一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法。一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法包括以下步骤：步骤S1：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一控制模块根据预置的一血管状态评估方法输出一第一辅助决策建议信息；步骤S2：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第一辅助决策建议信息。本发明专利技术公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，将动静脉内瘘血管穿刺工作中的如何精准定位进行有效穿刺以及精准评估血管功能和指导拔管按压一体化定义为关键环节，将自动化控制和人工手动控制相结合，各扬所长，确保动静脉内瘘血管穿刺工作的安全性、准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法
本专利技术属于医用机器人
，具体涉及一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人和一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法。
技术介绍
公开号为CN107280767A，主题名称为套筒柔性针穿刺医疗机器人的专利技术专利申请，其技术方案公开了“包括皮带(1)、皮带轮(2)、滚珠轴承(3)、力传感器连接轴(4)、力传感器(5)、夹头套筒(6)、柔性针夹头(7)、皮带(8)、皮带轮(9)、滚珠轴承(10)、连接轴(11)、夹头套筒(12)、外套管夹头(13)、套管支撑基座(14)、柔性针支撑基座(15)、伺服电机(16)、皮带轮(17)、伺服电机(18)、伺服电机支撑基座(19)、伺服电机(20)、皮带轮(21)、丝杠直线导轨(22)、伺服电机(23)、伺服电机支撑基座(24)、丝杠直线导轨(25)、工作平台(26)、套管(27)、柔性针(28)、摄像头(29)。一种套筒柔性针穿刺医疗机器人由套管给进、旋转机构和柔性针的给进、旋转机构构成。套筒和柔性针丝杠直线导轨(22、25)平行的用螺丝固定在工作台(26)上，把伺服电机(16、20)分别用螺丝固定在两个丝杠直线导轨(22、25)上，使得电机能带动丝杠旋转推动基座前进。柔性针部分机构，螺丝固定伺服电机基座(19)到丝杠直线导轨(22)上，固定伺服电机(18)到伺服电机基座(19)上，同时伺服电机(18)连接皮带轮(17)，皮带轮(17)与皮带轮(2)由皮带(1)连接，力传感器连接轴(4)通过滚珠轴承(3)连接到伺服电机基座(19)上，皮带轮(2)连接到力传感器连接轴(4)上，力传感器(5)连接到力传感器连接轴(4)上，夹头套筒(6)螺纹连接到力传感器(5)上，夹头套筒(6)通过螺丝夹紧柔性针夹头(7)。套筒部分结构，螺丝固定伺服电机基座(24)到丝杠直线导轨(25)上，固定伺服电机(23)到伺服电机基座(24)上，同时伺服电机(23)连接皮带轮(21)，皮带轮(21)与皮带轮(8)由皮带(9)连接，连接轴(11)通过滚珠轴承(10)连接到伺服电机基座(24)上，皮带轮(8)连接到连接轴(11)上，夹头套筒(12)螺丝夹紧连接轴(11)，夹头套筒(12)通过螺丝夹紧套管夹头(13)。套筒支撑基座(14)紧贴丝杠直线导轨(25)通过螺丝固定在工作平台(26)上，柔性针支撑基座(15)根据套管长度螺丝固定在工作平台(26)上，同时保证柔性针支撑基座(15)的孔与套筒支撑基座(14)的孔在同一个水平面和同一条直线上。套管(27)穿过柔性针支撑基座(15)和套管支撑基座(14)连接到套管夹头(13)，柔性针(28)穿过套筒(27)、套筒夹头(13)、夹头套筒(12)、连接轴(11)、皮带轮(8)到柔性针夹头(7)，并夹紧”。然而，在医用机器人领域，以上述专利技术专利申请为例，现有的医用穿刺机器人，侧重于为了实现穿刺目的的硬件构造的研发与改进，并未出现专门匹配用于动静脉内瘘穿刺的机器人，需要进一步改进。此外，仍然以上述医用机器人为例，尽管通过“摄像头可以实时地追踪针头的位置，计算针头与目标位置的距离差，反馈到控制系统，从而决定控制方法”隐含公开了该机器人涉及到电控/程控技术，但是这些可能涉及到软件控制的控制手段，仍然停留在机器人自身部件(零件)之间的数据交互和自主决策，并未进一步引入机器人与使用者(用户)之间的任何交互手段。事实上，针对动静脉内瘘的穿刺任务，完全依赖全自动的自动化控制手段，不够完备且不够安全可靠，在关键的控制节点，仍然需要引入使用者的人工控制途径，同时结合大数据辅助决策系统等提供的辅助决策建议，将自动化控制和人工手动控制各扬所长，综上需要予以进一步改进。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人和一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其主要目的在于，将动静脉内瘘血管穿刺工作中的如何精准定位进行有效穿刺以及精准评估内瘘血管功能和指导拔管按压一体化定义为关键环节，并且围绕该关键环节进行阐述。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，能及时评估动静脉内瘘的血管功能，给与医护人员及时干预提示，通过实时监测动静脉内瘘的血管功能，降低丧失功能风险。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，可实时确定内瘘功能，评估是否存在异常，上述异常包括但不限于存在血栓、狭窄，以便及时干预(这也是机器引导穿刺的优点)；确定内瘘作为新瘘时是否成熟，如果判断作为新瘘的内瘘成熟(血流量>500ml/min，血管直径>5mm，皮下深度<6mm)则执行穿刺，否则(判断作为新瘘的内瘘不成熟)提示医护人员结合病情人工评估是否需要继续穿刺，如果医护人员评估认为需要继续穿刺则执行穿刺，否则(医护人员评估认为不需要继续穿刺)终止穿刺流程。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，为动静脉内瘘血管穿刺工作提供基于辅助评估、辅助决策、辅助执行的全流程的完整解决方案。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，将自动化控制和人工手动控制(人工二次确认/人工介入干预/人工控制途径/手动超驰，下同)相结合，各扬所长，确保动静脉内瘘血管穿刺工作的安全性、准确性和稳定性。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，在机器人和使用者(用户/穿刺操作者，下同)之间引入多种交互手段，在最大化优化人工工序而由自动化控制代替部分人工手动操作的同时，确保在关键的控制节点，使用者(用户)能够及时介入干预，同时保证人工控制途径的控制指令(手动超驰指令)的优先级必须高于机器人自主生成的辅助控制指令(辅助决策建议信息)。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，机器人在辅助评估、辅助决策等领域(非新瘘判断)，在后台引入大数据辅助决策系统，以便由机器人自主生成的辅助决策建议等更具专业性和针对性。本专利技术专利申请公开的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人及其控制方法，其另一目的在于，大数据辅助决策系统可以将使用者介入干预(人工控制途径)的控制指令作为修正信息反向输入该系统内部，使得大数据辅助决策系统可以不断迭代升级，从而输出更加精细化的辅助决策建议。本专利技术采用以下技术方案，所述一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法包括以下步骤：步骤S1：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一控制模块根据预置的一血管状态评估方法输出一第一辅助决策建议信息；步骤S2：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第一辅助决策建议信息，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的一直接采纳指令则将上述第一辅助决策建议信息导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一执行模块，当上述交互模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一控制模块根据预置的一血管状态评估方法输出一第一辅助决策建议信息；/n步骤S2：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第一辅助决策建议信息，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的一直接采纳指令则将上述第一辅助决策建议信息导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一执行模块，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的除上述直接采纳指令之外的手动超驰指令则将上述手动超驰指令覆盖上述第一辅助决策建议信息，并且将上述手动超驰指令导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块；/n步骤S3：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述控制模块根据预置的一穿刺方式评估方法输出一第二辅助决策建议信息；/n步骤S4：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第二辅助决策建议信息，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的一直接采纳指令则将上述第二辅助决策建议信息导入上述一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的除上述直接采纳指令之外的手动超驰指令则将上述手动超驰指令覆盖上述第二辅助决策建议信息，并且将上述手动超驰指令导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块；/n步骤S5：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块根据由步骤S2导入的第一辅助决策建议信息或者手动超驰指令，以及根据由步骤S4导入的第二辅助决策建议信息或者手动超驰指令，由一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块执行在超声引导下的预置的穿刺动作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一控制模块根据预置的一血管状态评估方法输出一第一辅助决策建议信息；
步骤S2：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第一辅助决策建议信息，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的一直接采纳指令则将上述第一辅助决策建议信息导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一执行模块，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的除上述直接采纳指令之外的手动超驰指令则将上述手动超驰指令覆盖上述第一辅助决策建议信息，并且将上述手动超驰指令导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块；
步骤S3：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述控制模块根据预置的一穿刺方式评估方法输出一第二辅助决策建议信息；
步骤S4：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述交互模块通过至少一种引导途径提示穿刺操作者是否直接采纳上述第二辅助决策建议信息，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的一直接采纳指令则将上述第二辅助决策建议信息导入上述一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块，当上述交互模块获取由穿刺操作者输入的除上述直接采纳指令之外的手动超驰指令则将上述手动超驰指令覆盖上述第二辅助决策建议信息，并且将上述手动超驰指令导入一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块；
步骤S5：一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块根据由步骤S2导入的第一辅助决策建议信息或者手动超驰指令，以及根据由步骤S4导入的第二辅助决策建议信息或者手动超驰指令，由一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的上述执行模块执行在超声引导下的预置的穿刺动作。


2.根据权利要求1所述的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，其特征在于，所述一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，还包括步骤S0：
步骤S0：由穿刺操作者或者一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人的一执行模块对于患者的待精确定位的血管及其周边组织进行预处理。


3.根据权利要求2所述的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，其特征在于，步骤S0具体实施为以下步骤：
步骤S0.1：将患者的手臂姿态引导至指定位置，以固定手臂位置，以便步骤S1中进行准确的血管状态评估；
步骤S0.2：在患者的待精确定位的血管及其周边组织处消毒；
步骤S0.3：在患者的待精确定位的血管及其周边组织处铺巾。


4.根据权利要求1所述的一体化动静脉内瘘血管穿刺机器人控制方法，其特征在于，步骤S1中，上述血管状态评估方法，具体实施为以下步骤：
步骤S1.1：一体化动静脉内瘘血管穿刺...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜春，钱钢，王宋超，
申请(专利权)人：嘉兴市第二医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33