[發明專利]多自由度影像引導介入醫療機器人系統

在審

• 申請號: 201810004331.0
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN107981872A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 蘇柏泉;閆昊;劉文勇;匡紹龍;湯劼;肖新如
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: A61B5/153
• 分類號: A61B5/153;A61B90/00;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種多自由度影像引導介入醫療機器人系統。

背景技術

通過靜脈穿刺來實現輸液和采血等操作是目前臨床處置中最為普遍的現象之一，但現在大多數醫療場所仍然依賴醫護人員來完成穿刺和采血工作。這樣一來，采血的成功率將大大取決于醫護人員的經驗技能以及患者的生理特征。經驗不足的采血者往往會將針管扎錯位置而對患者造成醫療傷害，而即使是經驗豐富的醫護人員，在他們面對比較胖或是老幼患者時，采血過程也會伴隨著較高的失敗率。據有關統計，20-25％的靜脈抽血過程第一針是失敗的，需要第二針才能抽到血，同時，每年有大約200萬起因為抽血而引起針刺傷害的報道，還有40％-75％沒有報道。在這樣的背景下，智能化的靜脈穿刺裝置需求十分迫切，研究也具有重要的臨床價值。

發明內容

本發明多自由度影像引導介入醫療機器人系統具有6個自由度，可以改變介入針的三維空間位置，以及針的俯仰，以及紅外雙目相機圖像引導，并能受力反饋，使得針能進行不同角度、不同位置的目標點進行介入操作。圖像監測可以是操作更加精準，應用領域更加廣泛。

一種多自由度影像引導介入醫療機器人系統底板、導軌固定腳、導軌1、導軌-導軌十字連接套件、導軌2、導軌-導軌T型連接件、導軌3、導軌-轉臺連接板、轉臺、轉臺-轉臺連接板、轉臺-導軌連接套件、導軌4、固定塊、傳感器連接柱、力傳感器、針緊定柱、針、組織支撐座、組織、紅外相機、紅外投影儀、支撐桿。

一種多自由度影像引導介入醫療機器人系統由定位部分、調節部分、穿刺反饋部分、監測控制部分、操作平臺構成。定位部分由導軌1、導軌-導軌十字連接套件、導軌2、導軌-導軌T型連接件、導軌3依次連接組成用于調節針頭位置，使針頭位置有利于穿刺成功；調節部分由、轉臺1、轉臺-轉臺連接板、轉臺2、轉臺-導軌連接套件依次連接組成用于調節針角度，分析角度對穿刺力的影響；穿刺反饋部分由導軌4(4)、固定塊(17)、力傳感器(16)、針緊定柱(15)、針(14)依次連接組成，用于實現針的直線移動穿刺，以及穿刺力數據的采集；監測控制部分由支撐桿(1)、紅外投影儀(2)、紅外相機(3)組成，用于監測介入狀況，并對系統進行控制；操作平臺由底板(11)、組織支撐座(12)、以及進行操作的組織(13)組成，用于支撐系統和操作對象。

本發明的優點在于：

1、該系統控制針的俯仰角和偏移角，使得穿刺介入操作能夠準確平穩的進入組織血管；

2、該系統是6自由度系統，可以對較大空間范圍內的不同姿態的組織進行處理；

3、該系統可以在穿刺過程中獲得力傳感器的數據，實時獲得針尖的受力情況以保護組織免受過壓的傷害；

4、該系統可以通過控制穿刺速度，使針以最優的力度進入組織；

5、攝像頭可以實時地追蹤針頭的位置，計算針頭與目標位置的距離差，反饋到控制系統，從而決定控制方法。

附圖說明

本發明所述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發明多自由度影像引導介入醫療機器人系統的結構示意圖；

其中，圖中：1-支撐桿、2-紅外投影儀、3-紅外相機、4-導軌4、5-轉-臺-轉臺連接板、6-轉臺2、7-轉臺1、8-導軌3、9-導軌2、10-導軌1、11-底板、12-組織支撐座、13-組織、14-針、15-針緊定柱、16-力傳感器、17-固定塊、18-轉臺-導軌連接套件、19-導軌-導軌T型連接件、20-導軌-導軌十字連接套件。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種多自由度影像引導介入醫療機器人系統，如圖1所示，支撐桿(1)、紅外投影儀(2)、紅外相機(3)、導軌4(4)、轉臺-轉臺連接板(5)、轉臺2(6)、轉臺1(7)、導軌3(8)、導軌2(9)、導軌1(10)、底板(11)、組織支撐座(12)、組織(13)、針(14)、針緊定柱(15)、力傳感器(16)、固定塊(17)、轉臺-導軌連接套件(18)、導軌-導軌T型連接件(19)、導軌-導軌十字連接套件(20)。。