[发明专利]基于双向反馈的血管机器人的控制系统及方法

说明书

一种基于双向反馈的血管机器人的控制方法，其包括如下步骤：预先获取机器人导航路径信息；根据导航路径信息生成初始血管机器人前进控制信息；将获取的已知参数、初始血管机器人控制前进信息作为输入，将机器人导航路径变化信息作为输出，获取未知离散化模型参数；根据获取的位置离散化模型参数以及已知参数重新生成血管机器人第一前进控制信息，通过第一前进控制信息控制血管机器人前进。

技术领域

本发明涉及智慧医疗技术领域，特别涉及一种基于双向反馈的血管机器人的控制方法。

背景技术

目前，我国自主研发和设计的具有力反馈功能的血管介入手术机器人系统，可以使使医生远离X射线的辐射，该系统仍采用主从结构。医生可以直接操作主端操作器上的导管，利用遥操作技术远程控制从端导管的运动。从端控制器将采集到的从端导管的力信息通过电流形式反馈到主端，主端操作器再利用电磁感应原理实现力反馈，令医生感知到导管前进受到的阻力信息。同时医生可以通过高清图像和多维信息监控界面监测从端导管的情况，根据触觉和视觉反馈信息进行手术操作。

但现有的血管机器人和结构以及控制系统，依然是在从端通过导管对血管进行介入，使得导管和血管进行碰撞时容易使得血管造成损伤。于是，现有技术中也有采用微型机器人，通过控制运动控制器来控制微型机器人的导航路径。

然而，不但由于血管内血液成分、浓度，以及血管网络的粗细、脉络不同，导致微型机器人在血管内定位、轨迹、运行控制精度达不到理想状态；而且，由于对机器人实施远程控制运动轨迹，在控制时由于影响控制指令效果的参数无法全面掌握进而影响精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供基于双向反馈的血管机器人的控制系统及方法。

一种基于双向反馈的血管机器人的控制方法，其包括如下步骤：

预先获取机器人导航路径信息；

根据导航路径信息生成初始血管机器人前进控制信息；

将获取的已知参数、初始血管机器人控制前进信息作为输入，将机器人导航路径变化信息作为输出，获取未知离散化模型参数；

根据获取的位置离散化模型参数以及已知参数重新生成血管机器人第一前进控制信息，通过第一前进控制信息控制血管机器人前进。

在本发明所述的双向反馈的血管机器人的控制方法中，

所述将获取的已知参数、初始血管机器人控制前进信息作为输入，将机器人导航路径变化信息作为输出，获取未知离散化模型参数包括：

建立已知参数有效性模型：

σ_i(k)＝w_0,i+w_1,iη₁(k)+...+w_n,iη_n(k)，其中，w_j,i(j＝0,1,...n)为第i个有效性模型的估计值；η_i表示参数输入；k为阻滞系数；

根据建立的已知参数有效性模型，获得加权得到的未知离散化参数：

其中r为导航路径变化值加权输出；Ω_i(η_i,σ_i)为第i个权重函数，σ_i为标准差；

根据预设模型对未知离散化参数进行筛选。

在本发明所述的双向反馈的血管机器人的控制方法中，

所述预先获取机器人导航路径信息包括：获得CT扫描获得的原始血管图像信息，并将原始血管图像信息绘制成三维血管骨架网络图像；根据三维血管骨架网络图像生成机器人导航路径信息。

在本发明所述的双向反馈的血管机器人的控制方法中，