本發(fā)明涉及醫(yī)學，尤其涉及一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)、方法以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、在應(yīng)用手術(shù)機器人的微創(chuàng)手術(shù)中一般包含患者手術(shù)床和醫(yī)生操作手術(shù)臺兩部分，在使用手術(shù)機器人進行手術(shù)之前，需要確定患者在手術(shù)床上躺好，且手術(shù)使用的套管已在患者身上安裝完畢，再將手術(shù)臺移動至患者的手術(shù)床附近，并將手術(shù)臺頂部懸吊盤的位姿與患者身上的套管對齊，這一過程稱為預(yù)擺位。目前在預(yù)擺位過程中普遍采用人工目視的擺位方法，具體包括如下過程：醫(yī)護操作人員確定患者在手術(shù)床上躺好并完成打孔和套管安裝后，推動手術(shù)臺至手術(shù)床附近，通過目視方法不斷調(diào)整手術(shù)臺的位置，直至醫(yī)護操作人員目視判斷手術(shù)臺頂部的懸吊盤中心發(fā)射的激光標識與患者身上的套管距離在設(shè)定范圍內(nèi)，再拖動手術(shù)臺的機械臂與套管進行對接，對接完成后懸吊盤進行對齊。
2、但是由于手術(shù)臺通常具有較大的體積，其推手位于背部，在醫(yī)護操作人員推動其前行時，醫(yī)護操作人員的大部分視野會被遮擋，人工目視的擺位方法在操作時需要醫(yī)護操作人員來回觀察，反復(fù)調(diào)整手術(shù)臺，需要花費很長的時間，途中還容易與其他物體產(chǎn)生碰撞。因此，現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)擺位方法的操作難度復(fù)雜，效率較低且準確性不高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在預(yù)擺位方法操作難度高、效率低的缺陷，提供一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)、方法以及電子設(shè)備。
2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：
3、本發(fā)明提供一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)包括：
4、激光發(fā)射模塊，所述激光發(fā)射模塊位于手術(shù)臺的懸吊盤，所述激光發(fā)射模塊用于發(fā)射激光至手術(shù)床上；
5、拍攝模塊，用于在手術(shù)臺向手術(shù)床移動過程中對手術(shù)床進行拍攝，得到手術(shù)床圖像；
6、圖像處理模塊，用于確定所述手術(shù)床圖像上所述激光的第一位置和套管底端的第二位置；其中，所述套管底端位于套管與所述手術(shù)床上的患者皮膚接觸面上；
7、控制器，用于控制所述手術(shù)臺移動，并在所述第一位置與所述第二位置之間的距離小于或者等于預(yù)設(shè)距離時，控制所述手術(shù)臺停止移動以對齊所述懸吊盤和所述套管。
8、優(yōu)選地，所述圖像處理模塊包括：
9、圖像識別單元，用于通過實例分割算法提取各幀所述手術(shù)床圖像的圖像特征以及相鄰幀所述手術(shù)床圖像之間的光流特征，并根據(jù)所述圖像特征和所述光流特征確定各幀所述手術(shù)床圖像中套管的掩模圖像；
10、確定單元，用于根據(jù)各幀所述掩模圖像確定套管底端的第二位置。
11、優(yōu)選地，所述圖像識別單元包括實例分割算法子單元、提取特征子單元以及計算子單元；
12、所述實例分割算法子單元，用于將第一rgb圖像輸入實例分割算法以輸出第一掩模圖像；還用于將第二rgb圖像輸入實例分割算法以輸出第二掩模圖像；
13、其中，所述第一rgb圖像和第二rgb圖像為相鄰幀的手術(shù)床rgb圖像；
14、所述提取特征子單元，用于提取所述第一rgb圖像的第一光流特征和所述第二rgb圖像的第二光流特征；
15、所述計算子單元，用于對第一深度圖像和第二深度圖像做差得到幀差圖像；還用于根據(jù)所述第一光流特征、所述第二光流特征以及所述幀差圖像確定光流圖像；其中，所述第一深度圖像和第二深度圖像為相鄰兩幀的手術(shù)床深度圖像；
16、所述實例分割算法子單元，還用于將所述光流圖像輸入實例分割算法以輸出第三掩模圖像；
17、所述提取特征子單元，還用于提取所述第一掩模圖像和第二掩模圖像的共同特征，并根據(jù)所述共同特征確定第四掩模圖像；
18、所述計算子單元，還用于對表征所述第四掩模圖像的第一矩陣與表征所述光流特征的第二矩陣求和，以確定第五掩模圖像；其中，所述第五掩模圖像和第二掩模圖像對應(yīng)時刻相同。
19、優(yōu)選地，所述圖像處理模塊還包括圖像定位單元；
20、所述圖像定位單元，用于在所述激光的形狀為十字形時，通過霍夫變換直線檢測法，確定十字交點位置，并將所述十字交點位置確定為第一位置。
21、優(yōu)選地，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：
22、標記模塊，用于在所述手術(shù)床圖像上有至少兩個套管時，分別對多個套管底端的第二位置進行標記，以區(qū)別不同套管。
23、優(yōu)選地，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：推流器和顯示屏；
24、所述推流器，用于將所述手術(shù)床圖像傳輸至顯示屏上；
25、所述顯示屏，用于顯示所述手術(shù)床圖像。
26、優(yōu)選地，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：
27、套接模塊，用于在所述手術(shù)臺停止移動時套接手術(shù)機器人的機械臂和所述套管。
28、本發(fā)明還提供一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法包括：
29、獲取手術(shù)床圖像；其中，所述手術(shù)床圖像在激光發(fā)射在手術(shù)床上，且手術(shù)臺向所述手術(shù)床移動過程中采集得到；
30、確定所述手術(shù)床圖像上所述激光的第一位置；其中，所述激光用于表征手術(shù)臺的懸吊盤位姿；
31、確定所述手術(shù)床圖像上套管底端的第二位置；其中，所述套管底端位于套管與手術(shù)床上的患者皮膚接觸面上；
32、獲取所述第一位置和所述第二位置的間距；
33、在所述間距小于或者等于預(yù)設(shè)距離時，停止移動所述手術(shù)臺以對齊所述懸吊盤和所述套管。
34、優(yōu)選地，所述獲取所述手術(shù)床圖像上套管底端的第二位置的步驟包括：
35、通過實例分割算法提取各幀所述手術(shù)床圖像的圖像特征以及相鄰幀所述手術(shù)床圖像之間的光流特征；
36、根據(jù)所述圖像特征和所述光流特征確定各幀所述手術(shù)床圖像中套管的掩模圖像；
37、根據(jù)各幀所述掩模圖像確定套管底端的第二位置。
38、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并用于在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法。
39、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。
40、本發(fā)明的積極進步效果在于：
41、本發(fā)明的預(yù)擺位系統(tǒng)，在手術(shù)臺向手術(shù)床移動過程中，不斷自動檢測手術(shù)床圖像上套管底端和激光的間距，在間距小于或者等于預(yù)設(shè)距離時，停止移動手術(shù)臺以對齊手術(shù)臺上的懸吊盤和躺著手術(shù)床上的患者身上的套管，從而簡化了預(yù)擺位方法的操作步驟，提高了預(yù)擺位的效率。
1.一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)包括：
2.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊包括：
3.如權(quán)利要求2所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像識別單元包括實例分割算法子單元、提取特征子單元以及計算子單元；
4.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊還包括圖像定位單元；
5.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：
6.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：推流器和顯示屏；
7.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)，其特征在于，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位系統(tǒng)還包括：
8.一種手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法，其特征在于，所述手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法包括：
9.如權(quán)利要求8所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法，其特征在于，所述獲取所述手術(shù)床圖像上套管底端的第二位置的步驟包括：
10.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并用于在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求8或9所述的手術(shù)機器人的預(yù)擺位方法。