[发明专利]超声平面外血管穿刺辅助机器人

说明书

本发明实施例提供一种超声平面外血管穿刺辅助机器人，包括：图像识别处理单元，用于对穿刺目标区域的血管实时影像进行分析计算，获取血管轮廓形状数据和血管中心位置数据；穿刺导航单元，用于基于血管轮廓形状数据和血管中心位置数据，计算优选穿刺姿态和优选穿刺路径；运动规划单元，用于基于优选穿刺路径，计算得出穿刺针具由当前姿态调整到优选穿刺姿态所需的电机控制参数；运动控制单元，用于基于电机控制参数，控制电机驱动单元，驱动穿刺针具移动到优选穿刺姿态，并沿优选穿刺路径进行穿刺。其中，上述各单元依次连接。本发明实施例能有效避免平面外穿刺技术存在并发症风险，并有效提高穿刺成功率。

技术领域

本发明实施例涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种超声平面外血管穿刺辅助机器人。

背景技术

超声引导下的血管穿刺，具有可实时观察解剖结构、穿刺路径、缩短穿刺时间、减少穿刺并发症等优势，超声引导的血管穿刺技术包括平面内、和平面外技术，两者在临床应用中各有优缺点。

平面内技术，穿刺针始终处于探头扫描平面内，在穿刺过程中可以完整显示进针路线，缺点是不能观察到周围的组织，探头操作不稳定容易丢失血管，并且由于超声的容积效应导致不能明确针尖和血管切面的位置关系造成穿刺失败。

平面外技术可以清晰显示周围组织解剖关系，血管信息在超声影像中显示容易区分，穿刺路径短并且可以确保穿刺针处于血管顶端正中位置，穿刺成功率高，缺点是穿刺过程针体和针尖不可见，容易造成穿刺并发症风险，穿刺针刺入血管后减小穿刺角度时容易发生穿刺针脱离及刺破血管等问题。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种超声平面外血管穿刺辅助机器人，用以有效避免平面外穿刺技术存在并发症风险，从而有效提高穿刺成功率。

本发明实施例提供一种超声平面外血管穿刺辅助机器人，包括：依次连接的图像识别处理单元、穿刺导航单元、运动规划单元、运动控制单元和电机驱动单元。其中：

所述图像识别处理单元用于对穿刺目标区域的血管实时影像进行分析计算，获取血管轮廓形状数据和血管中心位置数据；

所述穿刺导航单元用于基于所述血管轮廓形状数据和所述血管中心位置数据，计算优选穿刺姿态和优选穿刺路径；

所述运动规划单元用于基于所述优选穿刺路径，计算得出穿刺针具由当前姿态调整到所述优选穿刺姿态所需的电机控制参数；

所述运动控制单元用于基于所述电机控制参数，控制所述电机驱动单元，驱动所述穿刺针具移动到所述优选穿刺姿态，并沿所述优选穿刺路径进行穿刺。

本发明实施例提供的超声平面外血管穿刺辅助机器人，针对平面外穿刺过程针体及针尖位置难以确定、易发生穿刺并发症等问题，通过精密机械结构和高精度伺服电机驱动实现穿刺针精准控制，应用计算机图像识别技术及穿刺导航技术，通过模拟显示穿刺针和血管相对位置关系，达到在平面外穿刺技术下也可以辅助医生确认穿刺针尖位置的效果，可以更好的实现超声平面外血管穿刺，能有效弥补医生经验的不足，并有效避免平面外穿刺技术存在并发症风险，提高穿刺成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的超声平面外血管穿刺辅助机器人的结构示意图；

图2为根据本发明实施例提供的超声平面外血管穿刺辅助机器人中优选穿刺路径示意图；

图3为根据本发明实施例提供的超声平面外血管穿刺辅助机器人中穿刺姿态调整机构示意图；