用于乳腺穿刺的机器人导航方法技术

本申请公开了一种用于乳腺穿刺的机器人导航方法，包括：规划机器人的穿刺路径；根据机器人运动学模型，由穿刺路径生成机器人运动轨迹；获得在穿刺过程中每个时刻机器人的实际运动位置和实际运动速度；采集每个时刻乳房的位置变化和速度变化，根据位置变化和速度变化对机器人的实际运动位置和实际运动速度进行修正，得到运动修正位置和运动修正速度；根据卡尔曼滤波算法，结合机器人在时刻k的预测位置和运动修正位置，进行预测位置和运动修正位置的融合优化计算，得到机器人在时刻k的最优估计位置，结合机器人在时刻k的预测速度和运动修正速度，进行预测速度和运动修正速度的融合优化计算，得到机器人在时刻k的最优估计速度。得到机器人在时刻k的最优估计速度。得到机器人在时刻k的最优估计速度。

【技术实现步骤摘要】
用于乳腺穿刺的机器人导航方法


[0001]本申请涉及医用设备
，尤其涉及一种用于乳腺穿刺的机器人导航方法。

技术介绍

[0002]女性乳腺癌在女性恶性肿瘤中发病率处于第一位，严重威胁女性身体健康。采用B超影像引导穿刺活检诊断是降低乳腺癌发病率的有效手段，目前乳腺穿刺手术基本依赖医生手工操作经验，穿刺精度和效率不高。
[0003]用机器人代替或辅助医生实施乳腺穿刺活检手术，人工操作问题得到一定程度改善。在B超影像引导下，机器人把穿刺针沿设定路径置入患者乳腺，提取病灶组织进行活检诊断。
[0004]通过手术导航软件规划机器人穿刺路径，机器人沿规划路径实施穿刺操作。在机器人运动精度、乳腺三维模型精度、B超探头与机器人坐标转化误差以及受外界干扰引起的乳腺位置变动误差等因素影响下，导致机器人穿刺精度下降。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种可以提升机器人穿刺运动位置定位准确性的导航方法。
[0006]为实现以上技术目的，本申请提供了一种用于乳腺穿刺的机器人导航方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于乳腺穿刺的机器人导航方法，其特征在于，包括：规划机器人的穿刺路径；根据机器人运动学模型，由穿刺路径生成机器人运动轨迹，所述运动轨迹包括在每个时刻的预测位置和在每个位置处的预测速度；获得在穿刺过程中每个时刻机器人的实际运动位置和实际运动速度；采集每个时刻乳房的位置变化和速度变化，根据乳房的位置变化和速度变化对机器人的实际运动位置和实际运动速度进行修正，得到运动修正位置和运动修正速度；根据卡尔曼滤波算法，结合机器人在时刻k的预测位置和运动修正位置，进行预测位置和运动修正位置的融合优化计算，得到机器人在时刻k的最优估计位置，结合机器人在时刻k的预测速度和运动修正速度，进行预测速度和运动修正速度的融合优化计算，得到机器人在时刻k的最优估计速度。2.根据权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，将时刻k的最优估计位置和最优估计速度代入机器人运动轨迹的预测位置和预测速度，以求得下一时刻的最优估计位置和最优估计速度。3.根据权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，将最优估计位置和最优估计速度与机器人运动轨迹的预测位置和预测速度进行比较，实时调整机器人穿刺路径。4.根据权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，通过置于乳房上的超声探头来判断穿刺是否到达目标位置，当到达目标位置后，停止穿刺。5.根据权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，每个时刻机器人的实际运动位置和实际运动速度通过安装在机器人腕部的三个不共线的红外反光球获得，每个时刻乳房的位置变化和速度变化通过粘贴在乳房上的三个不共线的红外反光球获得。6.根据权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，所述机器人的实际运动位置和实际运动速度服从二元高斯分布，(p
k
)
z1
＝(p
k
)
z
‑
Δp
k
，(v
k
)
z1
＝(v
k
)
z
‑
Δv
k
，其中，(p
k
)
z1
为机器人的运动修正位置，(v
k
)
z1
为机器人的运动修正速度，(p
k
)
z
为机器人的实际运动位置，(v
k
)
z
为机器人的实际运动速度，Δp
k
为乳房的位置变化，Δv
k
为乳房的速度变化。7.根据权利要求6所述的机器人导航方法，其特征在于，在每个时刻k，由预测值(预测位置、预测速度)对应的协方差矩阵∑
K
和实际测量值(实际运动位置、实际运动速度)对应的协方差矩阵R
zk
，计算得到卡尔曼增益A
k
；再由卡尔曼增益A
k
、预测位置p
k
、预测速度v
k
、实际运动位置(p
k
)
z
和实际运动速度(v
k
)
z
，计算得到用实际运动位置(p
k
)...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClA六一B三四三零，
申请(专利权)人：无锡祥生医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：