一种远程主从交互式医疗系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种远程主从交互式医疗系统，包括：主端操作臂，具有握持部，用于主端医生的操作；所述主端操作臂设置有编码器、测距传感器，三轴倾角传感器和多维力传感器；从端机器人，设有多维力传感器；所述从端机器人与所述主端操作臂通信连接，根据主端操作臂的位置、姿态和施力实时动作；显示单元，实时显示包括从端现场音视频、医疗影像和从端机器人三维力信号。本实用新型专利技术实现了主从实时交互和反馈，以保证远端可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作。的医疗操作。的医疗操作。

【技术实现步骤摘要】
一种远程主从交互式医疗系统


[0001]本技术涉及远程医疗
，具体涉及一种远程主从交互式医疗系统。

技术介绍

[0002]随着医疗科技的提高，远程交互医疗普遍得到应用，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；但是对医生专业技能很高的要求医疗手术或者医疗检查，如超声检查，穿刺，超声引导穿刺等，由于我国医疗资源高度集中，具备该项技能的专家大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医治；
[0003]作为一种改进：
[0004]现有技术之一，是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较差。
[0005]现有技术之一，主端采用商用的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。
[0006]现有技术之一，主端采用模拟B超探头+触控板检测位置(X、Y方向)，由于触控板为平面，无法模拟医生检查时真实手感(人体曲面、软硬等)，且无法实现人体侧面检查。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是：解决现有技术存在的问题。本技术涉及一种远程主从交互式医疗系统，本技术实现了主从实时交互，反馈和验证，以保证远端可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作。
[0008]本技术的目的是这样实现的：
[0009]一种远程主从交互式医疗系统，包括：
[0010]主端操作臂，具有握持部，用于主端医生的操作；所述主端操作臂设置有编码器、测距传感器和三轴倾角传感器、多维力传感器；
[0011]从端机器人，设有多维力传感器；所述从端机器人与所述主端操作臂通信连接；
[0012]显示单元，实时显示包括从端现场音视频、医疗影像和从端机器人三维力信号。
[0013]本技术从端根据主端的位置，姿态和施力实时动作，并反馈患者的医疗影像和受力，主端根据从端的医疗影像和受力信息实时调整位置、姿态和施力，从端又根据主端的调整实时动作并反馈信号，主从两者之间形成闭环，以保证医生的操作可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作。
[0014]本技术一种优选实施方式，主端操作臂包括基座、大臂、小臂和手控联动部，所述基座与大臂转动连接、大臂与小臂转动连接，所述手控联动部与小臂通过万向节连接；所述大臂转动轴处设置有第一编码器，所述大臂与小臂连接处设置有第二编码器。
[0015]大臂和小臂使得平面动作更加灵活自由，可达区域大，结构轻便、紧凑，在水平方
向上的运动具有较大的柔性，工作空间利用率大，部件少，制造成本低，易拆装维护。依靠2个旋转关节实现XY平面内的快速定位，依靠1个移动关节在Z方向上做伸缩，1个万向节结构实现末端在三个方向上的旋转运动，通过部件间的相互配合可以在尽量小的空间内实现任何医疗动作，可以满足检测区域的覆盖。
[0016]本技术一种优选实施方式，所述主端操作臂还包括升降机构，所述手控联动部通过升降机构与所述小臂连接。
[0017]通过升降机构可以更加灵活地在凹凸表面上运动，提升主端医生的操作真实感。
[0018]本技术一种优选实施方式，所述测距传感器设置于所述升降机构上，所述测距传感器优选拉绳位移传感器。
[0019]通过主端多个传感器信号的采集与处理以及对从端机器人的位置、姿态控制，使得从端机器臂可以完全跟随主端位置、姿态和施力执行定位动作，精确可靠性高。
[0020]本技术一种优选实施方式，所述从端机器人采用倒置的方式安装在从端支撑架上。
[0021]采用倒置的安装方式可以有效利用臂展，使从端机器人的末端最大化到达患者18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肘关节对人体的撞击，如图8所示，提高系统安全性。
[0022]本技术一种优选实施方式，所述主端操作臂具有底座，底座上设置有真空吸盘；所述基座安装在所述底座上。
[0023]底座可以方便移动，维护，可以根据操作室的变化灵活调整。吸盘吸力足够大，保证主端操作时稳定。
[0024]本技术一种优选实施方式，所述万向节包括丁字销轴，所述丁字销轴下端铰接有第一摆动件，所述第一摆动件下端铰接有第二摆动件；所述丁字销轴转动安装于小臂顶部的开孔中。
[0025]通过销轴和铰接摆动件的方式可以实现球铰接更大范围的转动，可以在尽量小的空间内实现任何医疗动作。
[0026]本技术一种优选实施方式，所述升降机构上设置有可调阻尼和阻尼调节旋钮；所述基座与大臂转动连接处、大臂与小臂的转动连接处均设置有可调阻尼。
[0027]根据医生的操作习惯可以任意调节上下运动的阻尼力，提升操作真实感。
[0028]本技术一种优选实施方式，还包括假体；以及设置在握持部下端的多维力传感器，所述握持部末端接触所述假体，所述多维力传感器采集手控联动部与假体之间的接触力。
[0029]通过设置假体可以更加真实地模拟操作，保证操作真实性，通过传感器能够将受力信息传递计算单元，信号经计算处理后将指令发送给从端机器人，从而精准控制从端机器人的动作。
[0030]这里的假体，可以是人体模型整体，也可以是人体模型的一部分，也可术前根据患者体态特征定制。
[0031]本技术一种优选实施方式，还包括假体；所述三轴倾角传感器设置于所述手控联动部上，以及设置在所述手控联动部下端上的多维力传感器，所述手控联动部末端接触所述假体，所述多维力传感器采集手控联动部与假体之间的接触力。
[0032]通过设置在手控联动部上的多维力传感器和三轴倾角传感器可以准确采集接触力信号及姿态。
[0033]这里的握持部下端是比末端偏上一点的位置。
[0034]本技术至少具有以下有益效果：
[0035]1)本技术从端根据主端的位置，姿态和施力实时动作，并反馈患者的医学图像和受力，主端根据从端的医学图像和受力实时调整位置、姿态和施力大小，从端又根据主端的调整实时动作并反馈信号，主从两者之间实时交互、反馈和验证，以保证医生的操作可以模拟真实的场景以达到准确的医疗操作；
[0036]2)主端大臂和小臂使得平面动作更加灵活自由，可达区域大，结构轻便、紧凑，在水平方向上的运动具有较大的柔性，工作空间利用率大，部件少，制造成本低，易拆装维护。依靠2个旋转关节实现XY平面内的快速定位，依靠1个移动关节在Z方向上做伸缩，1个万向节结构实现末端在三个方向上的旋转运动，通过部件间的相互配合可以在尽量小的空间内实现任何医疗动作；
[0037]3)过升降机构可以更加灵活地在凹凸表面上运动，提升主端医生的操作真实感；
[0038]4)通过主端多个传感器信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远程主从交互式医疗系统，其特征在于，包括：主端操作臂，具有握持部，用于主端医生的操作；所述主端操作臂设置有编码器、测距传感器和三轴倾角传感器、多维力传感器；从端机器人，设有多维力传感器；所述从端机器人与所述主端操作臂通信连接；显示单元，实时显示包括从端现场音视频、医疗影像和从端机器人三维力信号。2.如权利要求1所述的远程主从交互式医疗系统，其特征在于，主端操作臂包括基座、大臂、小臂和手控联动部，所述基座与大臂转动连接、大臂与小臂转动连接，所述手控联动部与小臂通过万向节连接；所述大臂转动轴处设置有第一编码器，所述大臂与小臂连接处设置有第二编码器。3.如权利要求2所述的远程主从交互式医疗系统，其特征在于，所述主端操作臂还包括升降机构，所述手控联动部通过升降机构与所述小臂连接。4.如权利要求3所述的远程主从交互式医疗系统，其特征在于，所述测距传感器设置于所述升降机构上，所述测距传感器优选拉绳位移传感器。5.如权利要求2所述的远程主从交互式医疗系统，其特征在于，所述从端机器人采用倒置的方式安装在从端支撑架上。6.如权...

【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：新型
国别省市：