方位之间的相对关系，其中，基于由位置识别滤波器获得的腹腔中的特征点的位置信 息和内窥镜的位置/方位信息对腹内环境进行建模。
[0206] 在本申请中讨论的算法（例如用于控制手术机器人和方法的算法）可被用于更通 用的设备和/或控制设备的方法。例如，所述方法可被在用于处理仪器和材料的智能机器 人中被使用和/或用于控制这样的智能机器人以实现仪器和材料的安全移动、包装和/或 运输。
[0207] 上述方法可被编写为计算机程序并可在使用计算机可读记录介质执行程序的通 用数字计算机中被实现。此外，在方法中使用的数据结构可以以各种方式被记录在计算 机可读记录介质中。计算机可读记录介质的示例包括存储介质，诸如磁存储介质（例如， ROM(只读存储器）、RAM(随机存取存储器）、USB(通用串行总线）、软盘、硬盘等）和光记录 介质（例如，CD-ROM(致密盘只读存储器）或DVD(数字视频盘））。
[0208] 此外，还可通过介质中/上（例如计算机可读介质）的用于控制实现一些示例实 施例的至少一个处理元件的计算机可读代码/指令来实现一些示例实施例。介质可对应于 允许计算机可读代码的存储和/或传输的任何介质/媒介。
[0209] 可以以各种方式在介质上记录/传输计算机可读代码，介质的示例包括记录介质 (诸如磁存储介质（例如R0M、软盘、硬盘等）、光记录介质（例如⑶-ROM或DVD))和传输介 质（诸如互联网传输介质）。因此，介质可以是包括或携带信号或信息的定义的且可测量的 结构，诸如携带根据一些示例实施例的比特流的装置。介质还可以是分布网络，从而计算机 可读代码以分布方式被存储/传输和执行。此外，处理元件可包括处理器或计算机处理器， 并且处理元件可被分布和/或包括在单个装置中。
[0210] 在一些示例实施例中，一些元件可被实现为"模块"。根据一些示例实施例，"模块" 可被解释为基于软件的组件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列（FPGA)或专用集成电路 (ASIC)，并且模块可执行特定功能。然而，模块不限于软件或硬件。模块可被构造为被布置 在执行寻址的存储介质中或执行一个或更多个处理器。
[0211] 例如，模块可包括如下组件，诸如，软件组件、面向对象的软件组件、类组件、任务 组件、处理、功能、属性、处理、子例程、程序代码段、驱动器、硬件、微代码、电路、数据、数据 库、数据结构、表、阵列和变量。从组件和模块提供的功能可被组合为更少数量的组件和模 块，或者可被分离为更多的组件和组件。此外，组件和模块可执行装置中的一个或更多个中 央处理单元（CPU)。
[0212] 可通过包括用于控制上述实施例的至少一个处理元件的计算机可读代码/指令 的介质（例如计算机可读介质）来实现一些示例实施例。这样的介质可对应于可存储和/ 或传输计算机可读代码的介质/媒介。
[0213] 计算机可读代码可被记录在介质中或通过互联网传输。例如，介质可包括R0M、 RAM、CD-R0M、磁带、软盘、光记录介质或通过互联网进行数据传输的载波。此外，介质可以是 非暂时性计算机可读介质。由于介质可以是分布网络，因此计算机可读代码可以以分布方 式被存储、传输和执行。此外，例如，处理元件可包括处理器或计算机处理器，并被分布和/ 或被包括在一个装置中。
[0214] 虽然已经示出和描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离 示例实施例的原理和精神的情况下，可以对这些示例实施例进行改变，示例实施例的范围 由权利要求及其等同物限定。例如，虽然将特定操作描述为有给定元件执行，但是本领域技 术人员将理解所述操作可以以各种方式在元件之间进行划分。
[0215] 虽然已经描述了关于手术机器人及其控制方法的一些示例实施例，但是本领域技 术人员将理解，一些示例实施例可被应用于其它类型的系统和方法，诸如不是用于医疗领 域的系统（例如，航空遥操作系统和方法、处理危险材料的设备和方法、巡检设备和方法、 军事设备和方法）、人形设备和方法或更通用的系统和方法。本领域技术人员将理解，在本 申请中描述的X光线照相术的设备和方法具有许多实际用途。
[0216] 虽然已经示出和描述了本公开的一些示例实施例，但是本领域技术人员将理解， 在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些示例实施例进行各种改变，本公开的 范围由权利要求及其等同物限定。
[0217] 应理解，在此描述的示例实施例应仅被视为描述性意义，而不是为了限制的目的。 在每个实施例中的对特征或方面的描述应被一般视为可应用于其它实施例中的其它类似 特征或方面。
【主权项】
1. 一种控制设置有内窥镜和器械的手术机器人的方法，所述方法包括： 在手术机器人执行手术操作的同时获取关于腹内环境的图像信息； 基于获取的图像信息和包括在内窥镜和器械中的链接件的运动信息来识别内窥镜和 器械的位置。2. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 基于内窥镜和器械的位置识别的结果来创建腹内环境的图。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，识别内窥镜和器械的位置的步骤包括： 基于当前获取的图像信息和运动信息，预测内窥镜和器械的位置和方位以及特征点的 位置； 确定现有标记物是否与从当前获取的图像信息提取的特征点相同； 通过使用现有标记物的位置以及从当前获取的图像信息提取的与现有标记物匹配的 特征点的位置信息，更新预测的内窥镜和器械的位置和方位以及被注册为标记物的特征点 的位置。4. 根据权利要求3所述的方法，还包括： 在预测内窥镜和器械的位置和方位以及特征点的位置之后，将当前获取的图像信息划 分为多个感兴趣区域。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，将当前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域 的步骤包括： 通过使用预测的内窥镜和器械的位置和方位，计算器械相对于内窥镜的相对位置和方 位信息； 将器械模型投影到当前获取的图像信息上； 将当前获取的图像信息划分为器械图像的感兴趣区域和腹内图像的感兴趣区域。6. -种控制设置有内窥镜和器械的手术机器人的方法，所述方法包括： 在手术机器人执行手术操作的同时，获取腹内环境的图像信息和手术机器人的惯性测 量信息； 基于获取的图像信息和获取的惯性测量信息来识别内窥镜和器械的位置。7. 根据权利要求6所述的方法，还包括： 基于内窥镜和器械的位置识别的结果来创建腹内环境的图。8. 根据权利要求6所述的方法，其中，识别内窥镜和器械的位置的步骤包括： 基于当前获取的图像信息和惯性测量信息，预测内窥镜和器械的位置和方位以及特征 点的位置； 确定现有标记物是否与从当前获取的图像信息提取的特征点相同； 通过使用现有标记物的位置以及从当前获取的图像信息提取的与现有标记物匹配的 特征点的位置信息，更新预测的内窥镜和器械的位置和方位以及被注册为标记物的特征点 的位置。9. 根据权利要求8所述的方法，还包括： 在预测内窥镜和器械的位置和方位以及特征点的位置之后，将当前获取的图像信息划 分为多个感兴趣区域。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，将当前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域 的步骤包括： 通过使用预测的内窥镜和器械的位置和方位，计算器械相对于内窥镜的相对位置和方 位的信息； 将器械模型投影到当前获取的图像信息上； 将当前获取的图像信息划分为器械图像感兴趣区域和腹内图像感兴趣区域。11. 一种手术机器人，包括： 图像信息获取单元，被配置为在手术机器人执行手术操作的同时获取腹内环境的图像 信息； 控制器，被配置为基于获取的图像信息和安装在手术机器人上的内窥镜和器械中所包 括的链接件的运动信息来识别内窥镜和器械的位置。12. 根据权利要求11所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为基于内窥镜和器械 的位置识别的结果来创建腹内环境的图。13. 根据权利要求11所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为通过以下操作来识 别内窥镜和器械的位置：基于当前获取的图像信息和运动信息，预测内窥镜和器械的位置 和方位以及特征点的位置；确定现有标记物是否与从当前获取的图像信息提取的特征点相 同；通过使用现有标记物的位置和从当前获取的图像信息提取且与现有标记物匹配的特征 点的位置信息，更新预测的内窥镜和器械的位置和方位以及被注册为标记物的特征点的位 置。14. 根据权利要求13所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为：在预测内窥镜和器 械的位置和方位以及特征点的位置之后，将当前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域。15. 根据权利要求14所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为通过以下操作将当 前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域：通过使用预测的内窥镜和器械的位置和方位， 计算器械相对于内窥镜的相对位置和方位信息；将器械模型投影到当前获取的图像信息 上；将当前获取的图像信息划分为器械图像感兴趣区域和腹内图像感兴趣区域。16. -种手术机器人，包括： 图像信息获取单元，被配置为在手术机器人执行手术操作的同时，获取腹内环境的图 像fg息； 惯性测量单元，被配置为获取手术机器人的惯性测量信息； 控制器，被配置为基于获取的图像信息和惯性测量信息，识别安装在手术机器人上的 内窥镜和器械的位置。17. 根据权利要求16所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为基于内窥镜和器械 的位置识别的结果来创建腹内环境的图。18. 根据权利要求16所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为通过以下操作识别 内窥镜和器械的位置：基于当前获取的图像信息和惯性测量信息，预测内窥镜和器械的位 置和方位以及特征点的位置；确定现有标记物是否与从当前获取的图像信息提取的特征点 相同；通过使用现有标记物的位置和从当前获取的图像信息提取的与现有标记物匹配的特 征点的位置信息，更新预测的内窥镜和器械的位置和方位以及被注册为标记物的特征点的 位置。19. 根据权利要求18所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为：在预测内窥镜和器 械的位置和方位以及特征点的位置之后，将当前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域。20.根据权利要求19所述的手术机器人，其中，控制器还被配置为通过以下操作将当 前获取的图像信息划分为多个感兴趣区域：通过使用预测的内窥镜和器械的位置和方位， 计算器械相对于内窥镜的相对位置和方位信息；将器械模型投影到当前获取的图像信息 上；将当前获取的图像信息划分为器械图像感兴趣区域和腹内图像感兴趣区域。
【专利摘要】公开了一种手术机器人及其控制方法。一种手术机器人可包括：图像信息获取单元，在手术机器人执行手术操作的同时获取腹内环境的图像信息；和/或控制器，被配置为基于获取的图像信息和包括在内窥镜和器械中的链接件的运动信息，识别安装在手术机器人上的内窥镜和器械的位置。一种手术机器人可包括：图像信息获取单元，被配置为在手术机器人执行手术操作时获取腹内环境的图像信息；惯性测量单元，被配置为获取手术机器人的惯性测量信息；和/或控制器，被配置为基于获取的图像信息和惯性测量信息，识别安装在手术机器人上的内窥镜和器械的位置。
【IPC分类】A61B17/00, A61B19/00
【公开号】CN105078576
【申请号】CN201510232950
【发明人】安成桓, 卢庆植, 尹硕浚, 黄孝锡
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月8日
【公告号】EP2942029A1, US20150320514