一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法技术方案

本申请提供了一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法，其中，该方法包括：在操作者通过主手端控制导管组件向目标组织推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；将所述中心靠近力反馈作用在所述主手端上作为给操作者施加的引导力。通过上述方案解决了现有的因为不对推进过程进行力觉引导，而导致容易推进方向偏差对患者造成损伤的问题，达到了有效降低手术时危险发生概率的技术效果。危险发生概率的技术效果。危险发生概率的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法


[0001]本申请属于医疗设备
，尤其涉及一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法。

技术介绍

[0002]现有导管机器人产品，一般都是基于内窥镜影像和位置形状的传感做纯视觉引导，即，对于操作者而言，通过在内窥镜影响中显示对应的操作图像，以进行操作引导。
[0003]然而，受视线和眼睛观看角度的影响，容易产生误判，将为操作过程带来风险。
[0004]针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请目的在于提供一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法，可以对基于导管机器人进行手术的过程进行安全控制，降低操作不当的概率。
[0006]本申请提供一种力觉控制方法和系统、导管系统的导航方法是这样实现的：
[0007]一种力觉控制方法，包括：
[0008]在操作者通过主手端控制导管组件向目标组织推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；
[0009]将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；
[0010]按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；
[0011]将所述中心靠近力反馈作用在所述主手端上作为给操作者施加的引导力。
[0012]在一个实施方式中，上述方法还包括：在操作者通过主手端控制导管组件作用在目标组织上的过程中，获取所述导管组件与所述目标组织之间在第一时间的第一接触力和第二时间的第二接触力，以及第一时间与第二时间之间的位置偏差；
[0013]根据所述第一接触力、第二接触力和所述位置偏差，确定出所述目标组织的刚度数据；
[0014]获取所述操作者施加在所述主手端的力度值；
[0015]根据所述刚度数据和所述力度值，计算得到所述主手端的位移量；
[0016]将所述位移量作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的刚度触觉。
[0017]在一个实施方式中，上述方法还包括：在操作者通过主手端控制导管组件作用在目标组织上的情况下，获取所述导管组件与所述目标组织之间的接触力；
[0018]将所述接触力转换为反馈力；
[0019]将所述反馈力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的交互力。
[0020]在一个实施方式中，将所述接触力转换为反馈力包括：
[0021]将所述接触力转换为在所述主手端的各自由度关节处的力矩；
[0022]将在所述主手端的各自由度关节处的力矩作为所述反馈力，作用在所述主手端的
各自由度关节处。
[0023]在一个实施方式中，获取所述导管组件与所述目标组织之间的接触力，包括：
[0024]获取所述导管组件各测点处的实际应变；
[0025]根据各测点处的实际应变，重构出所述导管组件的实际空间形状；
[0026]将所述实际空间形状与所述导管组件在自由空间中的形状，进行比较，以确定所述目标组织施加在所述导管组件上的外部载荷力；
[0027]将所述外部载荷力作为所述接触力。
[0028]在一个实施方式中，获取所述导管组件各测点处的实际应变，包括：
[0029]在所述导管组件在延轴线方向设置有多个应力片，一个应力片作为一个测点的情况下，通过所述导管组件中的应力片，获取所述导管组件各测点处的实际应变；
[0030]或，
[0031]在所述导管组件在延轴线方向设置光纤的情况下，通过所述导管组件中的光纤，获取所述导管组件各测点处的实际应变。
[0032]在一个实施方式中，上述方法还包括：
[0033]在操作者通过主手端控制导管组件向所述目标组织推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；
[0034]将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；
[0035]按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；
[0036]将所述中心靠近力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的引导力。
[0037]在一个实施方式中，将所述反馈力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的交互力，包括：
[0038]获取预设的力度阈值；
[0039]确定所述反馈力是否超出所述力度阈值；
[0040]在超出所述力度阈值的情况下，将所述反馈力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的交互力。
[0041]一种导管系统的导航方法，包括：
[0042]获取当前导管组件的推进阶段和/或推进状态；
[0043]根据所述推进阶段和/或推进状态，确定当前需开启的一个或多个导航方式；
[0044]通过确定的当前需开启的一个或多个导航方式，对操作者进行操作指引；
[0045]其中，所述导航方式包括：视觉导航方式、力觉导航方式、力安全保护导航方式。
[0046]在一个实施方式中，所述推进状态包括以下至少之一：导管推进速度、导管末端接触力、导管姿态。
[0047]在一个实施方式中，通过力安全保护导航方式对操作者进行操作指引，包括：
[0048]在操作者通过主手端控制所述导管组件推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；
[0049]将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；
[0050]按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；
[0051]将所述中心靠近力反馈作用在所述主手端上作为给操作者施加的引导力。
[0052]在一个实施方式中，通过力觉导航方式对操作者进行操作指引，包括：
[0053]在操作者通过主手端控制导管组件作用在目标组织上的情况下，获取所述导管组件与所述目标组织之间的接触力；
[0054]将所述接触力转换为反馈力；
[0055]将所述反馈力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的交互力。
[0056]一种力觉控制系统，包括：
[0057]主手端，用于操作者进行操作控制；
[0058]导管组件，用于在所述操作者通过主手端进行控制的情况下作用在目标组织上；
[0059]控制器，与所述主手端和所述导管组件相连，用于在操作者通过主手端控制导管组件向目标组织推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；将所述中心靠近力反馈作用在所述主手端上作为给操作者施加的引导力。
[0060]在一个实施方式中，所述导管组件在延轴线方向设置有多个应力片。
[0061]在一个实施方式中，所述导管组件在延轴线方向设置有光纤。
[0062]在一个实施方式中，所述主手端和所述控制器设置在主端操作平台上，所述导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力觉控制方法，其特征在于，包括：在操作者通过主手端控制导管组件推进的过程中，获取实时的推进截面位置点；将所述实时的推进截面位置点与预先规划的推进路径截面的中心点进行对比；按照将所述实时的推进截面位置点向预先规划的推进路径截面的中心点靠近的原则，生成中心靠近力；将所述中心靠近力反馈作用在所述主手端上作为给操作者施加的引导力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在操作者通过主手端控制导管组件作用在目标组织上的过程中，获取所述导管组件与所述目标组织之间在第一时间的第一接触力和第二时间的第二接触力，以及第一时间与第二时间之间的位置偏差；根据所述第一接触力、第二接触力和所述位置偏差，确定出所述目标组织的刚度数据；获取所述操作者施加在所述主手端的力度值；根据所述刚度数据和所述力度值，计算得到所述主手端的位移量；将所述位移量作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的刚度触觉。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在操作者通过主手端控制导管组件作用在目标组织上的情况下，获取所述导管组件与所述目标组织之间的接触力；将所述接触力转换为反馈力；将所述反馈力作用在所述主手端上作为给所述操作者施加的交互力。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述接触力转换为反馈力包括：将所述接触力转换为在所述主手端的各自由度关节处的力矩；将在所述主手端的各自由度关节处的力矩作为所述反馈力，作用在所述主手端的各自由度关节处。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述导管组件与所述目标组织之间的接触力，包括：获取所述导管组件各测点处的实际应变；根据各测点处的实际应变，重构出所述导管组件的实际空间形状；将所述实际空间形状与所述导管组件在自由空间中的形状，进行比较，以确定所述目标组织施加在所述导管组件上的外部载荷力；将所述外部载荷力作为所述接触力。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述导管组件各测点处的实际应变，包括：在所述导管组件在延轴线方向设置有多个应力片，一个应力片作为一个测点的情况下，通过所述导管组件中的应力片，获取所述导管组件各测点处的实际应变；或，在所述导管组件在延轴线方向设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，王家寅，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海微创微航机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：