一种基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品技术方案

本申请涉及一种基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品。导航系统包括作为从端的介入机器人、DSA设备、控制器和显示器；DSA设备配置为：在用户操控介入机器人之前，对目标部位注入造影剂并照射以生成目标部位的第一图像；控制器配置为：基于目标部位的第一图像，生成第一血管引导路图；使得显示器呈现第一血管引导路图，供用户参考第一血管引导路图执行对介入机器人的操控操作，控制介入机器人操作介入器械执行运动；基于介入器械的实际运动信息，预测介入器械在第一血管引导路图上的当前位置；使得显示器将介入器械的当前位置标记显示在第一血管引导路图上。由此，可以减少X射线曝光次数和造影剂使用量，利于患者身体健康。于患者身体健康。于患者身体健康。

【技术实现步骤摘要】
一种基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品


[0001]本申请涉及微创血管介入手术机器人
，更具体地，涉及一种基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品。

技术介绍

[0002]全球每年有近3000万人死于心脑血管疾病，占所有疾病死亡率的30%左右，其中，我国患有心脑血管疾病人数近3亿。心脑血管疾病已经成为人类疾病死亡的三大原因之一，严重影响着国民健康和人们的正常生活。
[0003]血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。和传统外科手术相比，有着切口小、术后恢复时间短等明显优势。血管介入手术是由医生手动将导管、导丝以及支架等器械送入病患体内来完成治疗的过程。
[0004]介入手术过程中，病人需要躺着导管床上，基本全程都暴露在DSA发出的X射线下才能完成手术。对于相对复杂的手术，手术时间长，DSA产生的X射线也会随之增加，所以现有的介入手术关于患者方面存在如下几个方面的问题：（1）病人必须暴露在X射线的环境下，手术过程中需全程在DSA工作的情况下操作，导致病人接受的X射线剂量较高，患有因辐射带来的疾病风险提高，对身体健康有潜在的危害（2）在临床手术中，当医生遇到分叉时，往往会注射少量造影剂，用于确认导丝是否在正确的道路上，而一般血管分叉较多，这会使得在病人体内累计的造影剂剂量较多，而造影剂本身对患者身体有一定损害，因此相当于手术给病人带来了额外的伤害，病人需要注入更多肝素等药物来防止血栓形成的危害，意味着病人内脏排毒的负担加重，不利于身体健康。
专利
技术实现思路

[0005]提供了本申请以解决现有技术中存在的上述缺陷。需要一种基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品，其能够以较低的计算量完成准确高效的手术导航的作用的同时，还能够减少在手术中对病人的X射线的辐射剂量和注射的造影剂量，从而显著减少患者由于受到的X射线辐射较多带来的疾病风险，并减少由于术中注入较多的造影剂带来的身体损害。
[0006]根据本申请的第一方案，提供了一种基于介入手术机器人的导航系统，所述导航系统包括作为从端的介入机器人、DSA（数字减影血管造影）设备、控制器和显示器，所述介入机器人、DSA设备和显示器分别与所述控制器通信连接。所述DSA设备配置为：在用户操控所述介入机器人之前，对目标部位进行照射以生成所述目标部位的第一图像。所述控制器配置为基于所述目标部位的第一图像，生成第一血管引导路图，并识别出血管和关注区，在介入器械已经至少部分地位于所述目标部位中的情况下还识别出所述介入器械。所述控制器配置为使得所述显示器呈现所述第一血管引导路图，以供所述用户参考所述第一血管引导路图执行对所述介入机器人的操控操作，根据所述操控操作来控制所述介入机器人操作
所述介入器械执行运动。所述控制器配置为接收所述介入机器人反馈的介入器械的实际运动信息，基于所述实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置。所述控制器配置为使得所述显示器将所述介入器械的当前位置标记显示在所述第一血管引导路图上。
[0007]根据本申请的第二方案，提供了一种基于介入手术机器人的导航方法，适用于基于介入手术机器人的导航系统，所述方法为：利用所述DSA设备在用户操控所述介入机器人之前，对目标部位进行照射以生成所述目标部位的第一图像；基于所述目标部位的第一图像，生成第一血管引导路图，并识别出血管和关注区，在介入器械已经至少部分地位于所述目标部位中的情况下还识别出所述介入器械；使得所述显示器呈现所述第一血管引导路图；用户参考所述第一血管引导路图执行对所述介入机器人的操控操作，根据所述操控操作来控制所述介入机器人操作所述介入器械执行运动；接收所述介入机器人反馈的介入器械的实际运动信息，基于所述实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置。
[0008]根据本申请的第三方案，提供了一种主端遥控导航系统，包括基于介入手术机器人的导航系统和作为主端的操纵装置。所述操纵装置配置为：将用户根据所述显示器的血管虚拟路图所做出的操作转换为控制信号，并将控制信号发送给控制器。所述控制器配置为：将所述控制信号转化为操作指令，并将操作指令发送给所述介入机器人。
[0009]根据本申请的第四方案，提供了用于导航系统的程序产品，其包括由处理器执行时实现如下步骤的程序指令：获取目标部位的第一图像，所述第一图像由DSA设备在用户操控介入机器人之前，对目标部位进行照射以生成所述目标部位的第一图像。基于所述目标部位的第一图像，生成第一血管引导路图，并识别出血管和关注区，在介入器械已经至少部分地位于所述目标部位中的情况下还识别出所述介入器械。使得显示器呈现所述第一血管引导路图，以供所述用户参考所述第一血管引导路图执行对所述介入机器人的操控操作，根据所述操控操作来控制所述介入机器人操作所述介入器械执行运动。接收所述介入机器人反馈的介入器械的实际运动信息，基于所述实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置。使得所述显示器将所述介入器械的当前位置标记显示在所述第一血管引导路图上。
[0010]本申请各个实施例提供的基于介入手术机器人的导航系统、主端遥控导航系统和程序产品，DSA设备获取第一图像，然后控制器在第一图像的基础上生成第一血管引导路图（“虚”），用户在第一血管引导路图的导航下做出操控操作，介入机器人执行操控操作后返回给控制器实际的运动信息，然后在第一血管引导路图上标注和显示介入器械的当前位置（“实”），这样就给显示器呈现了新的导航图像，采用虚实结合的呈现方式，能够以显著降低的图像计算量，迅速且准确地提供手术导航。这样用户在手术中可以不必在每一步操作前都需要利用DSA设备设备通过X射线照射获取新的图像来进行导航。减少患者接受的X射线辐射量，降低辐射带来的疾病风险；同时也减少注射的造影剂量，有效降低造影剂对患者身体的损害，可以减少防止血栓形成的危害而注入肝素等的药物量，降低对患者的身体负担。
附图说明
[0011]图1示出根据本申请实施例的基于介入手术机器人的导航系统的通信结构的示意
图；图2示出根据本申请实施例的控制器工作过程的示意图；图3示出根据本申请实施例的第一血管引导路图的示意图；图4示出根据本申请实施例的控制器的在关注区进行位置校准过程的示意图；图5示出根据本申请实施例的基于介入手术机器人的导航方法整体流程的示意图；以及图6示出根据本申请实施例的主端遥控导航系统组成的示意图。
具体实施方式
[0012]为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本申请的实施例作进一步详细描述，但不作为对本申请的限定。
[0013]本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。
[0014]图1示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于介入手术机器人的导航系统，其特征在于，所述导航系统包括作为从端的介入机器人、DSA设备、控制器和显示器，所述介入机器人、DSA设备和显示器分别与所述控制器通信连接；所述DSA设备配置为：在用户操控所述介入机器人之前，对目标部位进行照射以生成所述目标部位的第一图像；所述控制器配置为：基于所述目标部位的第一图像，生成第一血管引导路图，并识别出血管和关注区，在介入器械已经至少部分地位于所述目标部位中的情况下还识别出所述介入器械；使得所述显示器呈现所述第一血管引导路图，以供所述用户参考所述第一血管引导路图执行对所述介入机器人的操控操作，根据所述操控操作来控制所述介入机器人操作所述介入器械执行运动；接收所述介入机器人反馈的介入器械的实际运动信息，基于所述实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置；使得所述显示器将所述介入器械的当前位置标记显示在所述第一血管引导路图上。2.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述控制器配置为：基于所述目标部位的第一图像，识别出的关注区包括血管的分叉点和/或血管的狭窄处。3.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述介入器械的实际运动信息包括移动距离、旋转角度和推送速度中的至少一种。4.根据权利要求3所述的导航系统，其特征在于，所述控制器配置为：接收所述介入机器人反馈的介入器械的实际运动信息，基于所述实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置，具体包括：根据所述第一血管引导路图的血管信息，获取血管的形态走势信息，所述血管的形态走势信息包括血管的弯曲程度和弯曲方向；利用所述血管的形态走势信息结合所述介入器械反馈的实际运动信息，预测所述介入器械在所述第一血管引导路图上的当前位置。5.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，使得所述显示器将所述介入器械的当前位置标记显示在所述第一血管引导路图上，具体包括：基于所述介入器械的当前位置信息，在所述第一血管引导路图上标注所述介入器械的沿着前进方向的端点位置。6.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述控制器还配置为：判定所述介入器械在所述第一血管引导路图上的预测的当前位置是否达到所述关注区之前的预定距离或位于预定距离内，如果是，则指示所述DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春燕，黄韬，王琳，解菁，
申请(专利权)人：北京唯迈医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：