1.一种用于机器人辅助微创手术的触诊器械,其特征在于,包括:一外筒,利用医用金属材料制造;在外筒的前半段为中空结构,且前端口标有色环,方便在图像中定位,在外筒的后半段为实心结构,用于连接机器人手臂;
一内部弹簧,为线性压缩弹簧,用医用金属材料制造,安装于外筒内,且一端与外筒的后半段固定,另一端与与活动的探芯连接;所述的内部弹簧的承受压力与缩进距离成正比,;
一探芯,用医用金属材料制作的金属细杆,直径略小于外筒内径,探芯的部分杆体插入外筒内与内部弹簧连接,另一部分杆体探出外筒,当探芯前端正面受到压力后压迫内部弹簧回缩,再通过外露的杆体上标有不同颜色的色环刻度计算出触诊区域的软组织硬度。
2.一种利用权利要求1所述的触诊器械的触诊方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、利用立体内窥镜获取触诊区图像;
(2)、对触诊区离散化
基于触诊区图像,将触诊区离散化为N个均匀分布的触诊点,初始化触诊点序号n=1,n=1,2,…,N;
(3)、触诊区3D重构
基于触诊区图像,利用立体视觉匹配技术重构触诊区的3D形态,从而确定每个触诊点的三维坐标;
(4)、机器手臂移至第n个触诊点
通过手术机器人控制系统,控制机器手臂移至第n个触诊点的初位,此时机器手臂上的触诊器械轴线垂直于触诊区表面,探芯刚刚接触第n个触诊点的初位,且保持内部弹簧不受力,探芯自然外露长度长度为L1;
(5)、机器手臂伸进长度L1
通过手术机器人控制系统,控制机器手臂沿触诊器械轴线向前伸进长度L1,到达第n个触诊点的终位;
(6)、测量探芯受力后外露长度L2
当触诊器械到达第n个触诊点的终位时,内部弹簧不再受力,测量此时的探芯自然外露长度L2;
(7)、计算第n个触诊点硬度
再将第n个触诊点硬度存入到触诊点硬度数据集;
(8)、判断n是否小于,如果n<N时,则将触诊点序号加1,即n=n+1,再返回步骤(4);反之,则执行步骤(9);
(9)、输出软组织硬度分布图
从触诊点硬度数据集中提取所有N个触诊点的硬度值,再基于各触诊点在触诊区图像中的位置,利用二维插值,估计每个触诊点以外的像素点的硬度,从而得到与触诊区图像大小相同的硬度分布图。