【技术实现步骤摘要】
一种磁力感应远程定位系统及方法
[0001]本专利属于智能医疗器械
，具体而言涉及一种磁力感应远程定位系统及方法。
技术介绍
[0002]随着医疗科技的提高，远程交互医疗普通得到应用。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；但是手术难度较大，对医生专业技术要求较高的手术或者医疗检查，如超声检查、定位穿刺、软镜相关手术等，由于我国医疗资源高度集中，具备该项技能的专家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治疗。
[0003]现有技术中的第一种方法，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。
[0004]现有技术中的第二种方法，医生通过近端的机械手在假体上模拟手术动作，在近端完成操作后，近端的动作经过处理后，在远端重复先前在近端的手术动作，动作延迟，不同步。而且近端采用商用的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。
技术实现思路
[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种磁力感应远程定位系统及方法，用以解决现有远程操作系统的操作实时性差，主端系统体积大，操作不便且医生操作环境与实际术中操作环境差距大，影响医生操作效果的问题中的一者或多者。>[0006]本专利技术的目的是这样实现的：
[0007]一方面，提供一种磁力感应远程定位系统，包括：
[0008]主端系统，所述主端系统包括电磁感应定位系统和主端音频采集显示屏，所述电磁感应式系统包括工作台、假体、模拟手术器械、B超模拟器手柄和电磁组件；所述假体置于工作台上，用于模拟真实人体；所述电磁组件基于电磁感应原理监测模拟手术器械和B超模拟器手柄移动产生的电流信号；所述模拟手术器械、B超模拟器手柄与所述假体接触移动实现模拟操作，并获得模拟手术器械和B超模拟器手柄的位姿信号；
[0009]从端系统，所述从端系统包括双机械臂机器人，所述双机械臂机器人与所述主端系统互联通信，所述从端系统接收并处理所述位姿信号，所述双机械臂机器人根据处理后的所述位姿信号实时动作，并将获取的患者的医疗影像反馈至主端系统，并显示在所述主端音频采集显示屏上。
[0010]本专利技术一种优选实施方式，所述电磁组件包括磁信号发射源、第一传感器、第二传感器和数据采集卡；
[0011]所述磁信号发射源用于在主端的操作空间范围内产生稳定磁场；
[0012]所述第一传感器设置在所述B超模拟器手柄上，当所述B超模拟器手柄在所述假体上移动时，所述第一传感器的多维线圈在磁场中运动时产生第一电流，所述数据采集卡基于所述第一电流数据获取所述B超模拟器手柄的位姿信号；
[0013]所述第二传感器设置在所述模拟手术器械上，当所述模拟手术器械在所述假体上移动时，所述第二传感器的多维线圈在磁场中运动产生第二电流，所述数据采集卡基于所述第二电流数据获取所述模拟手术器械的位姿信号。
[0014]本专利技术一种优选实施方式，所述工作台为箱体结构，所述工作台设置由上向下布置的第一空腔和第二空腔；
[0015]所述磁信号发射源设于所述第一空腔内且与所述工作台的内侧壁固定连接，所述第二空腔用于安装电源管线配件。
[0016]本专利技术一种优选实施方式，所述模拟手术器械和所述B超模拟器手柄独立设置。
[0017]本专利技术一种优选实施方式，所述从端系统包括双机械臂机器人，具有第一机械臂和第二机械臂。
[0018]本专利技术一种优选实施方式，所述第一机械臂的末端夹持B超探头，所述B超探头的端头装有第一六维力传感器，所述第一六维力传感器用于监测所述B超探头施加在患者身上的第一力信号，并能够将第一力信号实时反馈至所述主端系统；
[0019]所述第二机械臂的末端夹持穿刺针，所述穿刺针的穿刺端头装有第二六维力传感器，所述第二六维力传感器用于监测所述穿刺针在患者身上穿刺的第二力信号，并能够将第二力信号反馈至所述主端系统。
[0020]本专利技术一种优选实施方式，所述双机械臂机器人倒挂安装于所从端支架上。
[0021]本专利技术一种优选实施方式，所述主端系统与所述从端系统通过5G通讯连接。
[0022]另一方面，还提供一种磁力感应远程定位方法，利用上述的磁力感应远程定位系统。
[0023]本专利技术一种优选实施方式，磁力感应远程定位方法包括如下步骤：
[0024]步骤1：术前准备；
[0025]步骤2：主端医生手持所述B超模拟器手柄和所述模拟手术器械在假体上移动，所述电磁组件基于电磁感应原理实时监测模拟手术器械和B超模拟器手柄移动切割磁感线产生的电流信号，获得模拟手术器械和B超模拟器手柄的位姿信号；
[0026]所述主端系统将所述位姿信号传输至从端系统；
[0027]步骤3：所述从端系统的双机械臂机器人基于接收到的所述位姿信号执行相应操作，并向所述主端系统回传从端患者的视频、图像信息以及从端的力信号；
[0028]步骤4：主端医生通过从端系统回传的视频、图像信息确认患者的病灶部位，并锁定位置开始相应手术动作。
[0029]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0030]1.操作精度高、稳定性好，采用磁力感应远程交互式穿刺定位的手术方式，利用5G低延时传输数据，保证了远程辅导穿刺手术的安全可靠性，能够满足医疗条件较差地区的穿刺辅导。
[0031]2.利用电磁定位技术确定主端模拟手术器械和B超模拟器手柄的位姿，电磁感应
定位系统具有体积小、信号稳定、不易受外界干扰、精度高等优点；且模拟手术器械和B超模拟器手柄独立设置，主端医生两只手直接握持模拟手术器械和B超模拟器手柄进行操作，操作更灵活，工作空间大，更接近术中操作环境，提升了主端医生的使用体验感，而且成本更低。
[0032]3.从端双机械臂机器人末端的六维力传感器，采用柔顺力控制技术，实现不同人体形面的恒力贴合，并在接触瞬间无冲击力，可以保证不同人体形面的安全。
[0033]4.从端的双机械臂机器人采用倒置的安装方式，可以有效利用臂展，使双机械臂机器人的末端最大化到达患者身体的各个部位，避免串联结构反解不唯一可能带来的机械臂对人体的撞击，提高系统安全性，且在保证安全性的同时不牺牲工作空间。
[0034]5.测距传感器在初始状态下，通过机器人在设绝对定安全高度(距离患者身体20cm左右)平面内网格(网格间距1.5cm)移动，获取患者身体表面粗略三维形面信息；可以提高系统响应速度。
[0035]6.轴向驱动电机可以驱动末端B超探头、穿刺针沿轴向贴近患者身体。轴向电机的存在，使得从端机械臂在其他关节位姿不变的情况下，可以控制末端B超探头、穿刺针沿轴向移动，省去了本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁力感应远程定位系统，其特征在于，包括：主端系统(1)，所述主端系统(1)包括电磁感应定位系统和主端音频采集显示屏，所述电磁感应式系统包括工作台(15)、假体(14)、模拟手术器械(12)、B超模拟器手柄(13)和电磁组件；所述假体(14)置于工作台(15)上，用于模拟真实人体；所述电磁组件基于电磁感应原理监测模拟手术器械(12)和B超模拟器手柄(13)移动产生的电流信号；所述模拟手术器械(12)、B超模拟器手柄(13)与所述假体(14)接触移动实现模拟操作，并获得模拟手术器械(12)和B超模拟器手柄(13)的位姿信号；从端系统(2)，所述从端系统(2)包括双机械臂机器人(21)，所述双机械臂机器人(21)与所述主端系统(1)互联通信，所述从端系统(2)接收并处理所述位姿信号，所述双机械臂机器人(21)根据处理后的所述位姿信号实时动作，并将获取的患者的医疗影像反馈至主端系统(1)，并显示在所述主端音频采集显示屏上。2.根据权利要求1所述的磁力感应远程定位系统，其特征在于，所述电磁组件包括磁信号发射源(11)、第一传感器、第二传感器和数据采集卡；所述磁信号发射源(11)用于在主端的操作空间范围内产生稳定磁场；所述第一传感器设置在所述B超模拟器手柄(13)上，当所述B超模拟器手柄(13)在所述假体(14)上移动时，所述第一传感器的多维线圈在磁场中运动时产生第一电流，所述数据采集卡基于所述第一电流数据获取所述B超模拟器手柄(13)的位姿信号；所述第二传感器设置在所述模拟手术器械(12)上，当所述模拟手术器械(12)在所述假体(14)上移动时，所述第二传感器的多维线圈在磁场中运动产生第二电流，所述数据采集卡基于所述第二电流数据获取所述模拟手术器械(12)的位姿信号。3.根据权利要求2所述的磁力感应远程定位系统，其特征在于，所述工作台(15)为箱体结构，所述工作台(15)设置由上向下布置的第一空腔和第二空腔；所述磁信号发射源(11)设于所述第一空腔内且与所述工作台(15)的内侧壁固定连接，所述第二空腔用于安装电源管线配件。4.根据权利要求1至3任一项所述的磁力感应远程定位系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦清，
申请(专利权)人：北京美迪云机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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