手术机器人和手术机器人防疲劳方法与流程

本申请的实施例涉及一种三维显示装置和手术机器人。

背景技术：

1、手术机器人是一种用于辅助医生进行手术、康复治疗等任务的机器人。手术机器人可以提高手术的精确性、减少手术风险、增加患者的舒适度，并提高医生的操作效率。

2、微创手术发展至今由于其创伤小、恢复快等优点被越来越多患者接受。微创手术也从医生持械直接操作的方式发展为通过机械臂、手术机器人等辅助装置进行操作的方式。在后者中，三维显示装置可以为医生提供腔内的直观影像，是十分重要组成部分。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种手术机器人和手术机器人防疲劳方法。操作人员可通过手术机器人的三维显示装置观察待操作物体或组织的三维影像，然后控制手术器械进行手术。本申请实施例提供的手术机器人还可通过疲劳监测组件监测操作人员的眼部特征，获取眼部特征对应的眼部特征数据，并将眼部特征数据发送至所述控制器，该控制器根据眼部特征数据计算操作人员的疲劳度，比较疲劳度与疲劳度阈值的大小关系，并根据比较结果发出提醒信号，从而及时提醒操作人员，提高手术的效率、准确性和安全性。

2、本申请至少一个实施例提供一种手术机器人，其包括：三维显示装置，包括第一视窗和第二视窗；疲劳监测组件；以及控制器，与所述疲劳监测组件通信相连，所述第一视窗被配置为供操作人员感知第一图像，所述第二视窗被配置为供所述操作人员感知第二图像，所述疲劳监测组件被配置为监测所述操作人员的眼部特征，获取所述眼部特征对应的眼部特征数据，并将所述眼部特征数据发送至所述控制器，所述控制器根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度，比较所述疲劳度与疲劳度阈值的大小关系，并根据比较结果发出提醒信号。

3、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述疲劳监测组件包括第一监测组件，位于所述第一视窗周边，所述第一监测组件包括第一红外光发射器和第一红外光摄像头，所述第一红外光发射器被配置为发射红外光，所述第一红外光摄像头被配置为接收人眼反射的红外光。

4、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述第一监测组件包括多个所述第一红外光发射器。

5、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述第一视窗和所述第二视窗沿第一方向排布，所述第一红外光发射器和第一红外光摄像头位于所述第一视窗在第二方向上的下侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

6、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述疲劳监测组件还包括第二监测组件，位于所述第二视窗周边，所述第二监测组件包括第二红外光发射器和第二红外光摄像头，所述第二红外光发射器被配置为发射红外光，所述第二红外光摄像头被配置为接收人眼反射的红外光。

7、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述第二监测组件包括多个所述第一红外光发射器。

8、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述第一视窗和所述第二视窗沿第一方向排布，所述第二红外光发射器和第二红外光摄像头位于所述第二视窗在第二方向上的下侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

9、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述眼部特征数据包括眼睑距离、眨眼频率和眨眼帧率百分比中的至少一种。

10、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述眼部特征数据包括所述眼睑距离、所述眨眼频率和所述眨眼帧率百分比，所述控制器根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度包括：对所述眼睑距离和所述眨眼频率进行标准化处理去量纲，然后归一化；以及根据归一化之后的所述眼睑距离和所述眨眼频率以及所述眨眼帧率百分比计算所述操作人员的疲劳度。

11、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述操作人员操作所述手术机器人的期间包括第一时间段和第二时间段，所述第二时间段晚于所述第一时间段，所述控制器被配置为在所述第一时间段根据所述眼部特征数据计算所述疲劳度阈值，在所述第二时间段根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的所述疲劳度，所述疲劳度阈值和所述疲劳度的计算方法相同。

12、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述疲劳度阈值包括多个等级阈值，所述控制器还被配置为分别比较所述疲劳度与所述多个等级阈值的大小关系以判断所述疲劳度的等级，并根据所述疲劳度的等级发出不同的提醒信号。

13、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人中，所述第一图像为左眼图像，所述第二图像为右眼图像。由此，该三维显示装置可实现三维显示。

14、本申请实施例还提供一种手术机器人防疲劳方法，其包括：在操作人员通过三维显示装置的第一视窗和第二视窗感知第一图像和第二图像时，通过疲劳监测组件监测所述操作人员的眼部特征；获取所述眼部特征对应的眼部特征数据；根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度，比较所述疲劳度与疲劳度阈值的大小关系，并根据比较结果发出提醒信号。

15、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人防疲劳方法中，所述提醒信号包括声音信号、图像信号和震动信号中的至少一种。

16、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人防疲劳方法中，所述眼部特征数据包括眼睑距离、眨眼频率和眨眼帧率百分比中的至少一种。

17、例如，本申请一实施例提供的手术机器人防疲劳方法还包括：分别比较所述疲劳度与多个等级阈值的大小关系以判断所述疲劳度的等级，并根据所述疲劳度的等级发出不同的提醒信号。

18、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人防疲劳方法中，所述眼部特征数据包括所述眼睑距离、所述眨眼频率和所述眨眼帧率百分比，根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度包括：对所述眼睑距离和所述眨眼频率进行标准化处理去量纲，然后归一化；以及根据归一化之后的所述眼睑距离和所述眨眼频率以及所述眨眼帧率百分比计算所述操作人员的疲劳度。

19、例如，在本申请一实施例提供的手术机器人防疲劳方法中，所述操作人员操作所述手术机器人的期间包括第一时间段和第二时间段，所述第二时间段晚于所述第一时间段，在所述第一时间段根据所述眼部特征数据计算所述疲劳度阈值，在所述第二时间段根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的所述疲劳度，所述疲劳度阈值和所述疲劳度的计算方法相同。

技术特征：

1.一种手术机器人，包括：

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其中，所述疲劳监测组件包括第一监测组件，位于所述第一视窗周边，所述第一监测组件包括第一红外光发射器和第一红外光摄像头，所述第一红外光发射器被配置为发射红外光，所述第一红外光摄像头被配置为接收人眼反射的红外光。

3.根据权利要求2所述的手术机器人，其中，所述第一监测组件包括多个所述第一红外光发射器。

4.根据权利要求2所述的手术机器人，其中，所述第一视窗和所述第二视窗沿第一方向排布，所述第一红外光发射器和第一红外光摄像头位于所述第一视窗在第二方向上的下侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的手术机器人，其中，所述疲劳监测组件还包括第二监测组件，位于所述第二视窗周边，所述第二监测组件包括第二红外光发射器和第二红外光摄像头，所述第二红外光发射器被配置为发射红外光，所述第二红外光摄像头被配置为接收人眼反射的红外光。

6.根据权利要求5所述的手术机器人，其中，所述第二监测组件包括多个所述第一红外光发射器。

7.根据权利要求5所述的手术机器人，其中，所述第一视窗和所述第二视窗沿第一方向排布，所述第二红外光发射器和第二红外光摄像头位于所述第二视窗在第二方向上的下侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的手术机器人，其中，所述眼部特征数据包括眼睑距离、眨眼频率和眨眼帧率百分比中的至少一种。

9. 根据权利要求8所述的手术机器人，其中，所述眼部特征数据包括所述眼睑距离、所述眨眼频率和所述眨眼帧率百分比，所述控制器根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度包括：

10.根据权利要求9所述的手术机器人，其中，所述操作人员操作所述手术机器人的期间包括第一时间段和第二时间段，所述第二时间段晚于所述第一时间段，

11.根据权利要求1-4中任一项所述的手术机器人，其中，所述疲劳度阈值包括多个等级阈值，所述控制器还被配置为分别比较所述疲劳度与所述多个等级阈值的大小关系以判断所述疲劳度的等级，并根据所述疲劳度的等级发出不同的提醒信号。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的手术机器人，其中，所述第一图像为左眼图像，所述第二图像为右眼图像。

13.一种手术机器人防疲劳方法，包括：

14.根据权利要求13所述的手术机器人防疲劳方法，其中，所述提醒信号包括声音信号、图像信号和震动信号中的至少一种。

15.根据权利要求13所述的手术机器人防疲劳方法，其中，所述眼部特征数据包括眼睑距离、眨眼频率和眨眼帧率百分比中的至少一种。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的手术机器人防疲劳方法，还包括：

17. 根据权利要求15所述的手术机器人防疲劳方法，其中，所述眼部特征数据包括所述眼睑距离、所述眨眼频率和所述眨眼帧率百分比，根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度包括：

18.根据权利要求17所述的手术机器人防疲劳方法，其中，所述操作人员操作所述手术机器人的期间包括第一时间段和第二时间段，所述第二时间段晚于所述第一时间段，

技术总结
一种手术机器人和手术机器人防疲劳方法。该手术机器人包括：三维显示装置，包括第一视窗和第二视窗；疲劳监测组件；以及控制器，与所述疲劳监测组件通信相连，所述第一视窗被配置为供操作人员感知第一图像，所述第二视窗被配置为供所述操作人员感知第二图像，所述疲劳监测组件被配置为监测所述操作人员的眼部特征，获取所述眼部特征对应的眼部特征数据，并将所述眼部特征数据发送至所述控制器，所述控制器根据所述眼部特征数据计算所述操作人员的疲劳度，比较所述疲劳度与疲劳度阈值的大小关系，并根据比较结果发出提醒信号。由此，该手术机器人可提高手术的效率、准确性和安全性。

技术研发人员：姜欣,史文勇
受保护的技术使用者：科弛医疗科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11