融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置及方法，其中，该装置包括：X光机、力传感器和中控机，其中，X光机放置于手术床旁，用于对被测器具的前端进行间断或连续拍摄，采集被测器具的图像信号和几何模型；力传感器安装在被测器具的末端，用于采集操作被测器具产生的力信号；中控机用于根据图像信号、几何模型和力信号计算出被测器具前端的载荷值，从而根据载荷值判断是否停止器具操纵执行器的手术操作。该装置利用X光机传回的图像信号和力传感器传回的力信号，对器具前端的受力情况进行计算，提高了被测器具受力的估计精度，以此基础进行手术操作可以降低手术风险。

【技术实现步骤摘要】
融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置及方法
本专利技术涉及血管介入手术装置
，特别涉及一种融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置及方法。
技术介绍
近年介入手术的兴起，为广大心血管病患者带来了福音，微创的治疗手段、快速的恢复周期、良好的手术效果，使介入手术越来越得到大众认可，手术数量也逐年增长。但介入手术需要医生一直暴露在X射线下，为了医生的健康着想，形形色色的血管介入手术装置相继问世，为减轻医生工作负担而努力。在血管介入手术中，一种常见的手术事故是由于医生或机器人操作不慎导致手术器具(如导丝等)刺破病人血管壁而导致的出血，严重者可危及生命。目前主流的手术辅助装置的设计大多只给医生提供X光图像作为参考，医生脱离了原有的操作环境，缺乏手部对器具受力情况的感知，更容易做出错误的判断而导致误操作，甚至酿成悲剧。为了弥补这一手术装置的缺陷，力传感器被加入到相关产品的设计中来。例如，相关技术一(郭书祥；赵岩；肖楠；王语鑫；曾昱雯；张超楠，血管腔内介入手术机器人导丝/导管操作扭矩检测装置，CN108158656A)采用齿轮加弹簧片的结构，对器具的扭矩进行测量，但这样的测量只是对末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置，其特征在于，包括：X光机，所述X光机放置于手术床旁，用于对被测器具的前端进行间断或连续拍摄，获得所述被测器具图像以构建空间模型，其中，空间模型包括图像信号和几何模型；力传感器，所述力传感器安装在所述被测器具的末端，用于采集操作所述被测器具产生的力信号；中控机，用于根据所述空间模型和所述力信号计算出所述被测器具前端的载荷值，从而根据所述载荷值判断是否停止器具操纵执行器的手术操作，其中，所述中控机与所述X光机和所述力传感器有线或无线连接，以实现数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置，其特征在于，包括：X光机，所述X光机放置于手术床旁，用于对被测器具的前端进行间断或连续拍摄，获得所述被测器具图像以构建空间模型，其中，空间模型包括图像信号和几何模型；力传感器，所述力传感器安装在所述被测器具的末端，用于采集操作所述被测器具产生的力信号；中控机，用于根据所述空间模型和所述力信号计算出所述被测器具前端的载荷值，从而根据所述载荷值判断是否停止器具操纵执行器的手术操作，其中，所述中控机与所述X光机和所述力传感器有线或无线连接，以实现数据传输。2.根据权利要求1所述的融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置，其特征在于，所述力传感器通过支架安装在所述被测器具的操控端，以测量所述被测器具测点的六轴力信号。3.根据权利要求1所述的融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置，其特征在于，还包括：显示器，所述显示器与所述中控机连接，用于将所述载荷值可视化，供决策者参考。4.根据权利要求1所述的融合图像和力信号的介入手术器具载荷识别装置，其特征在于，所述中控机包括：计算模块，用于根据所述力信号计算出所述被测器具前端的边界条件，通过所述图像信号和所述几何模型计算出所述被测器具的空间结构，再利用所述边界条件、所述空间结构和所述力信号计算出所述测器具前端的载荷值；操作界面，用于将所述测器具前端的载荷值可视化并投影在所述显示器上，显示操作指令、所述被测器具当前受力状况和预警信息；报警模块，用于根据所述被测器具前端的载荷值自动预警，并触发预警信号；处理模块，用于接收所述操作界面的指令，将所述指令转化为器具操纵执行器的控制信号，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇钟，胡昌平，黄立昊，雷沛东，郑钢铁，张萍，周博达，周杰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11