[发明专利]磁性医疗器械控制系统、方法和电子设备

权利要求书

1.一种磁性医疗器械控制系统，其特征在于，包括：

电磁体，用于调整磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置；

机械臂，与所述电磁体连接，用于调整所述电磁体的位置和姿态；

位置检测部，用于获取所述目标端的当前位置；

接触力检测部，用于获取所述电磁体受到的接触外力；

控制部，分别与所述电磁体、机械臂、位置检测部和接触力检测部连接，用于根据所述接触外力、所述当前位置和目标位置控制机械臂的运动和电磁体上的电流大小，以调整所述磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置。

2.根据权利要求1所述的磁性医疗器械控制系统，其特征在于，所述接触力检测部为设置在所述电磁体与所述机械臂之间的力传感器；或，所述接触力检测部为设置在所述机械臂上的扭矩传感器。

3.根据权利要求1所述的磁性医疗器械控制系统，其特征在于，所述电磁体为整体结构或为多个子电磁体阵列排布构成的。

4.根据权利要求1～3任一项所述的磁性医疗器械控制系统，其特征在于，当所述磁性医疗器械为导管或导丝时，还包括：

进镜机构，用于在所述控制部的控制下调节所述导管或导丝的目标端的位置。

5.一种磁性医疗器械控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～4任一项所述磁性医疗器械控制系统，所述方法包括：

基于预定的坐标系，获取磁性医疗器械的目标端的当前位置；

根据所述磁性医疗器械的目标端的当前位置和目标位置，确定控制量的目标值，所述控制量的目标值包括所述电磁体的位置目标值、姿态目标值、电流目标值和所述磁性医疗器械的目标端的位置目标值；

实时获取所述电磁体受到的接触外力；

根据所述控制量的目标值和所述接触外力调整所述电磁体的位置、姿态和电流，以调整所述磁性医疗器械的目标端的位置和姿态；

持续上述步骤，直至所述磁性医疗器械的目标端的当前位置与所述目标位置的差值小于预设阈值。

6.根据权利要求5所述的磁性医疗器械控制方法，其特征在于，基于确定的坐标系，根据所述磁性医疗器械的目标端的当前位置和目标位置，确定控制量的目标值的方法包括：

构建所述磁性医疗器械的目标端的位置与所述磁性医疗器械所受磁力矩的关系；

通过链式法则获得所述磁性医疗器械的目标端的位置与所述控制量之间的偏微分关系；

根据所述磁性医疗器械的目标端的当前位置与所述目标位置之间的差值和所述磁性医疗器械的目标端的位置与所述控制量之间的偏微分关系构建二次规划函数；

通过所述二次规划函数计算所述控制量的目标值。

7.根据权利要求6所述的磁性医疗器械控制方法，其特征在于，通过所述二次规划函数计算所述控制量的目标值之前还包括：

在所述二次规划函数中引入所述电磁体的电流变化量的权衡函数。

8.根据权利要求5所述的磁性医疗器械控制方法，其特征在于，调整所述电磁体的位置和姿态的方法，包括：

基于导纳控制模型，将所述电磁体虚拟为弹簧振子模型；

建立所述电磁体所受接触外力分别与位置和姿态之间的函数关系；

基于所述控制量的目标值和所述接触外力分别与位置和姿态之间的函数关系调整所述电磁体的位置和姿态。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5至8任一项所述磁性医疗器械控制方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至8任一项所述磁性医疗器械控制方法。