂的四维超声探头相对于预先设定的手术机器人坐标系的位姿，以及第一动态三维超声图像相对于四维超声探头的位姿，确定第一动态三维超声图像的位姿。
在S202中，控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像。
可以在采集第一动态三维图像之后采集第一三维图像，或者同时采集第一动态三维图像和第一三维图像，或者在采集第一动态三维图像之前，采集所述第一三维图像。
在采集所述第一三维图像时，可以通过第一机械臂中的摄像头所采集的图像，确定目标对象的直肠入口位置。根据所确定的直肠入口位置，控制所述第三机械臂移动，使第三机械臂中的双平面超声探头进入目标对象的直肠内。
所述双平面超声探头可用于采集目标对象的被检测的脏器，即前列腺的切面图像。可以在采集的过程中，旋转所述双平面超声探头。比如，可以在直肠内对准被检测的脏器后，按照预定的速度，左右旋转预定角度，使得第三机械臂中的双平面超声探头可以采用得到多个二维超声图像。将所采集的二维超声图像通过插补处理，使得相邻的两个二维超声图像之间的区域能够填充完善，得到由第三机械臂中的双平面超声探头所采用的第一三维图像。
其中，通过插补法生成第一三维图像时，可以通过脉冲当量插补法补充两张二维超声图像之间的脉冲当量图像。即在每次插补计算结束后，产生一个行程增量，以脉冲的方式输出，从而能够有效的弥补转动设备角度所带来的切片的二维超声图像不连续的缺陷，提高所声称的第一三维图像的精度。
其中，在采集第一三维超声图像时，可以根据第三机械臂的双平面超声探头相对于预先设定的手术机器人坐标系的位姿，以及第一三维超声图像相对于双平面超声探头的位姿，确定第一三维超声图像的位姿。
在S203中，控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像。
在将第一动态三维图像和第一三维图像进行校准时，可以根据第一三维图像的采集时间，在所述第一动态三维图像中，查找与该采集时间一致的第三三维图像。当然，如果被检测脏器未发生明显变形时，也可以在第一动态三维图像中，在与第一动态三维图像的采集时间不同的时间点，采集得到第一三维图像。
将所述第一三维图像与第三三维图像进行校准时，可以先将第一三维图像和第三三维图像进行匹配。比如，可以根据第一三维图像和第三三维图像中的关键点，即具有明显标识的点，调整第一三维图像和/或第三三维图像的位姿，使两者的位姿相同。
在第一三维图像和第三三维图像的位姿匹配时，考虑到第一三维图像具有更高的精度，可以通过第一三维图像与第三三维图像的差异，对所述第三三维图像进行修正校准，使得校准后的第三三维图像与第一三维图像一致，得到第二三维图像。
或者，在第一三维图像与第三三维图像的位姿匹配时，可以根据第一位姿图像的采集角度，确定第一三维图像的有效区域。根据第三三维图像的采集角度，确定第三三维图像的有效区域。将所述第一三维图像的有效区域与第三三维图像的有效区域融合，校准得到第二三维图像。
其中，第三三维图像的有效区域，可以为被检测脏器朝向腹部的表面区域。所述第一三维图像的有效区域，可以为被检测脏器朝向目标对象的直肠位置的表面区域。
根据校准后的第二三维图像，可以对所述第一动态三维图像进行校准，即修正第一动态三维图像中的脏器的三维图像，从而使得校准后的第二动态三维图像，可以动态的显示精度更高的三维图像。
在S204中，控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点。
通过校准得到第二三维图像后，可以对所述第二三维图像中的被检测脏器进行区域划分，得到多个用于穿刺检测的区域。或者，也可以对所述第二三维图像所校准得到的第二动态三维图像进行区域划分，得到多个用于穿刺检测的区域。所述区域划分可以采用平均划分的方式，将所述被检测脏器划分为多个区域。通过平均划分的方式，可以有效的满足整个脏器的活检要求。
或者，所述区域划分也可以根据检测到的密度的不同，划分为大小不同的区域。比如，将检测到的密度异常的区域，划分为体积较小的区域，将检测到的密度正常的区域，划分为体积较大的区域。或者，还可以将被检测脏器的形状与正常的形状进行比较，确定被检测脏器是否存在异常的部位。如果存在异常部位，则可以将异常部位单独划分为一个或者多个用于检测的区域。
在可能的实现方式中，还可以对所划分的区域进行编号，建立编号与区域的对应关系。根据所确定的编号与区域的对应关系，以及采样点与编号的对应关系，可以采样点的检测结果，快速的确定病灶部位。
在确定被检测的脏器所划分的区域后，可以将每个脏器的中心点作为该区域的采样点。即当穿刺针的针头到达该区域的采样点时，可以触发穿刺针进行穿刺采样。
在确定所述脏器的采样点后，可以相应的确定所述采样点对应的穿刺点，即穿刺针进行穿刺采样时，在会阴处所对应的穿刺位置。所述穿刺点可以随机生成，也可以根据采样点的位置，在会阴处选择与采样点最近的位置，确定为怕述采样点对应的穿刺点。可以通过设置标记点的方式，确定所述采样点对应的穿刺点。
在S205中，控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
在确定所述穿刺操作的采样点、穿刺点后，即可控制所述第四机械臂进行穿刺操作。
在执行穿刺操作时，可以调整第一机械臂的角度采集目标对象的会阴部位的图像。根据第一机械臂所采集的图像，确定穿刺点的位置。根据第四机械臂的穿刺针的针头位置，将所述第四机械臂的穿刺针的针头移动至所述穿刺点的位置。
比如，即将进行穿刺操作的穿刺点的坐标位置为(x1，y1，z1)，穿刺针的针头的坐标位置为(xz，yz，zz)。可以先调整高度坐标，使zz与z1一致，然后调整与会阴面平行的方向，比如可以将yz调整为与y1一致，再调整xz，使调整后的xz与x1一致，穿刺针的针头到达穿刺点位置。
在调整好穿刺针的针头到达穿刺点后，可以根据穿刺点与取样点之间的连线，确定所述穿刺针的穿刺角度，即使得穿刺针的穿刺方向与所述穿刺点与取样点之间的连线一致。
根据所述穿刺点与所述取样点之间的距离，即可确定所述穿刺针的穿刺深度。
在确定所述穿刺针的穿刺角度、穿刺深度后，当第四机械臂的穿刺针穿刺到达所确定的深度时，即可触发采样指令，比如图3所示的穿刺针结构示意图中，可以手动触发穿刺针上的激活键1。或者，也可以通过控制主机生成采样指令，控制穿刺针进行采样操作。
在完成一次活检取样后，可收集并标记该区域的取样标本，比如，可以通过图3所示的穿刺针的按键2，使得穿刺针取出所采样的标本。从而便于继续对其它区域进行穿刺取样操作，直到完成所有区域的穿刺取样。
本申请通过第二机械臂在目标对象的腹部所采集的第一动态三维图像和第三机械臂在目标对象的直肠处所采集的第一三维图像，并将所述第一动态三维图像和所述第一三维图像校准得到第二三维图像，有利于提高三维图像的精度。通过对第二三维图像进行区域划分确定所划分的区域的取样点及穿刺点，通过第一机械臂的摄像头所采集的图像控制第四机械臂的穿刺针，按照所述取样点和穿刺点进行穿刺操作，从而有利于提高穿刺精度，减少重复穿刺给病人带来的痛楚。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图4为本申请实施例提供的一种手术机器人的前列腺穿刺装置示意图，所述手术机器人包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂和控制主机，所述第一机械臂包括摄像头，所述第二机械臂包括四维超声探头，所述第三机械臂包括双平面超声探头，所述第四机械臂包括穿刺针，如图4所示，该装置包括：
第一图像采集单元401，用于由控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；
第二图像采集单元402，用于由控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；
校准单元403，用于由控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；
区域划分单元404，用于由控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；
穿刺取样单元405，用于由控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
图4所示的手术机器人的前列腺穿刺装置，与图2所示的手术机器人的前列腺穿刺方法对应。
图5是本申请一实施例提供的手术机器人的示意图。如图5所示，该实施例的手术机器人5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如手术机器人的前列腺穿刺程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个手术机器人的前列腺穿刺方法实施例中的步骤。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述手术机器人5中的执行过程。
所述手术机器人可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是手术机器人5的示例，并不构成对手术机器人5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述手术机器人还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述手术机器人5的内部存储单元，例如手术机器人5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述手术机器人5的外部存储设备，例如所述手术机器人5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述手术机器人5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述手术机器人所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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实施例方案的目的。
另外，在本申请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。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手术机器人的前列腺穿刺方法，其特征在于，所述手术机器人包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂和控制主机，所述第一机械臂包括摄像头，所述第二机械臂包括四维超声探头，所述第三机械臂包括双平面超声探头，所述第四机械臂包括穿刺针，所述方法包括：
控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；
控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；
控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；
控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；
控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像，包括：
控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，将所述双平面超声探头对准待穿刺脏器旋转预定角度，采集得到多个包括待穿刺脏器的二维超声图像；
控制主机对所述二维超声图像进行插补处理，得到所述二维超声图像对应的第一三维图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像，包括：
控制主机获取第一三维图像的采集时间，根据所述第一三维图像的采集时间，在所述第一动态三维图像中确定对应的第三三维图像；
控制主机根据所述第一三维图像对所述第三三维图像进行校准，校准得到第二三维图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制主机根据所述第一三维图像对所述第三三维图像进行校准，包括：
控制主机将所述第一三维图像和所述第三三维图像进行配准；
控制主机根据所述第一三维图像的采集角度所对应的三维图像区域，对所述第三三维图像进行校准。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，包括：
控制主机根据预定的分区数对所述第二三维图像进行区域划分；
控制主机确定所划分的区域的中心点为所划分的区域的取样点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在控制主机根据预定的分区数对所述第二三维图像进行区域划分之后，所述方法还包括：
控制主机确定所述第二三维图像中的异常区域，将所述异常区域划分为单独的区域。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作，包括：
控制主机通过摄像头所采集的图像确定所述第四机械臂的穿刺针的针头位置；
控制主机根据所述针头位置和所述穿刺点位置，移动所述穿刺针的针头至所述穿刺点位置；
根据所述穿刺点位置和所述取样点位置，确定所述穿刺针的穿刺角度和穿刺浓度，根据所述穿刺角度和穿刺浓度进行取样操作。
8.一种手术机器人的前列腺穿刺装置，其特征在于，所述手术机器人包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂和控制主机，所述第一机械臂包括摄像头，所述第二机械臂包括四维超声探头，所述第三机械臂包括双平面超声探头，所述第四机械臂包括穿刺针，所述装置包括：
第一图像采集单元，用于由控制主机控制所述第二机械臂在目标对象的腹部移动，通过所述第二机械臂包括的四维超声探头获取待穿刺脏器的第一动态三维图像；
第二图像采集单元，用于由控制主机控制所述第三机械臂移动至目标对象的直肠内，通过第三机械臂包括的双平面超声探头采集二维超声图像并生成待穿刺脏器的第一三维图像；
校准单元，用于由控制主机将所述第一动态三维图像和第一三维图像进行校准，校准得到第二三维图像；
区域划分单元，用于由控制主机对所述第二三维图像进行区域划分，确定所划分的区域的取样点，以及所述取样点对应的穿刺点；
穿刺取样单元，用于由控制主机根据所述第一机械臂所设置的摄像头所采集的图像，控制所述第四机械臂根据穿刺点和取样点进行取样操作。
9.一种手术机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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CN115363715A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 衡阳市中心医院 一种胃肠引流穿刺装置

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