[發明專利]一種皮試注射機構及其控制方法

有效

• 申請號: 202010793946.3
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111790025B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 葉霖;歐陽浩;韓斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
• 主分類號: A61M5/20
• 分類號: A61M5/20;A61M5/31;A61M5/34;A61M5/36;G06N3/08
• 代理公司: 武漢信合紅谷知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42264
• 代理人: 解波

1.一種皮試注射機構的控制方法，其特征在于，包括：

連接架；以及

注射架，其水平可旋轉設置在所述連接架上；

注射臂，其豎直可旋轉設置在所述注射架上；

穿刺動力機構，其固定設置在所述注射臂上；

穿刺架，其固定設置在所述穿刺動力機構的輸出端；

夾持裝置，其固定設置在遠離所述穿刺動力機構的穿刺架軸向一端，用于夾持皮試注射針；

注射動力機構，其固定設置在所述穿刺架軸向另一端；

推動板，其固定設置在所述注射動力機構的輸出端，用于與所述皮試注射針的推動桿配合，并驅動所述推動桿推進給藥；

具體包括如下步驟：

步驟1：控制夾取皮試注射針，使得皮試注射針的針筒遠離針頭一端抵靠在限位槽上，推柄置于U型凹槽，控制推動桿推至針筒底部，記錄擋板和U型凹槽相對一側的初始距離l₀；

步驟2：進行皮試液抽取操作，完成皮試液抽取后，控制皮試注射針旋轉，使得皮試注射針的針頭豎直向上，控制震動器震動15～20s后，并緩慢推動推動桿，直至針頭射出藥液并持續射出藥液2～3s；

步驟3：檢測當前狀態下，所述擋板和U型凹槽相對一側的距離l；

當時，直接進行下一步；

當時，重復步驟2，直至時，進行下一步；

式中，π為圓周率，d為注射筒的內徑；

步驟4：控制皮試注射針旋轉，并進行皮試注射操作，并控制推動桿的推進距離滿足：

式中，y為推動桿的推進距離，ε為校正系數，k為回抽距離。

2.如權利要求1所述的皮試注射機構的控制方法，其特征在于，包括：在所述步驟4中，完成穿刺后，注射給藥前，控制推動桿進行回抽操作；

當有回血時，逐級向外拔出所述針頭，直至沒有回血為止；

其中，所述針頭的每級拔出距離為0.05～0.1mm；

當沒有回血時，直接進行注射操作，并控制推動桿的推進速度滿足：

式中，h₀為針頭的初始注射深度，n為回抽級數，s為針頭的每級拔出距離，v₀為推動桿的基礎推進速度，e為自然對數的底數。

3.如權利要求2所述的皮試注射機構的控制方法，其特征在于，在所述步驟4中，所述校正系數ε的確定包括：

輸入針筒與針頭連接處的內徑b和針筒與針頭連接處的軸向長度a的比值針筒與針頭連接處的軸向長度a和針筒的內徑d的比值以及推動桿的推進速度v；

將推動桿的推進速度v進行規格化：

其中，x₃為輸入層向量中的一個參數，v_max和v_min分別為推動桿的最大推進速度和最小推進速度；

確定三層BP神經網絡的輸入層神經元向量x＝{x₁，x₂，x₃}；其中，x₁針筒與針頭連接處的內徑b和針筒與針頭連接處的軸向長度a的比值x₂為針筒與針頭連接處的軸向長度a和針筒的內徑d的比值x₃為推動桿的推進速度系數；

步驟三、所述輸入層向量映射到中間層，所述中間層向量y＝{y₁，y₂，…，y_m}；m為中間層節點個數；

步驟四、得到輸出層神經元向量o＝{o₁}；其中，o₁為校正系數的調節系數，使

ε＝o₁·ε_max，

其中，ε_max為校正系數的最大值。

4.如權利要求3所述的皮試注射機構的控制方法，其特征在于，所述校正系數的最大值為ε_max＝1。

5.如權利要求3或4所述的皮試注射機構的控制方法，其特征在于，所述中間層節點個數為式中，m為中間層節點個數，n為輸入層神經元個數，p為輸出層神經元個數；所述中間層及所述輸出層的激勵函數均采用S型函數f(x)＝1/(1+e^-x)。