[发明专利]基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于它包括手术导管受力信息检测单元、操作导管运动信息检测单元、微控制器处理单元、PC机设置单元及显示单元；其中，所述手术导管受力信息检测单元和操作导管运动信息检测单元的输入端分别采集在手术过程中手术导管的受力信息及操作导管的运动信息，其输出端连接微控制器处理单元的输入端；所述微控制器处理单元接收手术导管受力信息检测单元和操作导管运动信息检测单元的采集信息，并通过数据接口将其传送给PC机；所述PC机的输入端与设置单元的输出端连接，其输出端连接显示单元的输入端；所述手术导管受力信息检测单元安装在手术导管末端；所述操作导管运动信息检测单元、微控制器处理单元安装在微创血管介入手术机器人系统的主端；所述显示单元与微创血管介入手术机器人系统的PC机连接，显示手术导管相关的信息。

2.根据权利要求1所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述设置单元是由串口初始化设置模块和血管受力安全阈值设置模块构成；所述串口初始化设置模块实现对数据接口的选择、打开、关闭以及对显示单元进行初始化的设置；所述血管受力安全阈值设置模块对血管受力安全阈值进行设定，可以根据临床血管不被刺破的最大安全力参数设定该值，面向不同的患者，设定不同的血管受力安全阈值。

3.根据权利要求1所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述显示单元是由手术导管前端碰撞力显示模块、手术导管受到的阻力显示模块、安全预警区显示模块、操作导管轴向位移量显示模块和操作导管径向旋转角度显示模块构成分别显示手术导管前端碰撞力信息、手术导管受到的阻力信息、安全预警信息、操作导管轴向位移量信息和操作导管径向旋转角度信息。

4.根据权利要求1所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述手术导管受力信息检测单元采集的是手术导管在血管中受到的阻力信息和导管前端碰撞力信息；所述手术导管在血管中受到的阻力信息由载荷传感器检测，所述手术导管前端碰撞力信息由光纤压力传感器检测。

5.根据权利要求4所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述载荷传感器是日本TEAC公司生产的Load cell，它通过一个检测轴来测量轴向上传感器所受的推拉力的信息，该传感器的输出信号要经过放大器电路方法后传送给 AD 转换模块实现数据采集，其所能检测的最大推力为+5N，最大的拉力为-5N；所述光纤压力传感器是加拿大Opsens公司的OPP-M光纤传感器，它是由光纤探头和信号解调器组成；所述探头的直径为0.25mm，分辨率为0.5mmHg，光纤压力传感器用来测量手术导管与血管内壁之间的碰撞力，所述光纤压力传感器可以通过细长的光纤穿过手术导管将末端的测量探头固定在手术导管的末端，适合微小空间中的压力的测量。

6.根据权利要求1所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述操作导管运动信息检测单元采集的是操作导管轴向运动信息和操作导管径向运动信息；所述操作导管轴向运动信息是手术导管位移信息；所述操作导管径向运动信息是操作导管径向旋转角度信息。

7.根据权利要求6所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述运动信息检测单元采集的是操作导管轴向位移信息和操作导管径向旋转角度信息；所述操作导管轴向位移信息和导管径向旋转角度信息均由增量式光电编码器完成检测任务；所述增量式光电编码器是2500线的增量式光电编码器，将其接入HCTL-2016正交解码芯片形成4倍频，则转一圈经过10000线；所述增量式光电编码器实心轴的圆周长为100mm，所以光电编码器每转动一步，导管运动的距离为0.01mm,则轴向测量的精度为0.01mm。

8.根据权利要求1所述一种基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警系统，其特征在于所述微控制器采用的是TI公司的DSP28335，微控制器每隔100ms会采集光纤压力传感器、载荷传感器、增量式光电编码器的数据；所述PC机上装有基于LabView的血管介入手术机器人操作安全性预警方法。