一种智能化肾穿刺控制系统技术方案

一种智能化肾穿刺控制系统，包括超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其中超声扫描仪获取包含肾脏和穿刺针的超声图像，控制电脑接收超声图像，解析获取穿刺针直线行进距离，发出肾穿刺指令，控制穿刺机械手臂接驱动穿刺针平稳、直线行进，完成肾穿刺手术；该系统能有效减少肾穿刺手术中对人体组织器官的损害，特别对肾脏损害，实时监控穿刺针行进路线，避免意外发生。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化肾穿刺控制系统
本专利技术涉及智能化控制系统，具体涉及一种智能化肾穿刺控制系统。
技术介绍
活检技术是确定器官病变最直接、最准确的检测技术；不同组织器官活检组织提取难度各不相同；其中以肾脏活检组织提取较为困难。肾脏为一团毛细血管组成，血液十分丰富，做肾穿刺均为引发不同程度的肾出血，较好情况为机体凝血机制生效，自动愈合；在肾穿刺不善，则会发生大出血从而造成重大危害，如穿刺针不稳，引起肾表面裂伤等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能化的肾穿刺控制系统，快速准确完成肾穿刺，避免肾穿刺过程中重大事故的发生。本专利技术目的按如下技术方案实现：一种智能化肾穿刺控制系统，包括超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；所述超声扫描仪由手术医生固定，扫描肾脏周边位置，描述超声图像；所述超声图像包肾脏及距皮下距离；所述控制电脑获取超声扫描仪生成的超声图像，解析获取肾脏位置参数及距皮下距离参数，发送肾穿刺指令；所述穿刺机械手臂由机械臂、穿刺针、机械臂驱动组成；所述穿刺针连接于机械臂上，由机械臂驱动装置驱动；所述机械臂初始位置由手术医生调整控制，保证穿刺针少量刺入皮下组织，穿刺针直线行进方向为肾脏，并置于超声图像内；所述穿刺机械手臂接收到肾穿刺指令，解析穿刺指令中穿刺针前进距离，机械臂驱动控制，穿刺针快速、稳定、精准穿刺获取活检组织并拔针；所述控制电脑按如下步骤进行：S101、接收超声图像，采用肾脏识别模型、穿刺针识别模型分别识别超声图像中肾脏组织和穿刺针；S102、根据肾脏和穿刺针识别和回归结果，以肾脏中心为原点建立三维坐标，确定肾脏和穿刺针的坐标；S103、计算穿刺针距离肾脏直线距离；S104、预估穿刺针行进路线及肾脏表面着针点；S105、将距离、行进路线及着针点进行标注和显示，等待手术医生确认；S106、收到手术医生确认，发出肾穿刺指令，指令包含穿刺针行进距离；S107、控制电脑重复S102~S104，持续监控穿刺针行进路线和与肾脏距离；所述肾脏识别模型、穿刺针识别模型为线下训练完成，首先对超声图像中的肾脏和穿刺针进行标注形成训练样本，选用CNN网络进行迭代学习；获得超声图像中肾脏组织和穿刺针的识别和回归模型，即为肾脏识别模型、穿刺针识别模型；所述穿刺针提取活检组织后，由穿刺机械手臂驱动快速直线后退，完成拔针。更进一步的，穿刺针识别模型回归出针尖和穿刺针与皮肤交点坐标，即确定穿刺针坐标。更进一步的，超声扫描仪采用三维超声仪，生成三维超声图像。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种半自动化的肾穿刺控制系统，在手术医生的协助下，由控制电脑控制穿刺机械手臂平稳、匀速驱动穿刺针直线行进，平稳无抖动，有效减少对人体组织的破坏，尤其对肾脏组织的破坏，避免对肾表面造成裂伤出现大出血情况；控制电脑实时监控穿刺针行进路线以及与肾脏距离，确保穿刺针按预期路线行进，避免了意外发生；半自动化的肾穿刺控制系统在发出穿刺指令之前，将穿刺针行进线路、在肾脏的着针点进行显示，并由手术医生确认，避免了穿刺针刺穿大血管情况。附图说明图1：为本专利技术智能化肾穿刺控制系统的工作流程图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。实施例1一种智能化肾穿刺控制系统，包括超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其中超声扫描仪获取包含肾脏和穿刺针的超声图像，控制电脑接收超声图像，解析获取穿刺针直线行进距离，发出肾穿刺指令，穿刺机械手臂接收肾穿刺指令，控制穿刺针平稳、直线行进，完成肾穿刺手术。在手术医生的协助下，如图1所述，按如下步骤完成肾脏穿刺；S201：手术医生在超声扫描仪协助下扫描肾脏，调整穿刺机械手臂，保证穿刺针少量刺入皮下组织，穿刺针直线行进方向为肾脏，并置于超声图像内；S202：固定超声扫描仪探头，获取超声图像，传输给控制电脑；S203：控制电脑实时接收超声图像，采用肾脏识别模型、穿刺针识别模型分别识别超声图像中肾脏组织和穿刺针；S204：根据肾脏和穿刺针识别和回归结果，以肾脏中心为原点建立三维坐标，确定肾脏和穿刺针的坐标；S205：计算穿刺针距离肾脏直线距离，预估穿刺针行进路线及肾脏表面着针点；S206：将距离、行进路线及着针点进行标注和显示，等待手术医生确认；S207：收到手术医生确认，发出肾穿刺指令，指令包含穿刺针行进距离；S208：穿刺机械手臂接收肾穿刺指令并解析，由机械臂驱动控制穿刺针沿直线匀速、稳定行进；S209：在机械手臂驱动控制穿刺针沿直线匀速、稳定行进过程中，重复步骤3~步骤5，实时监控穿刺针行进路线是否与预期吻合；若不吻合则控制穿刺机械手臂停止，等待手术医生确认；S210：穿刺针行进到预设位置，完成肾脏活体取样，穿刺机械手臂控制穿刺针快速直线后退，减少对人体组织的损害；所述肾脏识别模型、穿刺针识别模型由CNN网络训练得到，训练之前需对超声图像中肾脏和穿刺针进行标注；将超声图像和标注送入CNN网络进行迭代学习得到。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化肾穿刺控制系统，由超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其特征在于：所述超声扫描仪由手术医生固定，扫描肾脏周边位置，描述超声图像；所述超声图像包肾脏及距皮下距离；所述控制电脑获取超声扫描仪生成的超声图像，解析获取肾脏位置参数及距皮下距离参数，发送肾穿刺指令；所述穿刺机械手臂由机械臂、穿刺针、机械臂驱动组成；所述穿刺针连接于机械臂上，由机械臂驱动装置驱动；所述机械臂初始位置由手术医生调整控制，保证穿刺针少量刺入皮下组织，穿刺针直线行进方向为肾脏，并置于超声图像内；所述穿刺机械手臂接收到肾穿刺指令，解析穿刺指令中穿刺针前进距离，机械臂驱动控制，穿刺针快速、稳定、精准穿刺获取活检组织并拔针；所述控制电脑大致按如下步骤进行：S101、接收超声图像，采用肾脏识别模型、穿刺针识别模型分别识别超声图像中肾脏组织和穿刺针；S102、根据肾脏和穿刺针识别和回归结果，以肾脏中心为原点建立三维坐标，确定肾脏和穿刺针的坐标；S103、计算穿刺针距离肾脏直线距离；S104、预估穿刺针行进路线及肾脏表面着针点；S105、将距离、行进路线及着针点进行标注和显示，等待手术医生确认；S106、收到手术医生确认，发出肾穿刺指令，指令包含穿刺针行进距离；S107、控制电脑重复S102~S104，持续监控穿刺针行进路线和与肾脏距离；所述肾脏识别模型、穿刺针识别模型为线下训练完成，首先对超声图像中的肾脏和穿刺针进行标注形成训练样本，选用CNN网络进行迭代学习；获得超声图像中肾脏组织和穿刺针的识别和回归模型，即为肾脏识别模型、穿刺针识别模型；所述穿刺针提取活检组织后，由穿刺机械手臂驱动快速直线后退，完成拔针。...

【技术特征摘要】
1.一种智能化肾穿刺控制系统，由超声扫描仪、控制电脑、穿刺机械手臂组成；其特征在于：所述超声扫描仪由手术医生固定，扫描肾脏周边位置，描述超声图像；所述超声图像包肾脏及距皮下距离；所述控制电脑获取超声扫描仪生成的超声图像，解析获取肾脏位置参数及距皮下距离参数，发送肾穿刺指令；所述穿刺机械手臂由机械臂、穿刺针、机械臂驱动组成；所述穿刺针连接于机械臂上，由机械臂驱动装置驱动；所述机械臂初始位置由手术医生调整控制，保证穿刺针少量刺入皮下组织，穿刺针直线行进方向为肾脏，并置于超声图像内；所述穿刺机械手臂接收到肾穿刺指令，解析穿刺指令中穿刺针前进距离，机械臂驱动控制，穿刺针快速、稳定、精准穿刺获取活检组织并拔针；所述控制电脑大致按如下步骤进行：S101、接收超声图像，采用肾脏识别模型、穿刺针识别模型分别识别超声图像中肾脏组织和穿刺针；S102、根据肾脏和穿刺针识别和回归结果，以肾脏中心为原点建立三维坐标，确定肾脏和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴莹，
申请(专利权)人：吴莹，
类型：发明
国别省市：重庆,50