[发明专利]基于自主控制的血管机器人的控制系统及方法

说明书

一种基于自主控制的血管机器人的控制方法，其包括如下步骤：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。

技术领域

本发明涉及智慧医疗技术领域，特别涉及一种基于自主控制的血管机器人的控制系统及方法。

背景技术

近些年，随着传感器技术、计算机技术和控制技术的快速发展，将机器人技术结合传感器和医学图像等多种技术应用于医疗服务行业成为国内外诸多学者研究的热点。微创血管介入手术机器人作为医疗机器人的典型代表，人们对其在手术治疗领域的关注度与日俱增，这也促使微创介入手术机器人成为国际机器人研究领域的热点课题之一。

大部分的血管介入手术机器人系统都是采用主从结构，由医生在主端掌控力反馈手控器或者操作杆等去控制从端导管的运动。传感器检测到的交互力信息需要经过主手转换才能被操作者感知，由于主手动力学性能的影响，操作者期望感受到的力反馈信息势必会受到干扰。医生也就无法像在传统的手术中一样真实的感知导管受到的力信息，不利于提高手术操作的安全性。

基于此，我国也自主研发和设计了具有力反馈功能的血管介入手术机器人系统。为了医生的自身安全考虑，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。

但现有技术中，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，通过鲁棒控制运动控制器来控制微型机器人的导航路径。

然而，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。

发明内容

有鉴于此，本发明提供基于自主控制的血管机器人的控制系统及方法。

一种基于自主控制的血管机器人的控制方法，其包括如下步骤：

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。

在本发明所述的基于自主控制的血管机器人的控制方法中，

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。