导管机器人的力反馈方法及系统技术方案

本说明书提供了导管机器人的力反馈方法及系统，涉及医疗器械技术领域，其中力反馈方法包括：获取导管机器人的管体在体内的当前形态下所对应的第一驱动力；获取导管机器人的管体在体外达到当前形态所需的第二驱动力；根据第一驱动力和第二驱动力，计算导管机器人的管体在体内受到的阻力；将阻力反馈至用户操作组件，用户操作组件用于供用户操纵以产生第一驱动力和第二驱动力。本方案通过导管机器人的管体在体内对应的第一驱动力和在体外对应的第二驱动力计算管体在体内收到的阻力，并将该阻力反馈至用户操作组件，可以使得医生真实地感受到管体在体内运动时所遇到的阻力情况，及时调整手部力度以更好地控制管体的前进和弯曲，避免对组织的损伤。避免对组织的损伤。避免对组织的损伤。

【技术实现步骤摘要】
导管机器人的力反馈方法及系统


[0001]本说明书涉及医疗器械
，特别涉及导管机器人的力反馈方法及系统。

技术介绍

[0002]导管机器人，是通过控制导管伸入人或动物体内，进行病理活检或者局部介入治疗的机器设备。导管机器人可以用于心脏、血管、支气管等存在管路的多种领域。
[0003]现有的导管机器人，一般配置有相应的导航系统。在操作导管机器人伸入体内时，可以根据导航系统所展现的导管机器人的端部在体内总体位置的图像(相当于地图导航时的总体地图)和局部位置的体内图像(相当于地图导航时在分叉路口时的局部导航地图)。医生在操作导管机器人时，根据导航系统能够较为精准地控制导管机器人达到体内的目标位置并实现目标操作。
[0004]然而，现有根据导航系统操作导管机器人的过程中，操纵这无法感知到导管机器人管体在体内前进或后退过程中收到的阻力，从而容易给组织带来损伤。

技术实现思路

[0005]本申请实施方式的目的是提供导管机器人的力反馈方法及系统，以解决现有导管机器人的操作容易造成组织损伤的问题。
[0006]本说明书第一方面提供一种导管机器人的力反馈方法，包括：获取导管机器人的管体在体内的当前形态下所对应的第一驱动力；获取导管机器人的管体在体外达到所述当前形态所需的第二驱动力；根据所述第一驱动力和所述第二驱动力，计算导管机器人的管体在体内受到的阻力；将所述阻力反馈至用户操作组件，所述用户操作组件用于供用户操纵以产生所述第一驱动力和所述第二驱动力。
[0007]在一些实施例中，所述用户操作组件用于在至少两个维度方向上供用户操纵以产生所述第一驱动力、所述第二驱动力进而使管体达到各个形态；所述将所述阻力反馈至用户操作组件，包括：将所述阻力在所述至少两个维度方向上进行分解，得到各个维度方向上的阻力分量；将各个维度方向上的阻力分量反馈至所述用户操作组件。
[0008]在一些实施例中，所述当前形态包括导管机器人的管体相对于第一电机的距离，其中，所述第一电机用于驱动传输线移动以带动固定在所述传输线上的管体前进或后退。
[0009]在一些实施例中，获取导管机器人的管体在体内时的当前形态对应的第一驱动力，包括：根据第一电机的驱动电流，计算第一电机的驱动力，并将所述驱动力作为第一驱动力；或者，采集所述传输线上的拉力，并将所述传输线上的拉力作为第一驱动力。
[0010]在一些实施例中，所述当前形态包括导管机器人的管体上第一弯曲部的弯曲角度，所述第一弯曲部能在丝线的牵引作用下弯曲。
[0011]在一些实施例中，所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态所对应的第一驱动力，包括：检测丝线上的拉力，并将丝线上的拉力作为第一驱动力。
[0012]在一些实施例中，导管机器人的管体上第一弯曲部能在多根丝线的牵引下弯曲，
每根丝线用于使第一弯曲部朝不同的径向方向弯曲；所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态所对应的第一驱动力，包括：根据每根丝线上的拉力，及每根丝线使第一弯曲部弯曲的径向方向，计算所述多根丝线上拉力的合力作为第一驱动力；其中，所述合力包括拉力值及方向。
[0013]在一些实施例中，所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态对应的第一驱动力，包括：根据第二电机的驱动电流，计算第二电机的扭力，并将第二电机的扭力作为第一驱动力；所述第二电机用于驱动所述丝线以使所述第一弯曲部弯曲。
[0014]在一些实施例中，根据所述第一驱动力和所述第二驱动力，计算导管机器人的管体在体内的受到的阻力，包括：计算所述第一驱动力和所述第二驱动力的差值，并将所述差值作为导管机器人的管体在体内受到的阻力。
[0015]在一些实施例中，获取导管机器人的管体在体外时达到所述当前形态时所需的第二驱动力，包括：获取预先确定的各个形态与驱动力的对应关系数据；从所述对应关系数据中确定目标形态数据，其中，所述目标形态数据是所述各个形态中与所述当前形态最为接近的N个形态数据，其中N为正整数；根据所述目标形态数据对应的驱动力确定为第二驱动力。
[0016]本说明书第二方面提供一种导管机器人系统，包括：导管机器人，具有可伸入体内的管体；操作台，包括用户操作组件；第一控制器，用于获取导管机器人的管体在体内的当前形态下所对应的第一驱动力，以及获取导管机器人的管体在体外达到所述当前形态所需的第二驱动力；根据所述第一驱动力和所述第二驱动力，计算导管机器人的管体在体内受到的阻力；将所述阻力反馈至用户操作组件。
[0017]在一些实施例中，所述用户操作组件包括进退控制组件和/或至少一个弯曲控制组件，其中进退控制组件用于控制导管机器人的管体前进或后退，所述至少一个弯曲控制组件用于控制导管机器人管体上的第一弯曲部朝向预定的径向方向弯曲。
[0018]在一些实施例中，所述导管机器人还包括：丝线和第二电机，所述丝线的第一端设置在所述管体的第一弯曲部，所述丝线的第二端设置在所述第二电机上；所述电机用于调整丝线上的拉力，所述拉力使所述第一弯曲部弯曲。
[0019]在一些实施例中，所述导管机器人还包括以下至少一者：第一拉力计，设置在所述丝线上，用于获取丝线上的拉力；第一电流传感器，设置在用于调整丝线上的拉力的第二电机上，用于获取所述第二电机的驱动电流。
[0020]在一些实施例中，所述导管机器人还包括：悬臂，固定在底座上；第一电机，固定设置在所述悬臂上；传输线，所述导管机器人的管体固定在所述传输线上，所述传输线在所述第一电机的驱动下移动以带动固定在所述传输线上的导管机器人管体前进或后退。
[0021]在一些实施例中，所述导管机器人还包括以下至少一者：第二拉力计，设置在所述传输线上，用于获取所述传输线上的拉力；第二电流传感器，设置在所述第一电机上，用于获取所述第一电机的驱动电流。
[0022]本说明书第三方面提供一种控制器，包括：存储器和处理器，所述处理器和所述存储器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而实现第一方面任一项所述方法的步骤。
[0023]本说明书第四方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机
程序指令，所述计算机程序指令被执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
[0024]本说明书所提供的导管机器人的力反馈方法及系统，通过导管机器人的管体在体内对应的第一驱动力和在体外对应的第二驱动力计算管体在体内收到的阻力，并将该阻力反馈至用户操作组件，可以使得医生真实地感受到管体在体内运动时所遇到的阻力情况，及时调整手部力度以更好地控制管体的前进和弯曲，避免对组织的损伤。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导管机器人的力反馈方法，其特征在于，包括：获取导管机器人的管体在体内的当前形态下所对应的第一驱动力；获取导管机器人的管体在体外达到所述当前形态所需的第二驱动力；根据所述第一驱动力和所述第二驱动力，计算导管机器人的管体在体内受到的阻力；将所述阻力反馈至用户操作组件，所述用户操作组件用于供用户操纵以产生所述第一驱动力和所述第二驱动力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户操作组件用于在至少两个维度方向上供用户操纵以产生所述第一驱动力、所述第二驱动力进而使管体达到各个形态；所述将所述阻力反馈至用户操作组件，包括：将所述阻力在所述至少两个维度方向上进行分解，得到各个维度方向上的阻力分量；将各个维度方向上的阻力分量反馈至所述用户操作组件。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前形态包括导管机器人的管体相对于第一电机的距离，其中，所述第一电机用于驱动传输线移动以带动固定在所述传输线上的管体前进或后退。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取导管机器人的管体在体内时的当前形态对应的第一驱动力，包括：根据第一电机的驱动电流，计算第一电机的驱动力，并将所述驱动力作为第一驱动力；或者，采集所述传输线上的拉力，并将所述传输线上的拉力作为第一驱动力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前形态包括导管机器人的管体上第一弯曲部的弯曲角度，所述第一弯曲部能在丝线的牵引作用下弯曲。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态所对应的第一驱动力，包括：检测丝线上的拉力，并将丝线上的拉力作为第一驱动力。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，导管机器人的管体上第一弯曲部能在多根丝线的牵引下弯曲，每根丝线用于使第一弯曲部朝不同的径向方向弯曲；所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态所对应的第一驱动力，包括：根据每根丝线上的拉力，及每根丝线使第一弯曲部弯曲的径向方向，计算所述多根丝线上拉力的合力作为第一驱动力；其中，所述合力包括拉力值及方向。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取导管机器人的管体在体内的当前形态对应的第一驱动力，包括：根据第二电机的驱动电流，计算第二电机的扭力，并将第二电机的扭力作为第一驱动力；所述第二电机用于驱动所述丝线以使所述第一弯曲部弯曲。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一驱动力和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为民，刘丹，宋子威，占雄，范宏伟，齐金标，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：