[发明专利]血管辅助穿刺系统、机器人、方法和存储介质

说明书

本申请提供的一种血管辅助穿刺系统、机器人、方法和存储介质。通过在机械臂的带动下通过超声探头扫描目标穿刺区域，以实时获取血管扫描数据和/或穿刺扫描数据；依据所述血管扫描数据融合出血管三维模型，通过选出目标血管并计算出最优穿刺参数；依据所述最优穿刺参数调整穿刺引导单元的空间位置以指示出入针点、及入针角度；和/或将所述最优穿刺参数与所述穿刺扫描数据中所述穿刺针的实时运动轨迹进行比较。本申请能够快速并准确的确认待穿刺血管位置，并通过计算可以通过穿刺引导装置对穿刺的角度及位置进行指导，并在穿刺过程中实时监测以确保穿刺的准确性，大大提高了各类型血管的确认及穿刺成功效率。

技术领域

本申请涉及一种智能医疗器械技术领域，特别是涉及一种血管辅助穿刺系统、机器人、方法和存储介质。

背景技术

在临床实践中，血管穿刺为临床日常工作的重要部分，其主要分为浅表静脉穿刺、深静脉穿刺和动脉穿刺。浅表静脉穿刺主要用于输液、抽血等；深静脉穿刺主要用于长期留置输液管、快速输液给药等；动脉穿刺主要用于检测血气变化等。浅表静脉由于肉眼下可见，往往容易穿刺，但是对于急救、休克、失血所导致的血液量急剧减少、血管塌陷的病人、过于肥胖的病人、血管弹性很差的病人、产科刚出生的婴幼儿、儿科病人、肾内科全身浮肿病人、高干科病人、急救病人、血液科、肿瘤科多次化疗病人等，其穿刺的成功率较低，穿刺的次数较多，穿刺困难度较大。此外，在进行深静脉穿刺和动脉穿刺时，由于肉眼下无法直视，故常需要较为丰富的临床经验，通过体表标志或触及动脉搏动进行相应的穿刺。而且对于需进行此类操作的病人，其病情往往较重，需较快的完成相应操作，例如：休克病人、麻醉中的病人、呼吸衰竭的病人和呼吸性酸碱平衡紊乱的病人，故长时间的反复穿刺、或穿刺失败，可能引起不可挽回的损伤。

目前对于穿刺困难的病人，可在超声引导下进行穿刺。但是操作者需一手持超声探头，另一手持穿刺针，并且眼睛既要观察穿刺针在体表的位置，又要注视超声屏幕，实时判断穿刺针在体内的角度、深度等，而且还需将超声的二维图像，转化为三维立体图像。可见，此方法仍需长期训练，并具有一定的难度。

目前已有的针对血管穿刺机器人的应用专利，但大多是以红外线为探测血管的手段，例如：通过红外成像和压力变化来识别和穿刺血管，红外线外周静脉穿刺导航仪等。由于红外线定位只适用于体表浅表静脉，对深静脉或者是动脉往往无法精确定位，故这一类型的穿刺机器人在临床应用有一些限制。相反超声定位可探测到体表深部的血管，故可有效的弥补红外线的不足。

另外还有全自动的血管穿刺机器人系统的应用，例如：穿刺辅助机器人的控制决策方法与系统，主被动混合式锁骨下静脉穿刺机器人等。此类机器人对末端机械臂的精准性要求较高，而且软组织具有一定的活动度，往往难以实现自动注射。

因此，亟需一种能够准确、快速的找到目标血管并提供穿刺引导的设备。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种血管辅助穿刺系统、机器人、方法和存储介质，用于解决现有技术中无法准确、快速的找到要穿刺的血管的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种血管辅助穿刺系统，所述系统包括：机械臂，所述机械臂末端分别设有超声探头、及穿刺引导单元；所述超声探头用于扫描目标区域，以实时获取血管扫描数据和/或穿刺扫描数据；所述穿刺引导单元用于置入或固定穿刺针；数据处理单元，用于依据所述血管扫描数据融合出血管三维模型，通过输入筛选参数或人工经验选出目标血管，并计算出对应所述目标血管的最优穿刺参数；依据所述最优穿刺参数调整所述穿刺引导单元的空间位置以指示出入针点、及入针角度，供指导穿刺；和/或，将所述最优穿刺参数与所述穿刺扫描数据中所述穿刺针的实时运动轨迹进行比较，以供判断穿刺是否正确。

于本申请的一实施例中，所述筛选参数包括：血管类型、血管粗细、血管长短、血管形状、位置、及皮下深度中任意一种或多种组合。