一种麻醉进针定位装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种麻醉进针定位装置的控制方法，该方法基于麻醉进针定位装置，麻醉进针定位装置包括平台机构、压力感应机构、编码器机构、打印机构和智能处理机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别设置于平台机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别与智能处理机构连接，本发明专利技术压力感应组件感应滚轮行经棘突及棘突间隙的受力情况，实现不同组织对滚轮力的反馈，智能处理机构得到实时的压力数据，编码器将记录边轮的转动次数转换成电信号传输至智能处理机构，智能处理机构将实时压力数据和实时移动距离数据拟合，智能处理机构根据曲线自动计算出最佳的进针位置，智能处理机构控制打印头移动至目标位置进行标记。处理机构控制打印头移动至目标位置进行标记。处理机构控制打印头移动至目标位置进行标记。

【技术实现步骤摘要】
一种麻醉进针定位装置的控制方法


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，涉及一种麻醉进针定位装置的控制方法。

技术介绍

[0002]硬膜外麻醉穿刺设备作为手术麻醉的医疗器械在临床上广泛的使用。硬膜外麻醉模拟手术时，医生需要选择合适的麻醉进针位置。麻醉进针位置一般选择腰椎L2，L3之间的间隙或腰椎L3，L4之间的间隙。目前在模拟手术中医生常采用两种方法定位两个间隙，方法一是医生先摸人体模型的骶骨，然后顺着骶骨向上摸腰椎骨的棘突，依次确认各腰椎骨，确认腰椎骨后选择需要进针的位置，并用笔做记号；方法二是医生站在人体模型的背后，张开大拇指和食指，用食指按压在髂脊上限，大拇指平行按到脊柱，通过上下按压找到脊椎间隙，并用笔做记号。
[0003]上述两种方法都是基于医生触觉选择的进针位，依靠医生触觉选择的进针位方法有时会使进针位置不够居中，或未能选择最佳的穿刺间隙，导致穿刺精度低的问题，另外穿刺过程中可能会扎到骨头或偏离穿刺的方向，最终导致硬膜外麻醉模拟手术失败。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种麻醉进针定位装置的控制方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种麻醉进针定位装置的控制方法,该方法基于麻醉进针定位装置，麻醉进针定位装置包括平台机构、压力感应机构、编码器机构、打印机构和智能处理机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别设置于平台机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别与智能处理机构连接，具体步骤为：
[0006]步骤1：麻醉进针定位装置预处理，包括确认压力感应机构、编码器机构、打印机构和智能处理机构的运行状态；
[0007]步骤2：麻醉进针定位装置沿人体模型脊柱的腰椎部表面移动，压力感应机构采集实时的压力数据以及编码器机构采集实时的移动距离数据传输至智能处理机构；
[0008]步骤3：智能处理机构处理数据后，数据拟合形成压力波动曲线，根据拟合后的压力波动曲线得到目标位置；
[0009]步骤4：智能处理机构控制打印头移动至目标位置，打印头在目标位置的体表打印标记，结束步骤。
[0010]进一步的，所述压力感应机构包括三组压力感应组件，三组压力感应组件分别分为通道一、通道二、通道三，通道二位于腰椎骨中央，通道一和通道三位于通道二的两侧。
[0011]进一步的，所述步骤3包括以下步骤：
[0012]步骤3.1：智能处理机构接收步骤2三组压力检测模块输出的实时的压力数据形成对应的压力数据集F1
Ti
、F2
Ti
和F3
Ti
；
[0013]通道一采集的实时的压力数据集设为F1
Ti
、通道二采集的实时的压力数据集设为F2
Ti
、通道三采集的实时的压力数据集设为F3
Ti
，F1
Ti
＝(F1 i
，T
i
)、F2
Ti
＝(F2
i
，T
i
)和F3
Ti
＝
(F3
i
，T
i
)，F表示压力值，T表示采样时间,i表示集合数；
[0014]步骤3.2：压力数据集F1
Ti
、F2
Ti
和F3
Ti
通过归一化函数处理，处理后分别得到压力数据集和
[0015]步骤3.3：智能处理机构接收步骤2中编码器机构采集实时的移动距离数据结合步骤3.2处理后的压力数据，拟合3D图像；
[0016]步骤3.4：卡尔曼滤波过滤压力数据图像和3D图像；
[0017]步骤3.5：智能处理机构对步骤3.4滤波后的数据进行采样，拟合形成压力波动曲线，根据拟合后的压力波动曲线得到目标位置。
[0018]进一步的，所述步骤3.2中
[0019][0020][0021][0022]式(1)
‑
式(3)中prF1Ti_list为压力数据集F1
Ti
的数据列表，prF2Ti_list为压力数据集F2
Ti
的数据列表，prF3Ti_list为压力数据集F3
Ti
的数据列表，prF1Ti_list.max()为压力数据集F1
Ti
的数据最大值，prF2Ti_list.max()为压力数据集F2
Ti
的数据最大值，prF3Ti_list.max()为压力数据集F3
Ti
的数据最大值，α为三组压力感应组件12中弹簧1233的权重系数。
[0023]进一步的，所述步骤3.3中拟合3D图像的计算式为：
[0024][0025]式(4)中，N表示通道一、通道二、通道三，Y为通道一、通道二和通道三分布方向的位置距离，D表示滚轮126的下压距离。
[0026]进一步的，所述步骤3.4中卡尔曼滤波过滤的计算式包括：
[0027]X(k，k
‑
1)＝AX(k
‑
1)+BU(k)....................(5)；
[0028]式(5)中，k表示当前时刻，k
‑
1表示上一次时刻，X(k
‑
1)表示系统上一状态最优结果，X(k，k
‑
1)表示利用系统上一状态最优结果预测的系统当前状态的结果，A和B为系统参数，对于多模型系统，A和B设为矩阵，U(k)表示当前时刻对系统的控制量，A、B以及U(k)为设定值，U(k)可设为0，即
[0029]没有控制量；
[0030]X(k，k
‑
1)对应的协方差计算式：
[0031]P(k，k
‑
1)＝AP(k
‑
1)A
T
+Q.......................(6)；
[0032]式(6)中，P(k，k
‑
1)为X(k，k
‑
1)对应的协方差，P(k
‑
1)为X(k
‑
1)对应的协方差，A
T
为A的转置矩阵，Q为系统过程的协方差，Q为设定值不随系统状态变化而变化；
[0033]根据式(5)和式(6)，得到式(7)，
[0034]X(k)＝X(k，k
‑
1)+K(k)[Z(k)
‑
HX(k，k
‑
1)]....................(7)
[0035]式(7)中，X(k)为k时刻最优的估算值，K(k)为卡尔曼增益，式(7)中，X(k)为k时刻最优的估算值，K(k)为卡尔曼增益，式(4)中H为测量系统的参数，对于多测量系统，H设为矩阵，H
T
为H的转置矩阵，R为系统测量的协方差，H、R为设定值；Z(k)为系统测量值，Z(k)为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麻醉进针定位装置的控制方法,其特征在于：该方法基于麻醉进针定位装置，麻醉进针定位装置包括平台机构、压力感应机构、编码器机构、打印机构和智能处理机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别设置于平台机构，压力感应机构、编码器机构和打印机构分别与智能处理机构连接，具体步骤为：步骤1：麻醉进针定位装置预处理，包括确认压力感应机构、编码器机构、打印机构和智能处理机构的运行状态；步骤2：麻醉进针定位装置沿人体模型脊柱的腰椎部表面移动，压力感应机构采集实时的压力数据以及编码器机构采集实时的移动距离数据传输至智能处理机构；步骤3：智能处理机构处理数据后，数据拟合形成压力波动曲线，根据拟合后的压力波动曲线得到目标位置；步骤4：智能处理机构控制打印头移动至目标位置，打印头在目标位置的体表打印标记，结束步骤。2.根据权利要求1所述的一种麻醉进针定位装置的控制方法，其特征在于：所述压力感应机构包括三组压力感应组件，三组压力感应组件分别分为通道一、通道二、通道三，通道二位于腰椎骨中央，通道一和通道三位于通道二的两侧。3.根据权利要求2所述的一种麻醉进针定位装置的控制方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1：智能处理机构接收步骤2三组压力检测模块输出的实时的压力数据形成对应的压力数据集F1
Ti
、F2
Ti
和F3
Ti
；通道一采集的实时的压力数据集设为F1
Ti
、通道二采集的实时的压力数据集设为F2
Ti
、通道三采集的实时的压力数据集设为F3
Ti
，F1
Ti
＝(F1
i
，T
i
)、F2
Ti
＝(F2
i
，T
i
)和F3
Ti
＝(F3
i
，T
i
)，F表示压力值，T表示采样时间,i表示集合数；步骤3.2：压力数据集F1
Ti
、F2
Ti
和F3
Ti
通过归一化函数处理，处理后分别得到压力数据集F1/Ti、F2/Ti和F3/Ti；步骤3.3：智能处理机构接收步骤2中编码器机构采集实时的移动距离数据结合步骤3.2处理后的压力数据，拟合3D图像；步骤3.4：卡尔曼滤波过滤压力数据图像和3D图像；步骤3.5：智能处理机构对步骤3.4滤波后的数据进行采样，拟合形成压力波动曲线，根据拟合后的压力波动曲线得到目标位置。4.根据权利要求3所述的一种麻醉进针定位装置的控制方法，其特征在于：所述步骤3.2中所述步骤3.2中所述步骤3.2中
式(1)
‑
式(3)中prF1Ti_list为压力数据集F1
Ti
的数据列表，prF2Ti_list为压力数据集F2
Ti
的数据列表，prF3Ti_list为压力数据集F3
Ti
的数据列表，prF1Ti_list.max()为压力数据集F1
Ti
的数据最大值，prF2Ti_list.max()为压力数据集F2
Ti
的数据最大值，prF3Ti_list.max()为压力数据集F3
Ti
的数据最大值，α为三组压力感应组件12中弹簧1233...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄闻晶，张智峰，吴冬冬，童睿，
申请(专利权)人：浙江省科创新材料研究院，
类型：发明
国别省市：