医生控制台、手术机器人系统及医生控制台的控制方法与流程

本发明涉及医疗机器人技术领域，尤其涉及一种医生控制台、手术机器人系统及医生控制台的控制方法。

背景技术：

微创手术是指通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜在人体内实行手术的一种新技术，其具有创伤小、疼痛轻、出血少等优越性，从而能够有效减少病人的恢复时间长、不适应，避免传统手术的一些有害副作用。

手术机器人系统在使用前需登录个人账户密码进入系统操作，用户有可能遗忘账户密码。而且，医生控制台具有调节功能，例如调节机械臂的高度、扶手的高度、观察设备的高度与角度等。在现有的医生控制台设备上，操作者在登录系统后，需要手动对机器的人机参数进行调整，以达到舒适的调整状态。这会造成医生在手术前需要进行一系列的操作进行设备的调节，延长手术时间，尤其对于需经常操作手术机器人系统的医生非常不便。

因此，有必要提供一种新型的医生控制台、手术机器人系统及医生控制台的控制方法以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种医生控制台、手术机器人系统及医生控制台的控制方法，识别操作者的身份信息，并根据操作者的身份信息对医生控制台进行人机参数调整。

为实现上述目的，本发明的所述医生控制台，包括：

台车部件；

调整部件；

观测组件，用于操作者观测手术环境的影像，并且载有操作者身份信息；

输入输出组件，用于输出手术环境的影像，并接收操作输入指令，输入输出组件通过所述调整部件与所述台车部件活动连接，所述调整部件用于驱动所述输入输出组件运动；以及，

控制单元，用于通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数，并进一步根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件的位置和/或角度。

本发明的有益效果在于：观测组件用于操作者观测手术环境的影像，并且载有操作者身份信息，控制单元用于通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数，并进一步根据人机参数控制调整部件运动以调整输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度，从而能够根据操作者的身份信息对医生控制台进行人机参数调整，避免了操作者在手术前对医生控制台进行一系列的设备调节。

优选地，所述控制单元包括人机参数获取模块、授权用户判断模块和控制台锁定模块，所述人机参数获取模块用于获取对应的所述人机参数，所述授权用户判断模块用于在所述人机参数获取模块获取所述人机参数前判断操作者身份为授权用户或非法用户，如果所述授权用户判断模块判断所述操作者身份为非法用户，则所述控制台锁定模块锁定所述医生控制台。

进一步优选地，所述控制单元还包括历史用户判断模块，如果所述授权用户判断模块判断所述操作者身份为授权用户，则所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为历史用户还是首次登陆用户，如果所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为历史用户，则所述人机参数获取模块获取对应的所述人机参数，然后根据获取的所述人机参数，控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件的位置和/或角度；如果所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为首次登陆用户，则所述历史用户判断模块发出输入人机参数指令，以供所述人机参数的输入。

进一步优选地，所述调整部件包括多个关节和关节传感器，所述关节传感器与所述控制单元通信连接，所述控制单元用于根据通过所述关节传感器获取的所述关节的角度和/或位移，以设定所述人机参数。

进一步优选地，所述调整部件包括多个关节和用于驱动关节运动的电机，所述电机与所述控制单元通信连接，所述控制单元用于根据所述人机参数，获得期望的所述电机运动的转动角度和/或移动位移，进而控制所述电机驱动所述关节运动，以使所述输入输出组件调整至所述特定的位置和/或角度。

优选地，所述调整部件包括图像单元调整组件；

所述输入输出组件包括图像单元；

其中，所述图像单元通过所述图像单元调整组件与所述台车部件活动连接，且所述控制单元用于通过所述图像单元调整组件驱动所述图像单元运动以调整所述图像单元相对于所述台车部件的位置和/或角度。

进一步优选地，所述图像单元包括本体和第一显示组件，所述本体呈中空的壳体结构，包裹在所述第一显示组件的外侧，且所述本体的一侧设有凹部，用于容纳操作者的头部；

其中，所述观测组件可拆卸设置于所述凹部内，用于操作者观察所述第一显示组件显示的二维或三维影像。其有益效果在于：便于提供一种沉浸式的操作环境。

进一步优选地，所述观测组件包括第一框架和第一镜片，所述第一框架呈平面状或曲面状，所述第一镜片为具有适配操作者视力情况的眼镜片，且内嵌于所述第一框架上。其有益效果在于：所述第一镜片为具有适配操作者眼睛度数的眼镜片，能够适配于操作者的眼睛度数，无需佩戴视力矫正眼睛，减轻了操作者的眼部疲劳

进一步优选地，所述第一框架的一侧设有凸台，相对的另一侧设有容纳孔，所述凹部内设有内嵌口，所述观测组件设置于所述内嵌口内，且所述内嵌口与所述凸台相对的一侧内壁上设有容纳所述凸台的容纳槽，所述内嵌口与所述容纳孔相对的一侧内壁上设有嵌入所述容纳孔的弹性卡件。其有益效果在于：便于所述观测组件的拆卸或安装。

进一步优选地，所述观测组件上设有用于记录操作者身份信息的第一身份标识组件，所述医生控制台还包括用于识别所述第一身份标识组件的第一身份识别组件。其有益效果在于：便于识别操作者的身份。

进一步优选地，所述观测组件上还设有相互连接的第一存储组件和第一数据传输组件，所述第一数据传输组件用于接收所述第一显示组件显示的二维或三维影像并传输给所述第一存储组件进行存储。其有益效果在于：便于存储所述第一显示组件显示的二维或三维影像，且能便于对影像进行读取。

进一步优选地，所述图像单元还包括支撑组件，设置于所述本体的凹部内，用于支撑操作者的头部。其有益效果在于：便于支撑操作者的头部，从而可以缓解操作者的颈部疲劳。

进一步优选地，所述凹部的侧壁上设有用于检测包括是否存在操作者的检测信息的传感组件，且所述传感组件与所述控制单元通信连接，当接收到检测信息为不存在操作者时，所述控制单元用于锁定所述医生控制台。其有益效果在于：便于检测是否存在操作者，避免意外触碰造成的错误操作。

进一步优选地，所述图像单元包括第二显示组件，用于显示二维或三维影像；

其中，所述观测组件呈眼镜状，用于操作者佩戴以观察所述第二显示组件显示的二维或三维影像。

进一步优选地，所述观测组件包括第二框架和第二镜片，所述第二框架呈眼镜框状，所述第二镜片为具有适配操作者视力情况的眼镜片，且内嵌于所述第二框架上。其有益效果在于：所述第二镜片为具有适配操作者眼睛度数的眼镜片，能够适配于操作者的眼睛度数，无需佩戴视力矫正眼睛，减轻了操作者的眼部疲劳。

进一步优选地，所述观测组件上设有用于记录操作者身份信息的第二身份标识组件，所述医生控制台还包括用于识别所述第二身份标识组件的第二身份识别组件。其有益效果在于：便于识别操作者的身份。

优选地，所述观测组件上还设有相互连接第二存储组件和第二数据传输组件，所述第二数据传输组件用于接收所述第二显示组件显示的二维或三维影像并传输给所述第二存储组件进行存储。其有益效果在于：便于存储所述第一显示组件显示的二维或三维影像，且能便于对影像进行读取。

进一步优选地，所述医生控制台还包括面部识别部件，与所述控制单元连接，用于采集操作者的面部特征信息，以判断操作者是否存在。

优选地，所述输入输出组件包括操纵手臂；

所述调整部件包括操纵手臂调整组件；

其中，所述操纵手臂通过所述操纵手臂调整组件与所述台车部件活动连接，且所述控制单元用于通过所述操纵手臂调整组件驱动所述操纵手臂运动以调整所述操纵手臂相对于所述台车部件的位置。

优选地，所述输入输出组件包括操作扶手；

所述调整部件包括操作扶手调整组件；

其中，所述操作扶手通过所述操作扶手调整组件与所述台车部件活动连接，且所述控制单元用于通过所述操作扶手调整组件驱动所述操作扶手运动以调整所述操作扶手相对于所述台车部件的位置和/或角度。

优选地，所述输入输出组件还包括脚踏开关；

所述调整部件包括脚踏开关调整组件；

其中，所述脚踏开关通过所述脚踏开关调整组件与所述台车部件活动连接，且所述控制单元用于通过所述脚踏开关调整组件驱动所述脚踏开关运动以调整所述脚踏开关相对于所述台车部件的位置和/或角度。

本发明还提供了一种手术机器人系统，包括：

所述的医生控制台；以及，

侧手推车，所述侧手推车包括至少一个工具臂，所述工具臂用于挂载手术器械，所述输入输出组件与所述工具臂构成主从控制关系。

所述手术机器人系统有益效果在于：观测组件用于操作者观测手术环境的影像，并且载有操作者身份信息，控制单元用于通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数，并进一步根据人机参数控制调整部件运动以调整输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度，从而能够根据操作者的身份信息对医生控制台进行人机参数调整，避免了操作者在手术前对医生控制台进行一系列的设备调节，从而便于操作者对手术机器人系统进行操作。

本发明还提供了一种医生控制台的控制方法，包括以下步骤：

s1：所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数；

s2：所述控制单元根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件的位置和/或角度。

所述医生控制台的控制方法的有益效果在于：所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数，所述控制单元根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件的位置和/或角度，避免了操作者在手术前对医生控制台进行一系列的设备调节。

优选地，所述步骤s1还包括以下步骤：

s1a：所述控制单元判断操作者为授权用户或非法用户，如果为非法用户，所述控制单元锁定所述医生控制台。

进一步优选地，所述步骤s1还包括以下步骤：

s1b：如果是授权用户，所述控制单元还判断操作者身份为历史用户还是首次登陆用户，如果是历史用户，则所述控制单元获取对应的人机参数；如果是首次登陆用户，则所述控制单元发出输入人机参数指令，以供输入人机参数。

进一步优选地，所述步骤s1b还包括以下步骤：

如果是首次登陆用户，所述输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度被确认后，所述控制单元通过所述输入输出组件的组件传感器，获得所述人机参数。

进一步优选地，所述步骤s1前还包括以下步骤：

s0a：检测所述医生控制台是否存在操作者；

s0b：若不存在操作者，则锁定所述医生控制台。

优选地，所述调整部件包括图像单元调整组件，所述输入输出组件包括图像单元，所述观测组件包括适配操作者视力情况的眼镜片；

所述控制单元通过所述图像单元调整组件驱动所述图像单元运动以调整所述图像单元相对于所述台车部件的位置和/或角度。

进一步优选地，还包括以下步骤：

所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息之前，将所述观测组件可拆卸设置于所述图像单元，以使操作者观察所述第一显示组件显示的二维或三维影像。

进一步优选地，还包括以下步骤：

所述观测组件呈眼镜状，所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息之前，所述观测组件被操作者佩戴，以观察所述第二显示组件显示的二维或三维影像。

附图说明

图1为本发明手术机器人系统的组成示意图；

图2为本发明一些实施例中医生控制台的结构示意图；

图3为本发明一些实施例中图像单元的结构示意图；

图4为本发明一些实施例中观测组件的结构示意图；

图5为本发明一些实施例中凹部的放大结构示意图；

图6为本发明又一些实施例中观测组件的结构示意图；

图7为本发明一些实施例中观测组件与医生控制台的使用示意图；

图8为本发明一些实施例中操作扶手的放大示意图；

图9为本发明一些实施例中观测组件与电脑无线连接的示意图；

图10为本发明又一些实施例中观测组件与电脑无线连接的示意图；

图11为本发明一些实施例中医生控制台的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

图1是本发明一些实施例中手术机器人系统的示意图。如图1所示，所述手术机器人系统包括医生控制台10和侧手推车20。所述侧手推车20包括至少一个图像臂201和至少一个工具臂202。所述图像臂201用于挂载图像采集组件（图中未标示）。所述图像采集组件用于通过患者身体上的创口进入病患位置，以拍摄患者病患位置处的人体组织器官、血管、体液、病灶的分布、形态、颜色、纹理以及手术器械位姿等手术环境的影像。具体地，所述图像采集组件为内窥镜。所述工具臂202用于挂载手术器械，并驱动手术器械通过患者身体上的创口进入病患位置围绕创口实现各个方向的动作从而完成手术操作。这里，所述侧手推车20为本领域的公知技术，在此不再赘述。

参照图1，所述手术机器人系统还包括工具车30和图像车40。所述工具车30上装载有至少一种手术器械，以应对不同的手术操作。所述图像车40包括挂载于所述图像臂201上的图形采集组件和图像处理组件，所述图像处理组件用于接收图形采集组件输出的手术环境影像，并经过处理后输出。这里，所述工具车30以及所述图像车40为本领域的公知技术，在此不再赘述。

一些实施例中，所述医生控制台包括台车部件、调整部件、观测组件、输入输出组件以及控制单元。所述输入输出组件通过所述调整部件与所述台车部件活动连接，用于输出手术环境的影像，并接收操作输入指令，例如手部动作指令，脚部动作指令，眼部动作指令，表情动作指令，声音指令等。所述观测组件用于操作者观测手术环境的影像，并且载有操作者身份信息。所述控制单元用于通过所述观测组件获取操作者身份信息（例如操作者真实姓名，操作者代号），以及对应的人机参数，并进一步根据所述的人机参数控制调整部件运动以调整输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度。所述人机参数，是指调整部件调整输入输出组件，使输入输出组件相对于台车部件至特定的位置和/或特定的角度的参数。例如，所述人机参数为输入输出组件相对于台车部件的特定的位置和/或特定的角度。又例如，所述调整部件包括多个关节，所述人机参数为输入输出组件的关节特定的角度和/或位移。

本实施例中，医生控制台包括一存储器，所述人机参数和对应的授权用户身份信息预设于所述存储器中。所述存储器即可以是所述控制单元的存储器（例如寄存器）也可以是独立于控制单元的存储器（例如硬盘）。所述人机参数与授权用户身份信息可以是一段程序代码，也可以是关系型数据库，也可以是配置文件。对此，本实施例没有特别的限制。所述控制单元根据从观测组件获取的操作者身份信息以及从存储器获取的授权用户身份信息和人机参数获取与操作者身份信息对应的所述人机参数。所述存储器可以包括寄存器、缓存（cache）、非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路dram(synchlinkdram，sldram)、内存总线式dram(rambusdram,rdram)以及直接存储器总线动态ram(drdram)等。所述控制单元可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器301、数字信号处理器301(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，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，所述处理器是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。

一些实施例中，所述控制单元包括人机参数获取模块、授权用户判断模块、控制台锁定模块以及历史用户判断模块，所述授权用户判断模块用于在所述人机参数获取模块获取所述人机参数前判断操作者身份为授权用户或非法用户。进一步，如果所述授权用户判断模块判断所述操作者身份为授权用户，则所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为历史用户还是首次登陆用户。如果所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为历史用户，则所述人机参数获取模块获取获取对应的人机参数，然后根据获取的人机参数，控制调整部件运动以调整输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度；如果所述历史用户判断模块判断所述操作者身份为首次登陆用户，所述所述历史用户判断模块则发出输入人机参数指令，以供人机参数的输入。优选，并在人机参数输入后，所述控制单元控制调整部件运动以调整输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度。如果所述授权用户判断模块判断所述操作者是非法用户，则所述控制台锁定模块锁定系统，例如不接受外部的操作输入指令，不显示医生控制台的信息等。示范性的，所述人机参数与授权用户身份信息形成一关系型数据库，所述控制单元先根据操作者身份查找是否有相关的数据库记录；如果有数据库记录，再判断记录中是否有人机参数；如果有人机参数，则认定为历史用户，如果没有则认定为第一次登陆的授权用户，需要进一步输入人机参数；如果没有数据库记录，则认定为非法用户，所述控制单元锁定所述医生控制台。

进一步，本实施例对所述人机参数的设定方式没有特别的限制。在一个具体实施例中，所述人机参数的设定通过手动输入的方式，直接输入各个关节的期望角度、位移。在另外一个具体实施例中，所述调整部件包括多个关节和关节传感器，所述关节传感器与所述控制单元通信连接，用于获取所述关节的角度和/或位移，所述控制单元用于根据所述关节传感器获取的关节的角度和/或位移，以设定该操作者对应的所述人机参数。具体而言，所述关节传感器还包括第一竖直伸缩关节传感器，用于获取第一竖直伸缩关节的运动状态；第二竖直伸缩关节传感器，用于获取第二竖直伸缩关节的运动状态；第一水平伸缩关节传感器，用于获取第一水平伸缩关节的运动状态；第三竖直伸缩关节传感器，用于获取第三竖直伸缩关节的运动状态；第二水平伸缩关节传感器，用于获取第二水平伸缩关节的运动状态；第四竖直伸缩关节传感器，用于获取第四竖直伸缩关节的运动状态；第一摆动关节传感器，用于获取第一摆动关节的运动状态；第三水平伸缩关节传感器，用于获取第三水平伸缩关节的运动状态和第一转动关节传感器，用于获取第一转动关节的运动状态。在确定输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度后，所述控制单元获取上述各个传感器的测量值，并作为人机参数。进一步，所述调整部件还包括用于驱动关节运动的电机。所述电机与所述控制单元通信连接，所述控制单元用于根据所述人机参数，获得所述电机运动的转动角度和/或移动位移，进而控制所述电机驱动关节运动，以使所述输入输出组件调整至期望的位置和/或角度。例如，所述人机参数为所述人机参数为期望的输入输出组件相对于台车部件的特定的位置和/或特定的角度。则，所述控制单元根据运动学方程，例如dh法，获得关节期望的转动角度和/或位移。又例如，所述调整部件包括多个关节，所述人机参数为期望的输入输出组件的关节转动角度和/或位移。则，所述控制单元直接据此控制电机驱动关节运动。

一些实施例中，所述台车部件是用于支撑所述调整部件、所述输入输出组件等的基础支架。优选，所述台车部件的底部安装有四个可移动脚轮，用于根据手术需求进行移动或固定。所述台车部件为本领域的公知技术，在此不再赘述。

参照图1和图2，所述输入输出组件包括操纵手臂102。所述操纵手臂102与侧手推车20的工具臂202以及手术器械113构成主从控制关系。即所述操纵手臂102接收操作者的操作指令等，并根据主从映射关系，控制工具臂202以及手术器械113执行相应的动作，进而实现操作者遥操作工具臂202以及手术器械113对患者进行手术操作。相应的，所述调整部件包括操纵手臂调整组件103，用于调整所述操纵手臂102相对于所述台车部件的高度。具体而言，所述操纵手臂102通过所述操纵手臂调整组件103与所述台车部件101活动连接。所述操作手术调整组件103包括第一竖直伸缩关节，可以调整操纵手臂102的高度。所述操作手术调整组件103还包括第一竖直伸缩关节电机，用于接收控制单元的指令驱动所述第一竖直伸缩关节运动。优选，所述操纵手臂102的数量为两个，分别接收操作者的左手动作指令和右手动作指令。且所述操纵手臂102分别设置于所述台车部件101的两侧。所述操纵手部调整组件103的数量亦为两个。

参照图1和图2，所述输入输出组件还包括操作扶手104，所述操作扶手104用于支撑操作者。所述调整部件还包括操作扶手调整组件105，用于调整所述操作扶手104相对于所述台车部件的位置。具体而言，所述操作扶手104呈“匚”型。操作扶手104的两臂分别设置于所述台车部件101的两侧，并通过所述操作扶手调整组件105与所述台车组件101活动连接。所述操作扶手调整组件105包括第二竖直伸缩关节，可以调整操作扶手104的高度。所述操作扶手调整组件105还可以包括第二竖直伸缩关节电机，用于接收所述控制单元的指令驱动所述第二竖直伸缩关节运动。优选，操作扶手调整组件105也可以包括第一水平伸缩关节，可以调整操作扶手104相对于所述台车部件的水平距离。相应的，所述操作扶手调整组件105还可以包括第一水平伸缩关节电机，用于接收所述控制单元的指令驱动所述第一水平伸缩关节运动。

参照图1和图2，所述输入输出组件还包括脚踏开关108，所述脚踏开关108用于控制手术器械功能的开启，例如控制高频电刀释放电流实现电刀或者电凝的手术效果。所述调整部件还包括脚踏开关调整组件109，用于调整所述脚踏开关108相对于所述台车部件101的水平距离和/或高度。具体而言，所述脚踏开关108通过所述脚踏开关调整组件109与所述台车组件101活动连接。所述脚踏开关调整组件109包括第三竖直伸缩关节，可以调整脚踏开关108的高度。所述脚踏开关调整组件109还可以包括第三竖直伸缩关节电机，用于接收所述控制单元的指令驱动所述第三竖直伸缩关节运动。优选，所述脚踏开关调整组件109也可以包括第二水平伸缩关节，可以调整所述脚踏开关108相对于所述台车部件101的水平距离，所述脚踏开关调整组件109还可以包括第二水平伸缩关节电机，用于接收所述控制单元的指令驱动所述第二水平伸缩关节运动。参照图2，所述输入输出组件还包括图像单元106，用于接收关于手术环境的影像的信号并予以显示。所述调整部还包括图像单元调整组件107，用于调整所述图像单元106相对于所述台车部件101的距离和/或角度。具体而言，所述图像单元106设置于所述台车部件101的上侧，并通过所述图像单元调整组件107与所述台车组件101活动连接。所述图像单元调整组件107包括第四竖直伸缩关节和第一摆动关节，所述第四竖直伸缩关节用于调整所述图像单元106的高度，所述第一摆动关节用于调整所述图像单元106的俯仰角度。所述图像单元调整组件107还包括第四竖直伸缩关节电机和第一摆动关节电机，所述第四竖直关节电机用于接收所述控制单元的指令以驱动所述第四竖直关节运动，所述第一摆动关节电机用于接收所述控制单元的指令以驱动所述第一摆动关节运动。优选，所述图像单元调整组件107还包括第三水平伸缩关节，用于调整所述图像单元106的水平距离。所述图像单元调整组件107还包括第三水平伸缩关节电机，用于接收所述控制单元的指令驱动所述第三水平伸缩关节运动。优选，所述图像单元调整组件107还包括第一转动关节，用于调整所述图像单元106的转动角度，所述图像单元调整组件107还包括第一转动关节电机，用于接收所述控制单元的指令以驱动所述第一转动关节运动。

参照图3，一些实施例中，所述图像单元106包括本体1061、第一显示组件（图中未标示）。所述本体1061呈中空的壳体结构，包裹在所述第一显示组件的外侧。所述第一显示组件用于接收手术环境的影像的数字信号转化为两路手术环境的影像的光信号，并分别被操作者的左右两眼接受。例如，所述第一显示组件包括两个二维显示器，以及光学部件。所述二维显示器分别接收手术环境的影像的数字信号并分别形成手术环境的影像的光信号，并经过光学部件分别形成两个虚像。当两个二维显示器接收具有横向视差的影像的数字信号时，光路组件形成的虚像具有横向视差。操作者左右眼分别观察到一个虚像，进而配合大脑的识别匹配能力形成三维影像。优选，当两个二维显示器接收同一影像的数字信号时，光路组件形成的虚像也一样。操作者左右眼观察到同一个虚像，如此观察到为二维影像。具体可以参见中国专利文献cn201910371727.3，并全文引入本申请，作为本申请的一部分。所述本体1061面向操作者的一侧设有凹部10611，所述凹部10611用于容纳操作者的头部，以使操作者具有沉浸感。沉浸式的观察方式可帮助操作者集中注意力，避免外界噪音影响操作者操作。进一步，所述观测组件1062可拆卸的设置于所述凹部10611内。操作者能够通过所述观测组件1062观察到所述第一显示组件所显示的二维或三维影像，即所述图像采集组件拍摄的患者病患位置处的人体组织器官、血管、体液以及手术器械等手术环境影像。进一步地，所述图像单元106还包括支撑组件1063，所述支撑组件1063沿所述凹部10611的下侧环绕与所述观测组件1062的外侧铺展，用于在操作者通过所述观测组件1062观察所述第一显示组件显示的影像时，操作者的额头部能够抵靠在所述支撑组件1063上，起到缓解操作者颈部疲劳的作用。更进一步的，所述凹部10611的侧壁上设有用于检测是否存在操作者的传感组件10612，所述传感组件10612为光电开关。传感组件10612与控制单元通信连接。若所述传感组件10612未检测到操作者的头部，则控制单元锁定所述医生控制台10。本实施例对所述显示器没有特别的限制，例如为阴极射线显像管（crt显示器），液晶显示器（lcd显示器，例如冷阴极荧光灯背光液晶显示器，发光二极管背光液晶显示器），发光二极管发光显示器（led显示器，例如microled显示器）。

参照图4和图5，所述观测组件1062包括第一框架10621和第一镜片10622。所述第一框架10621呈曲面状，所述第一镜片10622为具有适配操作者视力情况，例如屈光不正（远视、近视、弱视或散光），瞳距等，眼镜片。所述眼镜片的数量为二，分别对应于操作者的左眼和右眼，且内嵌于所述第一框架10621上。由于第一镜片10622为根据操作者的视力情况定制的，由此操作者无需佩戴眼镜即可进行手术操作，从而避免长时间手术操作过程中，眼镜对鼻梁产生压迫，提高操作者操作的舒适度。本实施例对观测组件1062与凹部10611的可拆卸连接的具体方式没有特别的限制。示范性地，所述第一框架10621的一侧端部设有凸台10623，优选，所述凸台呈长方体形状。所述第一框架10621的另一侧端部设有容纳孔10624，优选，所述容纳孔10624呈半圆形。所述凹部10611内设有内嵌口10613，所述内嵌口10613的形状与所述第一框架10621的形状相同，大小相匹配，以便于所述观测组件1062设置于所述内嵌口10613中。进一步，所述内嵌口10613与所述凸台10623相对应的一侧内壁上设有用于容纳所述凸台10623的容纳槽10614。所述容纳槽10614大小与所述凸台10623相匹配。而所述内嵌口10613在与所述容纳孔10624相对应的一侧内壁上设有弹性卡件10615。所述弹性卡件10615包括可移动的移动件、弹性件。所述弹性卡件10615的移动件可以在弹性件提供的弹性力作用下进入所述容纳孔10624，并且可以在外力作用下克服弹性件提供的弹性力离开所述容纳孔10624。又一些实施例中，所述第一框架10624呈平面状。

一些实施例中，参照图4，所述观测组件1062上设有用于记录操作者身份信息的第一身份信息标识组件，例如二维码、芯片等。例如，芯片为具有信息记录和读取的功能。操作者身份信息例如为医生的工号、姓名等。所述医生控制台还包括用于识别所述第一身份标识组件的第一身份识别组件，例如二维码扫码器、芯片读取器等。

一些实施例中，参照图4，所述观测组件1062还设有相互连接第一存储组件和第一数据传输组件，所述第一数据传输组件用于接收所述第一显示组件显示的二维或三维影像并传输给所述第一存储组件进行存储，所述医生控制台上还设有与所述第一数据传输组件相适配的无线传输组件。优选，所述医生控制台上还设有第一录音设备，用于记录操作者在手术操作过程中的声音信息。进一步，所述第一数据传输组件还用于接收所述第一录音设备的声音信息并传输给所述第一存储组件进行存储。进一步地，所述第一存储组件为多媒体闪存卡，例如安全数码卡（securedigitalmemorycard，sdcard）、多媒体卡（multi-mediacard，mmc）、cf卡（compactflash）、tf卡（microsdcard）等等。所述第一存储组件也可以是其它具有存储功能的存储芯片。所述第一数据传输组件和所述无线传输组件之间的数据传输可以通过wifi连接、蓝牙链接、紫蜂协议（zigbee）等无线通讯技术实现。又一些实施例中，也能够通过有线连接实现。

一些实施例中，所述图像单元包括第二显示组件。同样，所述第二显示组件用于接收手术环境的影像的数字信号转化为手术环境的影像的光信号。区别在于所述第二显示组件为可二维三维影像切换的显示器，形成开放式观察环境。第二显示组件通过所述图像单元调整组件可活动的设置于所述台车组件的。在本实施例中，所述观测组件为可穿戴设备，即由操作者穿戴，用以观察所述第二显示组件显示的二维或三维手术环境影像。本实施例对所述显示器没有特别的限制，例如为阴极射线显像管（crt显示器），液晶显示器（lcd显示器，例如冷阴极荧光灯背光液晶显示器，发光二极管背光液晶显示器），发光二极管发光显示器（led显示器，例如microled显示器）。

参照图6和图7，所述观测组件1064呈眼镜状，包括第二框架10641和第二镜片10642。所述第二框架10641呈眼镜框状。所述第二镜片10642为具有适配操作者视力情况，例如屈光不正（远视、近视、弱视或散光），瞳距等，眼镜片。所述眼镜片的数量为二，分别对应于操作者的左眼和右眼，且内嵌于所述第二框架10641上，用于操作者佩戴以观察所述第二显示组件1065显示的二维或三维影像。例如，所述第二显示组件为3d显示器，所述眼镜片为偏振方向互为垂直的偏振镜片。由于第二镜片10642为根据操作者的视力情况定制的，由此操作者无需额外佩戴矫正视力的眼镜即可进行手术操作，从而避免长时间手术操作过程中，眼镜对鼻梁产生压迫，提高操作者操作的舒适度。

一些实施例中，参照图6，所述观测组件1064上设有用于记录操作者身份信息的第二身份信息标识组件，例如二维码、芯片等。其中，芯片为具有信息记录和读取的功能，操作者身份信息例如医生的工号、姓名等。所述医生控制台还包括用于识别所述第二身份标识组件的第二身份识别组件，例如二维码扫码器、芯片读取器等。

一些实施例中，参照图6，所述观测组件1064还设有相互连接第二存储组件和第二数据传输组件，所述第二数据传输组件用于接收所述第二显示组件显示的二维或三维影像并传输给所述第二存储组件进行存储，所述医生控制台上还设有与所述第二数据传输组件相适配的无线传输组件。优选，所述医生控制台上还设有第二录音设备，用于记录操作者在手术操作过程中的声音信息。进一步，所述第一数据传输组件还用于接收所述第二录音设备的声音信息并传输给所述第一存储组件进行存储。进一步地，所述第二存储组件为多媒体闪存卡，例如安全数码卡（securedigitalmemorycard，sdcard）、多媒体卡（multi-mediacard，mmc）、cf卡（compactflash）、tf卡（microsdcard）等等，所述第二存储组件也可以是其它具有存储功能的存储芯片。所述第二数据传输组件和所述无线传输组件之间的数据传输可以通过wifi连接、蓝牙链接、紫蜂协议（zigbee）等无线通讯技术实现。又一些实施例中，也能够通过有线连接实现。此外，所述医生控制台还设有状态显示部1042，所述状态显示部1042用于显示所述观测组件（图中未标示）中第一传输组件（图中未标示）或第二传输组件（图中未标示）与所述医生控制台（图中未标示）中无线传输组件（图中未标示）是否连接成功，若连接成功，则如图8所示，在所述状态显示部1042上显示“√”符号，若未连接成功，则在所述状态显示部1042上显示“×”符号。进一步，状态显示部1042设置在所述操作扶手104上。

参照图2，所述操作扶手104上还设有收纳部1041。所述收纳部1041呈盒装，且带有可转动的盒盖，用于临时存放被替换下的所述观测组件，避免镜片划伤，或观测组件遗失。

一些实施例中，所述医生控制台还包括面部识别部件，例如摄像头，与所述控制单元连接，用于采集操作者的面部特征信息，以判断操作者是否存在。

参照图9和图10，一些实施例中，所述观测组件1062的第一数据传输组件和所述观测组件1064的第二数据传输组件还能够与电脑60等设备实现无线连接，以读取所述观测组件1062的第一存储组件和所述观测组件1064的第二存储组件内存储的数据，即所述图像采集组件拍摄的患者病患位置处的人体组织器官、血管、体液以及手术器械等手术环境影像，进行影像的拷贝和视频编辑等，以便于其他人员对手术影像进行学习。

参照图11，一些实施例中，所述医生控制台的控制方法，包括以下步骤：

s1：所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息，以及对应的人机参数；

s2：所述控制单元根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件的位置和/或角度。

一些实施例中，所述医生控制台的控制方法中的所述步骤s1还包括以下步骤：

s1a：所述控制单元判断操作者为授权用户或非法用户，如果为非法用户，所述控制单元锁定所述医生控制台。

一些实施例中，所述医生控制台的控制方法中的所述步骤s1还包括以下步骤：

s1b：如果是授权用户，所述控制单元还判断操作者身份为历史用户还是首次登陆用户，如果是历史用户，则所述控制单元获取对应的人机参数；如果是首次登陆用户，则所述控制单元发出输入人机参数指令，以供输入人机参数。

一些实施例中，所述步骤s1b还包括以下步骤：

如果是首次登陆用户，所述输入输出组件相对于台车部件的位置和/或角度被确认后，所述控制单元通过所述输入输出组件的组件传感器，获得所述人机参数。

一些实施例中，所述医生控制台的控制方法还包括以下步骤：

s0a：检测所述医生控制台是否存在操作者，即检测是否操作者是否不在医生控制台处，以免误操作发生；

s0b：若不存在操作者，则锁定所述医生控制台。

所述步骤s0a和步骤s0b可以是在所述控制单元操作者为授权用户或非法用户之前进行，也可以是在所述医生控制台工作的任一时刻进行，即所述控制单元包括多个并行的工作流程，在其中一个流程中控制单元时刻监控操作者是否位于医生控制台处。

一些实施例中，所述医生控制台的控制方法，所述调整部件包括图像单元调整组件，所述输入输出组件包括图像单元，所述观测组件包括适配操作者视力情况的眼镜片；所述控制单元通过所述图像单元调整组件驱动所述图像单元运动以调整所述图像单元相对于所述台车部件的位置和/或角度。进一步，在步骤s1中所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息之前，将所述观测组件可拆卸设置于所述图像单元，以使操作者观察所述第一显示组件显示的二维或三维影像。在一个替代性实施方式中，所述观测组件呈眼镜状，在步骤s1中所述控制单元通过所述观测组件获取操作者身份信息之前，所述观测组件被操作者佩戴，以观察所述第二显示组件显示的二维或三维影像。

参照图1、图2、图3、，一些具体实施例中，医生控制台的控制方法，包括以下步骤：

在所述医生控制台10开机后，与操作者的视力情况相匹配的所述观测组件1062被安装到所述内嵌口10613内；

所述传感组件10612检测所述凹部10611内是否存在操作者的头部，若所述传感组件10612未检测到操作者的头部，则所述传感组件10612向所述控制单元发送不存在操作者的检测信息，所述控制单元锁定所述医生控制台10；

若所述传感组件10612检测到操作者的头部，则所述传感组件10612向所述控制单元发送存在操作者的检测信息，所述控制单元通过对所述第一身份标识组件进行信息读取，以获取操作者身份信息，然后判断操作者身份为授权用户或非法用户：将操作者身份信息与预存的授权用户身份信息一一进行对比，若授权用户身份信息中不存在与操作者相同的身份信息，则判断操作者为非法用户，所述控制单元锁定所述医生控制台10；

若授权用户身份信息中存在与操作者相同的身份信息，则判断操作者为授权用户，然后所述控制单元查找是否存在与该身份信息相对应的人机参数，若存在对应的人机参数，则判断操作者为历史用户，所述控制单元根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件101的位置和/或角度；

若不存在对应的人机参数，则所述控制单元判断操作者为首次登陆用户，所述控制单元则发出输入人机参数指令，以供输入人机参数。

操作者可以手动输入人机参数，还可以调节输入输出组件，例如所述图像单元106、所述操纵手臂102、所述操作扶手104和所述脚踏开关108的位置和/或角度，输入输出组件上的传感器则会将输入输出组件的位置和/或角度向所述控制单元反馈，所述控制单元存储所述位置信息和所述角度信息，所述位置信息和所述角度信息即为人机参数；操作者还可以放弃输入人机参数，所述控制单元锁定所述医生控制台10。

参照图1、图2、图7，又一些具体实施例中医生控制台的控制方法，包括以下步骤：

在所述医生控制台10开机后，与操作者的视力情况相匹配的所述观测组件1064被配戴；

所述面部识别组件检测所述第二显示组件1065前是否存在操作者的面部，若所述面部识别组件未检测到操作者的面部，则所述面部识别组件向所述控制单元发送不存在操作者的检测信息，所述医生控制台10被所述控制单元控制处于锁定状态；

若所述面部识别组件检测到操作者的面部，则所述面部识别组件向所述控制单元发送存在操作者的检测信息，所述控制单元通过对所述第一身份标识组件进行信息读取，以获取操作者身份信息，然后判断操作者身份为授权用户或非法用户：所述控制单元将操作者身份信息与预存的授权用户身份信息一一进行对比，若授权用户身份信息中不存在与操作者相同的身份信息，则判断操作者为非法用户，所述医生控制台10被所述控制单元控制锁定；

若授权用户身份信息中存在与操作者相同的身份信息，则判断操作者为授权用户，然后所述控制单元查找是否存在与该身份信息相对应的人机参数，若存在对应的人机参数，则判断操作者为历史用户，所述控制单元根据所述人机参数控制所述调整部件运动以调整所述输入输出组件相对于所述台车部件101的位置和/或角度；

若不存在对应的人机参数，则所述控制单元判断操作者为首次登陆用户，所述控制单元则发出输入人机参数指令，以供输入人机参数。

操作者可以手动输入人机参数，还可以调节输入输出组件，例如所述图像单元106、所述操纵手臂102、所述操作扶手104和所述脚踏开关108的位置和/或角度，输入输出组件上的传感器则会将输入组件的各个关节的角度或者位移向所述控制单元反馈，所述控制单元存储所述关节的角度或者位移信息，所述关节的角度或者位移信息即为人机参数；操作者还可以放弃输入人机参数，所述医生控制台11被所述控制单元控制处于锁定状态。

更具体地，所述控制单元向所述操纵手臂调整组件103的第一竖直伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第一竖直伸缩关节运动，从而调整所述操纵手臂102相对于所述台车部件的高度；

所述控制单元向所述操作扶手调整组件105的第二竖直伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第二竖直伸缩关节运动，从而调整所述操作扶手104相对于所述台车部件的高度，所述控制单元向所述操作扶手调整组件105的第一水平伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第一水平伸缩关节运动，从而调整所述操作扶手104相对于台车部件的水平距离；

所述控制单元向所述脚踏开关调整组件109的第三竖直伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第三竖直伸缩关节运动，从而调整所述脚踏开关108相对于所述台车部件101的高度，所述控制单元向所述脚踏开关调整组件109的第二水平伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第二水平伸缩关节运动，从而调整所述脚踏开关108相对于所述台车部件101的水平距离；

所述控制单元向所述图像单元调整组件107的第四竖直伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第四竖直伸缩关节运动，从而调整所述图像单元106相对与所述台车部件101的高度，所述控制单元向所述图像单元调整组件107的第一摆动关节电机发送驱动指令以驱动所述第一摆动关节运动，从而调整所述图像单元106相对于所述台车部件101的俯仰角度，所述控制单元向所述第三水平伸缩关节电机发送驱动指令以驱动所述第三水平伸缩关节运动，从而调整所述图像单元106相对于所述台车部件101的水平距离，所述控制单元向所述图像单元调整组件107的第一转动关节电机发送驱动指令以驱动第一转动关节运动，从而调整所述图像单元106相对于所述台车部件101的转动角度。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。