[發明專利]一種穿刺輔助機器人的控制決策方法與系統

有效

• 申請號: 201810236512.6
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108836440B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張磊;張博;王冬曉;張立群;黃強;藤江正克
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B34/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種穿刺輔助機器人的控制決策系統，其特征在于，包括：

數據存儲模塊，用于存儲醫學數據和目標人體上穿刺目標區域的實時超聲影像數據；

數據輸入接口，用于獲取所述目標人體的給定體征參數；

數據處理模塊，用于基于所述實時超聲影像數據，建立所述穿刺目標區域中血管的實時血管模型，以及基于所述目標人體的給定體征參數和所述醫學數據，建立參照血管模型，以及將所述實時血管模型中的血管與所述參照血管模型中的血管進行逐段對應比對，確定所述實時血管模型中的血管上各段的穿刺可行性評價數據；

控制決策模塊，用于基于所述穿刺可行性評價數據，確定所述穿刺目標區域中的最優穿刺部位。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

運動控制模塊，用于根據確定的最優穿刺路徑，以及確定的穿刺控制參數，調整穿刺針具的姿態和運動狀態，控制所述穿刺針具到達最優穿刺點并刺向所述最優穿刺點處的人體血管；

相應的，所述數據處理模塊還用于：

基于所述最優穿刺部位的實時超聲影像數據，利用圖像識別技術，獲取血管在所述最優穿刺部位的實時超聲影像數據中的位置數據及形狀數據；

相應的，所述控制決策模塊還用于：基于所述位置數據及形狀數據，利用穿刺規劃模型，計算所述最優穿刺點、所述最優穿刺路徑和所述穿刺控制參數。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，還包括：

壓力檢測模塊，用于檢測穿刺過程中穿刺針具的受力狀態；

相應的，所述數據處理模塊還用于：基于所述受力狀態判斷所述穿刺針具的刺入狀態。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，還包括展示模塊，用于：

通過受力曲線展示所述刺入狀態；

和/或，針對不同的所述刺入狀態，發出對應的提示信號。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述展示模塊具體用于：

記錄刺中血管提示信號發出后的穿刺時間，并且當判斷所述穿刺時間達到設定安全時間時，發出刺穿血管風險報警提示信號，提示停止穿刺操作。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據處理模塊具體用于：

將所述實時血管模型中的血管與所述參照血管模型中的對應血管按相同間隔單元進行分段，并計算所述實時血管模型中的血管與所述參照血管模型中的血管上對應分段的橫截面積比值；

基于所述橫截面積比值，確定所述實時血管模型中的血管上各段的穿刺可行性評價數據。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述給定體征參數包括性別、年齡、體型和血壓；

相應的，所述數據處理模塊具體用于：

基于所述性別、年齡、體型，匹配所述醫學數據中的參照血管數據，并基于所述血壓，修正所述參照血管數據，生成所述參照血管模型。