[发明专利]一种智能化肾穿刺控制系统

摘要

一种智能化肾穿刺控制系统，包括超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其中超声扫描仪获取包含肾脏和穿刺针的超声图像，控制电脑接收超声图像，解析获取穿刺针直线行进距离，发出肾穿刺指令，控制穿刺机械手臂接驱动穿刺针平稳、直线行进，完成肾穿刺手术；该系统能有效减少肾穿刺手术中对人体组织器官的损害，特别对肾脏损害，实时监控穿刺针行进路线，避免意外发生。

主权项

1.一种智能化肾穿刺控制系统，由超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其特征在于：所述超声扫描仪由手术医生固定，扫描肾脏周边位置，描述超声图像；所述超声图像包肾脏及距皮下距离；所述控制电脑获取超声扫描仪生成的超声图像，解析获取肾脏位置参数及距皮下距离参数，发送肾穿刺指令；所述穿刺机械手臂由机械臂、穿刺针、机械臂驱动组成；所述穿刺针连接于机械臂上，由机械臂驱动装置驱动；所述机械臂初始位置由手术医生调整控制，保证穿刺针少量刺入皮下组织，穿刺针直线行进方向为肾脏，并置于超声图像内；所述穿刺机械手臂接收到肾穿刺指令，解析穿刺指令中穿刺针前进距离，机械臂驱动控制，穿刺针快速、稳定、精准穿刺获取活检组织并拔针；所述控制电脑大致按如下步骤进行：S101、接收超声图像，采用肾脏识别模型、穿刺针识别模型分别识别超声图像中肾脏组织和穿刺针；S102、根据肾脏和穿刺针识别和回归结果，以肾脏中心为原点建立三维坐标，确定肾脏和穿刺针的坐标；S103、计算穿刺针距离肾脏直线距离；S104、预估穿刺针行进路线及肾脏表面着针点；S105、将距离、行进路线及着针点进行标注和显示，等待手术医生确认；S106、收到手术医生确认，发出肾穿刺指令，指令包含穿刺针行进距离；S107、控制电脑重复S102~S104，持续监控穿刺针行进路线和与肾脏距离；所述肾脏识别模型、穿刺针识别模型为线下训练完成，首先对超声图像中的肾脏和穿刺针进行标注形成训练样本，选用CNN网络进行迭代学习；获得超声图像中肾脏组织和穿刺针的识别和回归模型，即为肾脏识别模型、穿刺针识别模型；所述穿刺针提取活检组织后，由穿刺机械手臂驱动快速直线后退，完成拔针。