技术特征：
1.一种用于利用外科机器人系统来计划外科机器人工作流的方法，所述方法包括：生成虚拟外科环境，所述虚拟外科环境包括虚拟外科机器人臂和虚拟患者；确定所述虚拟患者内的工作空间；基于所述工作空间来确定虚拟工具的方位；以及基于所述虚拟工具的所述方位来确定所述虚拟工具被附接在其上的所述虚拟外科机器人臂的方位，以维持所述虚拟工具在所述工作空间中的触及范围。2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于规程类型和所述虚拟患者来确定所述工作空间。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟外科机器人臂或所述虚拟工具的所述方位还基于限定所述虚拟外科机器人臂的移动约束的运动学参数。4.根据权利要求3所述的方法，其中，从限定物理外科机器人臂的几何形状和移动约束的计算机模型中提取所述运动学参数。5.根据权利要求3所述的方法，其中，基于在物理外科规程或物理模拟期间捕获的物理外科机器人臂的马达控制数据来确定所述运动学参数。6.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：基于所述虚拟工具的所述方位来确定所述虚拟患者上的进入点，其中，所述虚拟工具包括套管针。7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：基于为医务人员和其他医疗装备提供足够的间隙并最小化碰撞风险，来确定虚拟控制塔或虚拟用户控制台在所述虚拟手术环境中的位置或取向。8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：基于限定对所述虚拟患者或规程的改变的接收的输入，来重复所述方法以更新所述虚拟外科环境。9.根据权利要求1所述的方法，其中，按先后顺序执行操作，包括a)第一，基于所述虚拟患者和外科规程类型来确定所述工作空间；b)第二，基于所述工作空间来确定所述虚拟工具的所述方位；c)第三，基于所述虚拟工具的所述方位来确定所述虚拟外科机器人臂的所述方位；以及d)第四，确定其余虚拟外科机器人装备的位置和取向。10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述虚拟外科环境显示为体育馆视图或第一人称视图。11.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过头戴式显示器来显示所述虚拟外科环境。12.根据权利要求1所述的方法，其中，由物理患者的三维扫描生成或从数据库选择所述虚拟患者。13.根据权利要求1所述的方法，其中，基于从一个或多个物理外科规程捕获的传感器信息或外科机器人移动数据来生成或修改所述虚拟患者。14.根据权利要求13所述的方法，其中，生成或修改所述虚拟患者包括基于以下来估计所述虚拟患者的内部体积：a)物理患者体内的相机图像；或b)在所述一个或多个物理外科规程期间捕获的外科机器人工具运动。15.根据权利要求13所述的方法，其中，生成或修改所述虚拟患者包括基于在所述一个
或多个物理外科规程期间捕获的内窥镜数据来重建所述虚拟患者的内部体积。16.一种用于计划外科机器人系统中的外科工作流的系统，所述系统包括虚拟现实处理器，所述虚拟现实处理器被配置为执行包括以下的操作：生成虚拟外科环境，所述虚拟外科环境包括虚拟外科机器人臂和虚拟患者；确定所述虚拟患者内的工作空间；基于所述工作空间来确定虚拟工具的方位；以及基于所述虚拟工具的所述方位来确定所述虚拟工具被附接在其上的所述虚拟外科机器人臂的方位，以维持所述虚拟工具在所述工作空间中的触及范围。17.根据权利要求16所述的系统，其中，基于重要性按顺序来执行所述操作，所述顺序包括：a)基于所述虚拟患者和外科规程类型来确定所述工作空间；b)接下来，基于所述工作空间来确定所述虚拟工具的所述方位；c)接下来，基于所述虚拟工具的所述方位来确定所述虚拟外科机器人臂的所述方位；以及d)接下来，确定其余虚拟外科机器人装备的位置和取向。18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述工作空间基于所述虚拟患者的内部体积，所述虚拟患者的所述内部体积基于以下来确定：a)物理患者体内的相机图像；或b)在所述一个或多个物理外科规程期间捕获的物理外科机器人臂或工具的运动。19.根据权利要求16所述的系统，其中，由物理患者的三维扫描生成所述虚拟患者。20.根据权利要求16所述的系统，所述系统还包括显示器，其中，在所述显示器上输出所述虚拟外科环境。21.一种方法，所述方法由一个或多个处理器执行，所述方法包括：基于现有的手术室(or)模型和现有的装备模型来生成包括虚拟外科装备的虚拟or；接收限定具有物理装备的物理or的传感器反馈，所述物理装备包括所述物理or内的外科机器人系统；基于所述传感器反馈来更新所述虚拟or和所述虚拟外科装备；优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的布局；以及在显示器上渲染所述虚拟or和所述虚拟外科装备。22.根据权利要求21所述的方法，其中，从数据库中检索所述现有的or模型和所述现有的装备模型。23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述现有的or模型或所述现有的装备模型包括以下中的一者或多者：几何形状、大小、名称、外科机器人系统配置和外科手术类型。24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述外科机器人系统配置限定以下中的一者或多者：多个机器人臂、工具和所述机器人臂的位姿。25.根据权利要求21所述的方法，其中，基于患者模型在所述虚拟or中生成虚拟患者。26.根据权利要求21所述的方法，其中，由以下传感器中的一者或多者生成所述传感器反馈：相机、红外传感器、3d扫描相机、机器人传感器和人体跟踪装置。27.根据权利要求21所述的方法，其中，所述传感器反馈包括所述外科机器人系统在所述物理or中的运动学数据。28.根据权利要求21所述的方法，其中，所述传感器反馈包括来自相机的相机数据，所述相机具有的在所述物理or中的位置和视线对应于虚拟相机在所述虚拟or中的位置和视
线。29.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括：确定所述虚拟相机的所述视线中是否存在遮挡；如果存在所述遮挡，则修改所述虚拟相机的所述位置或所述视线以最小化或消除所述遮挡。30.根据权利要求21所述的方法，其中，优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所述布局包括确定所述虚拟or的改进的几何形状，所述改进的几何形状包括所述虚拟or的形状或大小的改变。31.根据权利要求21所述的方法，其中，优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所述布局基于以下标准中的一者或多者：工作流、所述虚拟外科装备的间隙和碰撞风险。32.根据权利要求31所述的方法，其中，基于重要性来加权所述标准。33.根据权利要求21所述的方法，其中，优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所述布局包括在所述虚拟or中给虚拟电缆定路线。34.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括：基于所述虚拟or来确定所述物理or的所述物理装备的兼容性分数，所述兼容性分数基于一个或多个兼容性因素，所述一个或多个兼容性因素包括：a)所述虚拟or是否具有支持所述虚拟外科装备的能力；b)所述虚拟外科装备是否能够被可靠地移入和移出所述虚拟or；c)所述虚拟外科装备中的一个或多个虚拟外科装备的大小与所述虚拟or的入口或路径的比较，或d)所述虚拟外科装备之间、所述虚拟外科装备与所述物理or的壁之间、或所述虚拟外科装备与虚拟人员之间是否存在足够的间隙。35.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括将所述虚拟or与所述虚拟外科装备的所优化的布局存储进计算机存储器中的数据库中。36.一种用于利用虚拟外科机器人系统生成虚拟手术室(or)的系统，所述系统包括：虚拟现实处理器，所述虚拟现实处理器被配置为：基于物理or的几何形状来生成虚拟or，所述物理or在所述虚拟or内具有表示物理外科装备的虚拟外科装备；优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的布局；以及基于所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所优化的布局来确定所述物理or与所述物理外科装备之间的兼容性。37.根据权利要求36所述的系统，其中，确定所述兼容性基于以下中的一者或多者：a)所述虚拟or是否具有支持所述虚拟外科装备的能力；b)所述虚拟外科装备是否能够被可靠地移入和移出所述虚拟or；c)所述虚拟外科装备中的一个或多个虚拟外科装备的大小与所述虚拟or的入口或路径的比较，或d)所述虚拟外科装备之间、所述虚拟外科装备与所述物理or的壁之间、或所述虚拟外科装备与虚拟人员之间是否存在足够的间隙。38.根据权利要求36所述的系统，其中，优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所述布局包括确定所述虚拟or的改进的几何形状，所述改进的几何形状包括所述虚拟or的形状或大小的改变。39.根据权利要求36所述的系统，其中，优化所述虚拟外科装备的所述布局基于以下中的一者或多者：工作流、所述虚拟外科装备的间隙或碰撞风险。
40.根据权利要求36所述的系统，其中，优化所述虚拟外科装备在所述虚拟or中的所述布局包括在所述虚拟or中给虚拟电缆定路线。
技术总结
利用外科机器人系统来计划外科机器人工作流可以包括生成虚拟外科环境，该虚拟外科环境包括虚拟外科机器人臂和虚拟患者。可以在该虚拟患者内确定工作空间。可以确定被附接到该虚拟外科机器人臂的虚拟工具的方位。可以确定该虚拟外科机器人臂的方位以维持该虚拟工具在该工作空间中的触及范围。在该工作空间中的触及范围。在该工作空间中的触及范围。
技术研发人员：B
受保护的技术使用者：威博外科公司
技术研发日：2019.12.05
技术公布日：2022/6/24