[发明专利]一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法。一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法包括以下步骤：步骤S1：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一控制模块根据预置的一血管状态评估方法输出一第一辅助决策建议信息；步骤S2：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第一辅助决策建议信息。本发明公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，将动静脉内瘘血管穿刺工作中的如何精准定位进行有效穿刺以及精准评估血管功能和指导拔管按压一体化定义为关键环节，将自动化控制和人工手动控制相结合，各扬所长，确保动静脉内瘘血管穿刺工作的安全性、准确性和稳定性。

技术领域

本发明属于医用机器人技术领域，具体涉及一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人和一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法。

背景技术

公开号为CN107280767A，主题名称为套筒柔性针穿刺医疗机器人的发明专利申请，其技术方案公开了“包括皮带(1)、皮带轮(2)、滚珠轴承(3)、力传感器连接轴(4)、力传感器(5)、夹头套筒(6)、柔性针夹头(7)、皮带(8)、皮带轮(9)、滚珠轴承(10)、连接轴(11)、夹头套筒(12)、外套管夹头(13)、套管支撑基座(14)、柔性针支撑基座(15)、伺服电机(16)、皮带轮(17)、伺服电机(18)、伺服电机支撑基座(19)、伺服电机(20)、皮带轮(21)、丝杠直线导轨(22)、伺服电机(23)、伺服电机支撑基座(24)、丝杠直线导轨(25)、工作平台(26)、套管(27)、柔性针(28)、摄像头(29)。一种套筒柔性针穿刺医疗机器人由套管给进、旋转机构和柔性针的给进、旋转机构构成。套筒和柔性针丝杠直线导轨(22、25)平行的用螺丝固定在工作台(26)上，把伺服电机(16、20)分别用螺丝固定在两个丝杠直线导轨(22、25)上，使得电机能带动丝杠旋转推动基座前进。柔性针部分机构，螺丝固定伺服电机基座(19)到丝杠直线导轨(22)上，固定伺服电机(18)到伺服电机基座(19)上，同时伺服电机(18)连接皮带轮(17)，皮带轮(17)与皮带轮(2)由皮带(1)连接，力传感器连接轴(4)通过滚珠轴承(3)连接到伺服电机基座(19)上，皮带轮(2)连接到力传感器连接轴(4)上，力传感器(5)连接到力传感器连接轴(4)上，夹头套筒(6)螺纹连接到力传感器(5)上，夹头套筒(6)通过螺丝夹紧柔性针夹头(7)。套筒部分结构，螺丝固定伺服电机基座(24)到丝杠直线导轨(25)上，固定伺服电机(23)到伺服电机基座(24)上，同时伺服电机(23)连接皮带轮(21)，皮带轮(21)与皮带轮(8)由皮带(9)连接，连接轴(11)通过滚珠轴承(10)连接到伺服电机基座(24)上，皮带轮(8)连接到连接轴(11)上，夹头套筒(12)螺丝夹紧连接轴(11)，夹头套筒(12)通过螺丝夹紧套管夹头(13)。套筒支撑基座(14)紧贴丝杠直线导轨(25)通过螺丝固定在工作平台(26)上，柔性针支撑基座(15)根据套管长度螺丝固定在工作平台(26)上，同时保证柔性针支撑基座(15)的孔与套筒支撑基座(14)的孔在同一个水平面和同一条直线上。套管(27)穿过柔性针支撑基座(15)和套管支撑基座(14)连接到套管夹头(13)，柔性针(28)穿过套筒(27)、套筒夹头(13)、夹头套筒(12)、连接轴(11)、皮带轮(8)到柔性针夹头(7)，并夹紧”。

然而，在医用机器人领域，以上述发明专利申请为例，现有的医用穿刺机器人，侧重于为了实现穿刺目的的硬件构造的研发与改进，并未出现专门匹配用于动静脉内瘘穿刺的机器人，需要进一步改进。此外，仍然以上述医用机器人为例，尽管通过“摄像头可以实时地追踪针头的位置，计算针头与目标位置的距离差，反馈到控制系统，从而决定控制方法”隐含公开了该机器人涉及到电控/程控技术，但是这些可能涉及到软件控制的控制手段，仍然停留在机器人自身部件(零件)之间的数据交互和自主决策，并未进一步引入机器人与使用者(用户)之间的任何交互手段。事实上，针对动静脉内瘘的穿刺任务，完全依赖全自动的自动化控制手段，不够完备且不够安全可靠，在关键的控制节点，仍然需要引入使用者的人工控制途径，同时结合大数据辅助决策系统等提供的辅助决策建议，将自动化控制和人工手动控制各扬所长，综上需要予以进一步改进。

发明内容