[发明专利]基于自主控制的血管机器人的控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于自主控制的血管机器人的控制系统，其特征在于，该系统用于执行如下步骤：

S1、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；

S2、根据获取的血管内血液密度信息、血管机器人属性信息、导航路径信息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；

S3、实时获取血管机器人传回的压力信息，判断压力信息是否超过第一报警阈值，在超过第一报警阈值时，对第一前进控制信息进行调整得到第二前进控制信息；

S4、根据机器人导航路径信息判断血管机器人是否达到预设虚拟位置，在达到预设虚拟位置时，根据CT扫描结果对预设位置进行校验，在校验通过时，确定血管机器人达到预设位置；

所述步骤S1还包括：

根据三维血管骨架网络图像以及导航坐标信息，对机器人的行驶轨迹进行分段，并设置各个分段的时间阈值切片信息；

对机器人的行驶轨迹进行分段，并设置各个分段的时间阈值切片信息之后，还包括：

根据三维血管骨架网络图像中血管管径、路径分叉信息，分别设置各个分段的时间阈值切片信息的速度阈值信息；

所述步骤S3中实时获取血管机器人传回的压力信息，判断压力信息是否超过第一报警阈值之前，还包括：

判断机器人在当前分段的速度是否大于对应的速度阈值信息，在大于时，对第一前进控制信息进行调整得到修正后的第一前进控制信息；相应地，

继续执行实时获取血管机器人传回的压力力信息，判断压力信息是否超过第一报警阈值，在超过第一报警阈值时，对修正后第一前进控制信息进行调整得到第二前进控制信息；

在小于或等于对应的速度阈值信息时，继续执行实时获取血管机器人传回的压力信息，判断压力信息是否超过第一报警阈值，在超过第一报警阈值时，对第一前进控制信息进行调整得到第二前进控制信息；

根据三维血管骨架网络图像生成机器人导航路径信息包括建立三维血管骨架的虚拟坐标系，虚拟坐标系建立方式如下：

选择管面上中心为原点，通过管面半径和原点生成平移向量，并且根据平移向量和沿截面法线向量旋转度获得初始点坐标，并以此类推获得管面上各个点坐标的数据集合A；

并另选一管面中心为另一原点，通过上述方式生成数据集合B；通过数据集合A、数据集合B生成预设血管距离段；

确定相邻预设血管距离段之间的夹角，并生成如下表示位置坐标的如下表达式：

，其中x、y、z分别为三维坐标系对应三个方向轴；为预设血管距离段的长度，为x轴方向的方位角度的变化；

根据三维血管骨架网络图像中血管管径、路径分叉信息，分别设置各个分段的时间阈值切片信息的速度阈值信息具体包括：重构坐标表达式，将三维血管骨架网络划分为平直段、变化段、弯曲段、交叉段、复合段，所述平直段是指血管的管径变化未超过预设值的一段血管；变化段是指血管的管径变化超过预设值的一段血管；弯曲段是指血管的弯曲超过预设值的一段血管；交叉段是指血管出现路径分叉的一段血管；复合段是指包括了管径、弯曲、交叉中两种以上变化的一段血管。