一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法技术方案

一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法，所述系统包括：三维医学影像生成模块、多波长高功率激光治疗模块、六自由度协作机器人、三维机器视觉模块和主控模块。本申请提供的一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法可以通过三维医学影像生成模块对人体病灶部位进行三维建模，从而规划多波长高功率激光治疗模块的治疗路径，并且根据三维机器视觉模块实时跟踪人体移动，同时实时调整多波长高功率激光治疗模块的运动路径，保证了激光治疗的有效性和安全性。保证了激光治疗的有效性和安全性。保证了激光治疗的有效性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法


[0001]本专利技术属于疼痛治疗机器人
，具体涉及一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法。

技术介绍

[0002]1979年，世界卫生组织(WHO)定义“疼痛”为，组织损伤或潜在组织损伤引起的不愉快感和情感体验。2016年，国际疼痛研究学会补充“疼痛”定义为，疼痛是一种与实际或潜在组织损伤相关，包括感觉、情感、认知和社会成分的痛苦体验。疼痛是人体受到损害或疾病侵袭的信号，是影响生活质量的重要因素，应加以重视，尽早诊断，积极治疗。
[0003]2007年，国家卫生部(现更名为国家卫生健康委员会)第227号文件要求全国二级以上公立医院设立疼痛科诊断与治疗科目，这是我国慢性疼痛诊断与治疗的里程碑，实现慢性疼痛诊断与治疗的专业化，有专业的医疗团队和专门的医疗技术对慢性疼痛患者进行诊断与治疗。经过10余年的发展，我国疼痛科的建设突飞猛进，诊断与治疗方法和技术日臻成熟。
[0004]理疗指的是用人工或者自然界的物理因素作用人体之后，让人体可以产生有利反应的一种养生方法，这样可以达到预防和治疗疾病效果，也是我们在进行康复治疗的时候非常重要的内容。理疗现在用的比较多的有电疗法、磁疗法、光疗法。光疗法是利用目光以及人工光线，主要是红外线和紫外线，从而达到预防和治疗疾病的效果，对促进机体康复有一定好处，在光疗法中，主要是有红外线疗法、可见光疗法、紫外线疗法、激光疗法等。
[0005]光疗法作用生物组织，生物组织吸收激光能量将光能转变成热能的过程称为光热作用。因热反应所致的局部组织效应程度不同而又有热凝固、汽化、穿孔和切割等一系列热效应。影响局部组织热效应强弱的因素很多，但主要因素是激光器功率的高低，受照组织对相应波长的激光能量吸收率的大小和激光持续作用的时间长短。
[0006]根据功率和波长，激光可分为几类。3B类激光，称为低能量激光(LLLT)，一般功率小于0.5瓦，这类激光由于功率较低，照射深度和对组织的刺激不深甚至是在表皮，往往效果不太明显；另外一类就是高功率激光(4类激光)，一般功率大于0.5瓦。有效的激光治疗管理是功率和时间的直接函数，因为它与所输送的剂量有关。对患者施用最佳治疗剂量可产生一致的积极结果。4类激光可在更短的时间内为深层结构提供更多能量，从而产生积极的可重复的结果。更高的功率还可以缩短治疗时间，并且可以减轻疼痛症状，这是低功率激光无法实现的。
[0007]但是激光同样会产生高热量，如果超过一定的量会让人体组织产生热损伤甚至会烧焦碳化，而且这是不可逆的，所以高能激光在治疗时候必须要不停移动治疗点，以保证治疗效果的同时不产生热量累计而烧伤组织。这样就必须要由医生手持激光辐照头来回移动，一般一次治疗照射时间15
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30分钟，医生需要不停做这种重复式的往返机械运动，这样一次治疗完成下来医生的体力劳动量是非常大的。现阶段市面上也有类似机器手臂的方式来解决这个机械往返运动消耗医生体力问题，但是机器手臂设计非常简陋，只有简单的往
返运动，没法均匀等距离照射病灶部位，更没法实时跟踪病人在治疗过程中的移动，导致治疗点偏移甚至照射不到病灶部位，达不到治疗目的甚至产生危害。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本专利技术提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统及其治疗方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，包括：
[0010]三维医学影像生成模块，用于对人体病灶部位以及周围组织进行三维建模，并生成病变部位的三维坐标库以及病灶三维模型；
[0011]多波长高功率激光治疗模块，用于对人体病灶部位进行激光治疗；
[0012]六自由度协作机器人，用于控制所述多波长高功率激光治疗模块运动；所述多波长高功率激光治疗模块设置于所述六自由度协作机器人上；
[0013]三维机器视觉模块，用于对人体进行实时三维视觉全自动跟踪；所述三维机器视觉模块设置于所述六自由度协作机器人上；
[0014]主控模块，用于根据所述三维医学影像生成模块和所述三维机器视觉模块的数据控制所述六自由度协作机器人和所述多波长高功率激光治疗模块工作；所述主控模块分别与所述三维医学影像生成模块、所述多波长高功率激光治疗模块、所述六自由度协作机器人和所述三维机器视觉模块连接。
[0015]优选地，所述三维医学影像生成模块包括：医学影像拍摄单元和三维建模单元，其中，所述医学影像拍摄单元和所述三维建模单元分别与所述主控模块连接。
[0016]优选地，所述多波长高功率激光治疗模块包括：多波长激光发生单元、光纤和光学辐照头，其中，所述光纤的第一端与所述多波长激光发生单元连接而第二端与所述光学辐照头连接，所述光学辐照头设置于所述六自由度协作机器人的自由端，所述多波长激光发生单元与所述主控模块连接。
[0017]优选地，所述多波长激光发生单元包括：第一波长激光器、第二波长激光器和第三波长激光器，其中，所述第一波长激光器、所述第二波长激光器和所述第三波长激光器分别与所述主控模块连接。
[0018]优选地，所述六自由度协作机器人包括：机器人控制单元、空心减速器、伺服电机组和机器人关节臂组成，其中，所述空心减速器和所述伺服电机组均设置于所述机器人关节臂中，且分别与所述机器人控制单元连接，所述机器人控制单元与所述主控模块连接。
[0019]优选地，所述三维机器视觉模块包括：第一高精度相机和第二高精度相机，其中，所述第一高精度相机和所述第二高精度相机均设置于所述六自由度协作机器人的底座上，且分别与所述主控模块连接。
[0020]优选地，所述主控模块包括：控制单元、存储单元和治疗路径规划单元，其中，所述控制单元分别与所述存储单元和所述治疗路径规划单元连接，所述控制单元还与所述三维医学影像生成模块中的医学影像拍摄单元和三维建模单元、所述多波长高功率激光治疗模块中的多波长激光发生单元、所述六自由度协作机器人中的机器人控制单元以及所述三维机器视觉模块中的第一高精度相机和第二高精度相机连接。
[0021]优选地，还包括：云端大数据分析和患者管理模块，用于存储患者数据以及治疗方案；所述云端大数据分析和患者管理模块与所述主控模块连接。
[0022]优选地，所述云端大数据分析和患者管理模块包括：云端数据库管理单元、大数据处理单元和患者管理单元，其中，所述云端数据库管理单元、所述大数据处理单元和所述患者管理单元分别与所述主控模块中的控制单元和存储单元连接。
[0023]本专利技术还提供了一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统的治疗方法，所述全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统包括如上述中任一所述全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，所述方法包括步骤：
[0024]使用三维医学影像生成模块对人体病灶部位以及周围组织进行三维建模，并生成病变部位的三维坐标库以及病灶三维模型；
[0025]使用三维机器视觉模块对人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，其特征在于，包括：三维医学影像生成模块，用于对人体病灶部位以及周围组织进行三维建模，并生成病变部位的三维坐标库以及病灶三维模型；多波长高功率激光治疗模块，用于对人体病灶部位进行激光治疗；六自由度协作机器人，用于控制所述多波长高功率激光治疗模块运动；所述多波长高功率激光治疗模块设置于所述六自由度协作机器人上；三维机器视觉模块，用于对人体进行实时三维视觉全自动跟踪；所述三维机器视觉模块设置于所述六自由度协作机器人上；主控模块，用于根据所述三维医学影像生成模块和所述三维机器视觉模块的数据控制所述六自由度协作机器人和所述多波长高功率激光治疗模块工作；所述主控模块分别与所述三维医学影像生成模块、所述多波长高功率激光治疗模块、所述六自由度协作机器人和所述三维机器视觉模块连接。2.根据权利要求1所述的全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，其特征在于，所述三维医学影像生成模块包括：医学影像拍摄单元和三维建模单元，其中，所述医学影像拍摄单元和所述三维建模单元分别与所述主控模块连接。3.根据权利要求1所述的全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，其特征在于，所述多波长高功率激光治疗模块包括：多波长激光发生单元、光纤和光学辐照头，其中，所述光纤的第一端与所述多波长激光发生单元连接而第二端与所述光学辐照头连接，所述光学辐照头设置于所述六自由度协作机器人的自由端，所述多波长激光发生单元与所述主控模块连接。4.根据权利要求3所述的全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，其特征在于，所述多波长激光发生单元包括：第一波长激光器、第二波长激光器和第三波长激光器，其中，所述第一波长激光器、所述第二波长激光器和所述第三波长激光器分别与所述主控模块连接。5.根据权利要求1所述的全自动跟踪激光疼痛治疗机器人系统，其特征在于，所述六自由度协作机器人包括：机器人控制单元、空心减速器、伺服电机组和机器人关节臂组成，其中，所述空心减速器和所述伺服电机组均设置于所述机器人关节臂中，且分别与所述机器人控制单元连接，所述机器人控制单元与所述主控模块连接。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄绪华，
申请(专利权)人：武汉光脉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：