神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，包括：控制系统以及与之连接的操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器、消毒液喷洒器和感应模块；控制系统包括计算机系统以及与之连接的操作台和视频系统，操作台用以控制各执行机构动作，视频系统用以实时获取和显示手术操作过程的数据和图像信息；多个压力传感器分别设置在主机械臂、穿刺机械臂和麻醉药注射器上，以测量并上传压力数据至控制系统的计算机系统。上述的神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，以实现神经阻滞麻醉的智能化操作，提高麻醉的准确度和灵敏度，减少甚至避免误操作，同时减轻麻醉医生工作强度。

【技术实现步骤摘要】
神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统
本专利技术涉及超声引导下的神经阻滞麻醉
，具体涉及一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统。
技术介绍
神经阻滞术是指在神经干、丛、节的周围注射局麻药，使其支配的区域产生麻醉作用，是临床上常用的麻醉和镇痛方法，配合现代医学的“第三只眼睛”——超声，超声引导下神经阻滞技术已经发展成熟起来，其具有可视精准、安全阻滞效果好、舒适等特点，可以精确定位神经，避免误穿血管，减少局麻药用量，效果确切，现已被广泛应用于临床麻醉。当前临床上的超声引导下的神经阻滞麻醉操作，由麻醉医生手动操作完成，需要麻醉医生手、眼协调操作，方可实现超声图像中的穿刺进针及注射药物，学习难度大、周期长，且容易出现误判、误操作，导致进针过深或位置偏移损伤周围组织，造成不必要的损伤；且麻醉医生每天常常需要进行上百次的重复操作，操作强度大，也进一步增加了麻醉操作的风险。因此，如果能利用现代智能化技术，实现超声扫查及超声引导下的神经阻滞麻醉的穿刺操作智能化，从而减轻麻醉医生工作强度，提高麻醉的准确度和灵敏度，减少甚至避免误操作，对提高神经阻滞麻醉技术和现代医疗水平都具有非常积极的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，以实现神经阻滞麻醉的智能化操作，提高麻醉的准确度和灵敏度，减少甚至避免误操作，同时减轻麻醉医生工作强度。一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，包括：控制系统以及与所述控制系统控制连接的操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器、消毒液喷洒器和感应模块；所述控制系统包括：计算机系统以及与所述计算机系统电性连接的操作台和视频系统，所述操作台用以控制操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器和消毒液喷洒器动作，所述视频系统用以实时获取和显示手术操作过程的数据和图像信息；所述操作臂包括：主机械臂和穿刺机械臂，所述主机械臂的末端设置所述超声探头，所述穿刺机械臂连接于主机械臂的近超声探头端，并能围绕主机械臂做环绕运动，穿刺机械臂的末端设置所述穿刺针；所述麻醉药注射器与所述穿刺针连接；所述耦合剂喷洒器的喷洒口设置于主机械臂的末端，并能将耦合剂喷洒涂抹到所述超声探头表面；所述消毒液喷洒器的喷洒口设置于穿刺机械臂的末端；所述感应模块包括：由多个压力传感器组成的接触感应单元，多个所述压力传感器分别设置在主机械臂、穿刺机械臂和麻醉药注射器上，以测量并上传压力数据至控制系统的计算机系统。进一步地，所述操作臂为七自由度拟人机械臂，机械臂的运动精度小于0.1毫米。进一步地，所述视频系统包括：采集手术目标面部表情的摄像装置、观察操作臂动作和穿刺点周围的实时情况的操作监控装置以及显示超声探头探测情况的超声图像显示装置。进一步地，所述感应模块还包括：光学感应单元，所述光学感应单元与控制系统的计算机系统电性连接，利用光学图像扫描定位人体部位并上传定位数据至计算机系统。进一步地，所述光学感应单元为红外扫描装置。进一步地，所述感应模块还包括：声音感应单元，所述声音感应单元与控制系统的计算机系统电性连接，获取手术目标语音信息并上传音频数据至计算机系统。进一步地，所述神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统还包括：语音表达模块，所述语音表达模块与控制系统的计算机系统电性连接，以向患者表达语音信息。进一步地，所述神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统还包括：生命监护模块，所述生命监护模块与控制系统的计算机系统电性连接，用于监护并上传手术目标的生命特征，所述生命特征包括脉搏、血压和体温。进一步地，所述控制系统还包括：自控操作模块，所述自控操作模块与计算机系统电性连接，用于控制操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器和消毒液喷洒器自主执行已预设的操作方案。上述的神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，使用时，手术目标置于检查床，在各项辅助确认工作完成之后，控制系统控制耦合剂喷洒器向超声探头表面喷洒耦合剂，之后控制主机械臂移动超声探头进行超声扫描，超声确认穿刺目标后，控制消毒液喷洒器向穿刺局部喷洒消毒液消毒，然后穿刺机械臂环绕主机械臂运行到达最佳穿刺位置后进行穿刺操作；在穿刺进针过程中，依据穿透不同组织时压力不同的原理，通过压力传感器进行力学监控，确认达到靶目标；穿刺针到达靶目标后，麻醉药注射器回抽测压，麻醉药物注射器上的压力传感器采集压力数据绘制压力力曲线，回抽压力符合正常负压图像后开始注射药物，注射压力曲线图符合该组织周围注射压力范围时，持续注药直到包绕神经完成注射；完成输麻药操作后，操作臂沿进针路线退针。采用上述技术方案，本专利技术具有一下有益效果：1、以现代智能控制技术集大成的机械臂为核心执行元件，通过机械操作辅助和替代纯人工手术操作，通过控制系统远程控制耦合剂涂抹、超声探头探测、消毒剂喷洒、穿刺针穿刺、麻药注射等一系列手术操作有序进行，实现神经阻滞麻醉的智能化操作，减少人为操作失误，减轻麻醉医生工作强度；2、主机械臂可全角度旋转，活动范围可达全身，穿刺机械臂可围绕主机械臂进行环绕运动，以此来调整穿刺角度和进针点的位置，穿刺的准确性高；3、辅以感应模块对穿刺位置、深度、压力等操作信息进行实时的感应测量反馈，并通过视频系统进行实时监控，保证手术操作的安全性和灵敏性，有效减少甚至避免误操作；4、可在自动控制技术的基础上，实现穿刺操作的自动控制，解放人力，真正意义上的实现神经阻滞麻醉自动操作。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图；图2为本专利技术实施例操作臂以及与之连接的执行机构的结构示意图；图3为本专利技术实施例的控制原理示意图；图4为本专利技术实施例穿刺麻醉的逻辑原理图示意图；附图标记：1-控制系统，11-计算机系统，12-操作台，13-视频系统，131-摄像装置，132-操作监控装置，133-超声图像显示装置，14-自控操作模块，2-操作臂，21-主机械臂，22-穿刺机械臂，3-超声探头，4-穿刺针，5-麻醉药注射器，6-耦合剂喷洒器，7-消毒液喷洒器，8-感应模块，81-接触感应单元，82-光学感应单元，83-声音感应单元，9-语音表达模块，10-生命监护模块。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1至图3所示，本实施例提供的神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，包括：控制系统1以及与控制系统1控制连接的操作臂2、超声探头3、穿刺针4、麻醉药注射器5、耦合剂喷洒器6、消毒液喷洒器7和感应模块8。操作臂2为七自由度拟人机械臂，其运动精度小于0.1毫米，以保证穿刺的准确性。七自由度拟人机械臂的具体结构和控制技术，国内外和多机构都已经获得突破，如：ABB公司开发的FRIDA机器人的每个手臂都有7各自有度，末端可以安装各类传感器和工具，日本川田工业株式会社研发的冗余机器人HRP-3的手臂也具有7各自由度，国内的北京航天航空大学研制的7自由度PA10机器人，也可以达到相应的拟人动作，而在医疗领域，拟人臂装备协助医疗人员进行一些危险的实验或难度较大的手术操作，已经成为现实，因此，机械臂的具体结构和原理，此处不在赘述。参见图2，本实施例中的操作臂2，包括：主机械臂21和穿刺机械臂22，主机械臂21可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，其特征在于，包括：控制系统以及与所述控制系统控制连接的操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器、消毒液喷洒器和感应模块；所述控制系统包括：计算机系统以及与所述计算机系统电性连接的操作台和视频系统，所述操作台用以控制操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器和消毒液喷洒器动作，所述视频系统用以实时获取和显示手术操作过程的数据和图像信息；所述操作臂包括：主机械臂和穿刺机械臂，所述主机械臂的末端设置所述超声探头，所述穿刺机械臂连接于主机械臂的近超声探头端，并能围绕主机械臂做环绕运动，穿刺机械臂的末端设置所述穿刺针；所述麻醉药注射器与所述穿刺针连接；所述耦合剂喷洒器的喷洒口设置于主机械臂的末端，并能将耦合剂喷洒涂抹到所述超声探头表面；所述消毒液喷洒器的喷洒口设置于穿刺机械臂的末端；所述感应模块包括：由多个压力传感器组成的接触感应单元，多个所述压力传感器分别设置在主机械臂、穿刺机械臂和麻醉药注射器上，以测量并上传压力数据至控制系统的计算机系统。

【技术特征摘要】
1.一种神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，其特征在于，包括：控制系统以及与所述控制系统控制连接的操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器、消毒液喷洒器和感应模块；所述控制系统包括：计算机系统以及与所述计算机系统电性连接的操作台和视频系统，所述操作台用以控制操作臂、超声探头、穿刺针、麻醉药注射器、耦合剂喷洒器和消毒液喷洒器动作，所述视频系统用以实时获取和显示手术操作过程的数据和图像信息；所述操作臂包括：主机械臂和穿刺机械臂，所述主机械臂的末端设置所述超声探头，所述穿刺机械臂连接于主机械臂的近超声探头端，并能围绕主机械臂做环绕运动，穿刺机械臂的末端设置所述穿刺针；所述麻醉药注射器与所述穿刺针连接；所述耦合剂喷洒器的喷洒口设置于主机械臂的末端，并能将耦合剂喷洒涂抹到所述超声探头表面；所述消毒液喷洒器的喷洒口设置于穿刺机械臂的末端；所述感应模块包括：由多个压力传感器组成的接触感应单元，多个所述压力传感器分别设置在主机械臂、穿刺机械臂和麻醉药注射器上，以测量并上传压力数据至控制系统的计算机系统。2.根据权利要求1所述的神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，其特征在于，所述操作臂为七自由度拟人机械臂，机械臂的运动精度小于0.1毫米。3.根据权利要求1所述的神经阻滞麻醉机器人智能辅助系统，其特征在于，所述视频系统包括：采集手术目标面部表情的摄像装置、观察操作臂动作和穿刺点周...

【专利技术属性】
技术研发人员：张拴军，
申请(专利权)人：张拴军，
类型：发明
国别省市：甘肃,62