[發明專利]用于血管介入手術輔助系統的多維信息監控系統及顯示方法

有效

• 申請號: 201410817680.6
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104490476A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 郭書祥;郭健;邵林;王鵬
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本發明屬于醫療設備技術領域，尤其是一種用于血管介入手術輔助系統的多維信息監控系統及顯示方法。

(二)背景技術：

微創血管介入手術系統是一種輔助醫生進行導管介入手術的具有高安全性的機器人系統，可以使操作醫生免受X光輻射，減少因醫生生理顫抖和誤操作而產生的危險性。

由于微創血管介入手術系統采用的主從式的方式，是醫生脫離了手術現場，借助主端操作器來實現導管介入，從而導致醫生不能很好的感知介入手術過程中導管運動情況以及操作導管力信息大小，尤其是在這個過程中的醫生手部感知的來自導管反作用力情況。一些信息的缺失給醫生操作帶來一定的難度，甚至會對正在進行手術的病人的安全性造成影響。所以，將手術的進行過程中的一些重要信息反饋給醫生是非常必要的，不僅能夠保證手術操作的安全性，還能提高整個介入手術過程的效率。以前的監控系統大多都顯示力的信息，而本系統不僅顯示力的信息而且也包含手術導管的運動信息，相比以前的系統信息顯示得更加全面。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種用于血管介入手術輔助系統的多維信息監控系統及顯示方法，它可以克服現有技術的不足，是一種結構簡單，操作方便，能夠實時地提供給醫生重要的反饋信息，提高介入手術的安全性，有助于醫生操作的多維信息監控系統及顯示方法。

本發明的技術方案：一種用于血管介入手術輔助系統的多維信息監控系統，其特征在于它包括手術導管碰撞力信息傳感器單元、運動位置信息檢測單元、串口設置及初始化單元、微控制器單元以及顯示單元；其中，所述手術導管碰撞力信息傳感器單元和運動位置信息檢測單元分別采集血管介入手術輔助系統中手術導管在手術過程中的碰撞力信息及導管的運動位置信息；所述微控制器單元接收手術導管碰撞力信息傳感器單元和運動位置信息檢測單元的采集信息，并將其傳送給顯示單元，由顯示單元顯示導管碰撞力信息及導管的運動位置信息；所述串口設置及初始化單元實現對數據接口的選擇、打開、關閉以及對顯示單元進行初始化的設置；其中，所述手術導管碰撞力信息傳感器單元安裝在手術導管末端；所述運動位置信息檢測單元、微控制器單元安裝在血管介入手術系統的主端；所述顯示單元的內容將在血管介入手術系統主端的PC機上進行顯示。

所述手術導管碰撞力信息傳感器單元是由手術導管前端碰撞力信息傳感器和手術導管側壁接觸力信息傳感器陣列構成，分別采集手術導管前端在血管中受到的血管內壁碰撞力信息和側壁在血管中受到的與血管壁的接觸力信息；所述手術導管前端碰撞力信息傳感器安裝在血管介入手術導管的前端；所述手術導管側壁接觸力信息傳感器陣列均勻安裝在血管介入手術導管的側壁上。

所述手術導管前端碰撞力信息傳感器是安裝在手術導管前端的光纖傳感器；所述手術導管側壁接觸力信息傳感器陣列是壓敏橡膠傳感器陣列。

所述壓敏橡膠傳感器陣列是由銅電極、壓敏橡膠和導線構成；其中，所述壓敏橡膠排列成3×3的傳感器陣列；所述銅電極由3個行電極和3個列電極構成；所述銅電極粘接在所述壓敏橡膠上，所述導線粘接在銅電極上；所述壓敏橡膠傳感器陣列由9個陣列點構成，分別為陣列點S1、陣列點S2、陣列點S3、陣列點S4、陣列點S5、陣列點S6、陣列點S7、陣列點S8和陣列點S9；所述陣列點由銅電極的行電極和列電極引到模擬通道選通芯片進行選通；其中，陣列點S1、陣列點S4和陣列點S7的壓敏橡膠為一組跟同一個行電極相連；所述陣列點S2、陣列點S5和陣列點S8的壓敏橡膠為一組跟同一個行電極相連；所述陣列點S3、陣列點S6和陣列點S9的壓敏橡膠為一組跟同一個行電極相連；所述陣列點S1、陣列點S2和陣列點S3的壓敏橡膠為一組跟同一個列電極相連；所述陣列點S4、陣列點S5和陣列點S6的壓敏橡膠為一組跟同一個列電極相連；所述陣列點S7、陣列點S8和陣列點S9的壓敏橡膠為一組跟同一個列電極相連；壓敏橡膠傳感器陣列粘接在手術導管的側壁上，所述光纖傳感器粘接在手術導管的前端內壁上并超出導管前端5-10mm的距離。

所述運動位置信息檢測單元是由手術導管軸向位置信息檢測元件和手術導管徑向位置信息檢測元件構成，安裝在血管介入手術輔助系統的主端，分別采集手術導管的軸向位置信息和徑向角度信息。

所述手術導管軸向位置信息檢測元件采用直線位移傳感器；所述手術導管徑向位置信息檢測元件采用旋轉編碼器。

所述數據接口是RS232串行接口；所述串口設置及初始化單元是在血管介入手術輔助系統的PC機上用于實現人機交互的并用鼠標點擊進行設置的單元；它可以實現對RS232串行接口的選擇、打開、關閉以及對顯示單元進行初始化的設置。