[发明专利]具有主端力反馈的远程交互式超声引导穿刺系统及方法

说明书

本发明涉及一种具有主端力反馈的远程交互式超声引导穿刺系统及方法，包括假体、主端操作臂、模拟手术台、从端机器人、显示单元；主端操作臂设有握持部，握持部与假体接触实现模拟操作；主端操作臂设置有编码器、测距传感器、倾角传感器和主端多维力传感器，能够获取握持部的位置、姿态信息和受力信息；模拟手术台包括台面和驱动机构；从端机器人设有从端多维力传感器，用于实时检测贴合力；从端与主端互联通信，根据握持部的位置、姿态和受力信息实时动作；显示单元实时显示主端的姿态信息、多维力信息以及从端现场音视频信息、医疗影像和从端机器人力信号。本发明实现了主从实时交互、反馈和验证，模拟场景更真实，医疗操作更准确。

技术领域

本发明涉及远程医疗技术领域，具体涉及一种具有主端力反馈的远程交互式超声引导穿刺系统及方法。

背景技术

随着医疗科技的提高，远程交互医疗普遍得到应用，目前来讲现有的远程方式多是专家通过视频，音频的方式指导远端进行医疗操作；但是对医生专业技能很高的要求医疗手术或者医疗检查，如超声检查，穿刺，超声引导穿刺等，由于我国医疗资源高度集中，具备该项技能的专家大多分布在北上广深等一线城市，广大基层医疗单位的医生极少具备很高的医疗技能；这就势必影响当地患者的及时医治；

作为一种改进：

现有技术之一是通过视觉识别采集专家端的手部姿势信号控制从端机器人操作，然而这种方法容易被遮挡，易受光源影响，对于算法的要求较高，交互准确性和实时性会较差。

现有技术之一，主端采用商用的forcedimension、haptic等商用主手，haptic工作空间小，无法满足B超检测范围要求。forcedimension价格昂贵，且由于内部有电机等驱动部件，拖动相对费力。

现有技术之一，主端采用模拟B超探头+触控板检测位置(X、Y方向)，由于触控板为平面，无法模拟医生检查时真实手感(人体曲面、软硬等)，且无法实现人体侧面检查。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术存在的问题。本发明涉及一种具有主端力反馈的远程交互式超声引导穿刺系统及方法，本发明实现了主从实时交互，反馈和验证，以保证远端可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有主端力反馈的远程交互式超声引导穿刺系统，包括：

假体，所述假体用于模拟真实人体；

主端操作臂，具有主端医生操作的握持部，所述握持部与所述假体接触实现模拟操作；所述主端操作臂设置有编码器、测距传感器、倾角传感器和主端多维力传感器，基于所述编码器、测距传感器和倾角传感器监测的数据，获取所述握持部的位置、姿态信息；所述主端多维力传感器用于实时检测所述握持部的受力信息；

模拟手术台，所述模拟手术台包括台面和驱动机构，所述台面用于支撑所述假体，所述驱动机构用于驱动所述台面在空间范围内移动；

从端机器人，设有从端多维力传感器，用于实时检测贴合力；所述从端机器人与所述主端操作臂互联通信，根据所述握持部的位置、姿态和受力信息实时动作；

显示单元，实时显示包括主端姿态信息、主端多维力信息、从端现场音视频信息、从端医疗影像和从端机器人力信号。

本发明从端根据主端的位置，姿态和施力实时动作，并反馈患者的医学图像和受力，主端根据从端的医疗影像和力信息实时调整位置、姿态和施力，从端又根据主端的调整实时动作并反馈信号，主从两者之间形成闭环，以保证医生的操作可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作。

这里的假体，可以是人体模型整体，也可以是人体模型的一部分，也可术前根据患者体态特征定制。

显示单元还可以显示从端现场音视频信息，主端姿态和三维力信号。