[發明專利]一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 202010489326.0
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111603245B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 朱勝春;錢鋼;王宋超
• 申請（專利權）人: 嘉興市第二醫院
• 主分類號: A61B34/32
• 分類號: A61B34/32;A61B34/00;A61B17/34;A61B5/02;A61B5/026
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 程開生

本發明公開了一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人及其控制方法。一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人控制方法包括以下步驟：步驟S1：一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人的一控制模塊根據預置的一血管狀態評估方法輸出一第一輔助決策建議信息；步驟S2：一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人的一交互模塊通過至少一種引導途徑提示穿刺操作者是否直接采納上述第一輔助決策建議信息。本發明公開的一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人及其控制方法，將動靜脈內瘺血管穿刺工作中的如何精準定位進行有效穿刺以及精準評估血管功能和指導拔管按壓一體化定義為關鍵環節，將自動化控制和人工手動控制相結合，各揚所長，確保動靜脈內瘺血管穿刺工作的安全性、準確性和穩定性。

技術領域

本發明屬于醫用機器人技術領域，具體涉及一種一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人和一種一體化動靜脈內瘺血管穿刺機器人控制方法。

背景技術

公開號為CN107280767A，主題名稱為套筒柔性針穿刺醫療機器人的發明專利申請，其技術方案公開了“包括皮帶(1)、皮帶輪(2)、滾珠軸承(3)、力傳感器連接軸(4)、力傳感器(5)、夾頭套筒(6)、柔性針夾頭(7)、皮帶(8)、皮帶輪(9)、滾珠軸承(10)、連接軸(11)、夾頭套筒(12)、外套管夾頭(13)、套管支撐基座(14)、柔性針支撐基座(15)、伺服電機(16)、皮帶輪(17)、伺服電機(18)、伺服電機支撐基座(19)、伺服電機(20)、皮帶輪(21)、絲杠直線導軌(22)、伺服電機(23)、伺服電機支撐基座(24)、絲杠直線導軌(25)、工作平臺(26)、套管(27)、柔性針(28)、攝像頭(29)。一種套筒柔性針穿刺醫療機器人由套管給進、旋轉機構和柔性針的給進、旋轉機構構成。套筒和柔性針絲杠直線導軌(22、25)平行的用螺絲固定在工作臺(26)上，把伺服電機(16、20)分別用螺絲固定在兩個絲杠直線導軌(22、25)上，使得電機能帶動絲杠旋轉推動基座前進。柔性針部分機構，螺絲固定伺服電機基座(19)到絲杠直線導軌(22)上，固定伺服電機(18)到伺服電機基座(19)上，同時伺服電機(18)連接皮帶輪(17)，皮帶輪(17)與皮帶輪(2)由皮帶(1)連接，力傳感器連接軸(4)通過滾珠軸承(3)連接到伺服電機基座(19)上，皮帶輪(2)連接到力傳感器連接軸(4)上，力傳感器(5)連接到力傳感器連接軸(4)上，夾頭套筒(6)螺紋連接到力傳感器(5)上，夾頭套筒(6)通過螺絲夾緊柔性針夾頭(7)。套筒部分結構，螺絲固定伺服電機基座(24)到絲杠直線導軌(25)上，固定伺服電機(23)到伺服電機基座(24)上，同時伺服電機(23)連接皮帶輪(21)，皮帶輪(21)與皮帶輪(8)由皮帶(9)連接，連接軸(11)通過滾珠軸承(10)連接到伺服電機基座(24)上，皮帶輪(8)連接到連接軸(11)上，夾頭套筒(12)螺絲夾緊連接軸(11)，夾頭套筒(12)通過螺絲夾緊套管夾頭(13)。套筒支撐基座(14)緊貼絲杠直線導軌(25)通過螺絲固定在工作平臺(26)上，柔性針支撐基座(15)根據套管長度螺絲固定在工作平臺(26)上，同時保證柔性針支撐基座(15)的孔與套筒支撐基座(14)的孔在同一個水平面和同一條直線上。套管(27)穿過柔性針支撐基座(15)和套管支撐基座(14)連接到套管夾頭(13)，柔性針(28)穿過套筒(27)、套筒夾頭(13)、夾頭套筒(12)、連接軸(11)、皮帶輪(8)到柔性針夾頭(7)，并夾緊”。

然而，在醫用機器人領域，以上述發明專利申請為例，現有的醫用穿刺機器人，側重于為了實現穿刺目的的硬件構造的研發與改進，并未出現專門匹配用于動靜脈內瘺穿刺的機器人，需要進一步改進。此外，仍然以上述醫用機器人為例，盡管通過“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”隱含公開了該機器人涉及到電控/程控技術，但是這些可能涉及到軟件控制的控制手段，仍然停留在機器人自身部件(零件)之間的數據交互和自主決策，并未進一步引入機器人與使用者(用戶)之間的任何交互手段。事實上，針對動靜脈內瘺的穿刺任務，完全依賴全自動的自動化控制手段，不夠完備且不夠安全可靠，在關鍵的控制節點，仍然需要引入使用者的人工控制途徑，同時結合大數據輔助決策系統等提供的輔助決策建議，將自動化控制和人工手動控制各揚所長，綜上需要予以進一步改進。

發明內容