导丝运动控制方法和系统技术方案

本申请涉及一种导丝运动控制方法和系统。所述方法包括：预先对导丝进行了磁化处理，在导丝放置于目标对象的血管中后，获取导丝在目标对象血管内的介入图像，根据介入图像计算尖端的蓄力值，根据蓄力值确定导丝的运动策略并反馈至导丝的操控者，以指示操控者通过介入机器人控制导丝前进或后退，和/或通过设置于目标对象体外的磁控装置控制尖端的旋转方向。本申请可实时监测导丝运行时的参数，为操控者提供可靠的运动策略，以使操控者依据于运动策略，在通过介入机器人操控导丝整体运动的同时，还可通过磁控装置操控尖端的局部运动，从而提高介入手术的效率和安全性。而提高介入手术的效率和安全性。而提高介入手术的效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
导丝运动控制方法和系统


[0001]本申请涉及医疗设备
，特别是涉及一种导丝运动控制方法和系统。

技术介绍

[0002]随着医疗机器人技术的发展，用于血管介入手术的介入机器人已成为研究的热点，目前的介入手术通常采用主端和从端分离的操作方式，其中，主端为操控台，从端为介入机器人。操控者在辐射屏蔽仓内，操作主端的操控台来控制从端的介入机器人，将导管或导丝(以下简称导丝)运送至患者的病变部位。操作过程中，操控者根据介入机器人反馈的运行参数，通过控制体外部分的导丝，来影响体内部分的导丝的运动。
[0003]上述操作方式，依赖于操控者主观控制介入机器人，导致整个介入手术的效率低、安全性较差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种导丝运动控制方法和系统，用于解决现有技术中的操作方式依赖于操控者主管控制介入机器人，导致整个介入手术的效率低、安全性较差的问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种导丝运动控制方法。所述方法包括：
[0006]获取导丝在目标对象血管内的介入图像；
[0007]解析所述介入图像，获取所述导丝的尖端在所述血管内的变形数据，根据所述变形数据，计算所述尖端的蓄力值；
[0008]根据所述蓄力值确定所述导丝的运动策略；
[0009]反馈所述运动策略至所述导丝的操控者，以指示所述操控者通过介入机器人控制所述导丝前进或后退，和/或通过设置于所述目标对象体外的磁控装置控制所述导丝的尖端的旋转方向；
[0010]其中，所述导丝预先进行了磁化处理。
[0011]在其中一个实施例中，所述解析所述介入图像，获取所述导丝的尖端在所述血管内的变形数据，根据所述变形数据，计算所述尖端的蓄力值，包括：
[0012]在所述介入图像中标记所述尖端与所述血管的多个接触点；
[0013]根据各所述接触点，计算所述导丝的弯曲曲率；
[0014]根据悬臂梁模型和所述弯曲曲率，计算所述尖端所受的弯矩；
[0015]根据所述弯矩、以及所述尖端与所述血管的夹角，得到所述蓄力值。
[0016]在其中一个实施例中，所述根据所述蓄力值确定所述导丝的运动策略，包括：
[0017]当所述蓄力值大于或等于预设蓄力值时，控制所述介入机器人降低运行速度并后退第一预设距离，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁；
[0018]当所述蓄力值降低至小于或等于安全蓄力值时，控制所述磁控装置的磁场变化固定所述尖端，以降低所述尖端释放时的动作幅度。
[0019]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0020]从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值；
[0021]根据所述受力值确定所述导丝的运动策略，包括：
[0022]当所述受力值大于或等于第一预设受力值且小于或等于第二预设受力值时，控制介入机器人降低运行速度，同时控制所述磁控装置的磁场变化改变所述尖端的方向，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁；
[0023]当所述受力信息大于第二预设受力值时，控制介入机器人降低运行速度并后退第二预设距离，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁。
[0024]在其中一个实施例中，在所述导丝与所述血管的血管壁形成一个接触点的情况下，所述从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值，包括：
[0025]从所述力反馈单元获取体外传感器监测的实时受力值，以及所述导丝进入鞘管时所受的阻力值；
[0026]根据所述实时受力值和所述导丝进入鞘管时所受的阻力值，计算得到所述尖端受到所述介入机器人的施加力；
[0027]根据所述施加力和第一夹角，确定所述尖端在所述血管内的受力值；
[0028]其中，所述第一夹角为所述导丝在一个接触点与竖直方向的夹角。
[0029]在其中一个实施例中，在所述导丝与所述血管的血管壁形成多个接触点的情况下，所述从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值，包括：
[0030]根据所述施加力和第二夹角，计算得到第一受力；其中，所述第一受力为各所述接触点对应的所述血管壁在竖直方向的受力之和，且所述第二夹角为所述导丝在第一个接触点与竖直方向的夹角；
[0031]根据所述第一受力和第三夹角，计算最后一个所述接触点对应的所述血管壁在竖直方向的第二受力，记所述第二受力为所述尖端在所述血管内的受力值；其中，所述第三夹角为所述导丝与所述血管壁接触的切面与水平方向的夹角。
[0032]在其中一个实施例中，所述方法还包括：解析所述介入图像，获取距离数据，其中，所述距离数据包括所述尖端与所述血管的血管壁的第一距离、所述尖端与所述病变组织之间的第二距离、所述尖端与所述分叉口之间的第三距离中的任意一个或多个；
[0033]所述根据所述蓄力值确定所述导丝的运动策略之后，还包括：
[0034]根据所述距离数据确定所述导丝的运动策略；
[0035]其中，所述根据所述距离数据确定所述导丝的运动策略，至少包括以下一种：
[0036]当所述第一距离小于或等于预设安全距离时，控制所述介入机器人降低运行速度并后退第三预设距离，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁；
[0037]或，当所述第二距离小于或等于预设病变距离时，控制所述介入机器人降低运行速度；
[0038]或，当所述第三距离小于或等于预设转向距离时，控制介入机器人降低运行速度，同时控制所述磁控装置的磁场变化改变所述尖端的方向，以使所述导丝进入所述分叉口。
[0039]在其中一个实施例中，所述方法还包括：从所述介入机器人处获取所述导丝在目标对象体内的长度数据，根据所述长度数据确定所述导丝的运动策略；
[0040]所述根据所述长度数据确定所述导丝的运动策略，包括：
[0041]当所述长度数据大于或等于所述预设长度值时，控制介入机器人降低运行速度并后退第四预设距离。
[0042]在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取所述介入机器人运行时的第一装置运行信息，根据所述第一装置运行信息确定所述导丝的运动策略；其中，所述第一装置运行信息包括所述介入机器人的运行速度和运行电流；
[0043]所述根据所述第一装置运行信息确定所述导丝的运动策略，包括：
[0044]当所述第一装置运行信息超出第一预设安全阈值的范围时，停止运行所述介入机器人以及所述磁控装置。
[0045]在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取所述磁控装置运行时的第二装置运行信息，根据所述第二装置运行信息确定所述导丝的运动策略；其中，所述第二装置运行信息包括所述磁控装置的放置位置、受力、运行速度、运行电流以及所述磁控装置与目标对象的距离；
[0046]所述根据所述第二装置运行信息确定所述导丝的运动策略，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导丝运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取导丝在目标对象血管内的介入图像；解析所述介入图像，获取所述导丝的尖端在所述血管内的变形数据，根据所述变形数据，计算所述尖端的蓄力值；根据所述蓄力值确定所述导丝的运动策略；反馈所述运动策略至所述导丝的操控者，以指示所述操控者通过介入机器人控制所述导丝前进或后退，和/或通过设置于所述目标对象体外的磁控装置控制所述导丝的尖端的旋转方向；其中，所述导丝预先进行了磁化处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析所述介入图像，获取所述导丝的尖端在所述血管内的变形数据，根据所述变形数据，计算所述尖端的蓄力值，包括：在所述介入图像中标记所述尖端与所述血管的多个接触点；根据各所述接触点，计算所述导丝的弯曲曲率；根据悬臂梁模型和所述弯曲曲率，计算所述尖端所受的弯矩；根据所述弯矩、以及所述尖端与所述血管的夹角，得到所述蓄力值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述蓄力值确定所述导丝的运动策略，包括：当所述蓄力值大于或等于预设蓄力值时，控制所述介入机器人降低运行速度并后退第一预设距离，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁；当所述蓄力值降低至小于或等于安全蓄力值时，控制所述磁控装置的磁场变化固定所述尖端，以降低所述尖端释放时的动作幅度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值；根据所述受力值确定所述导丝的运动策略，包括：当所述受力值大于或等于第一预设受力值且小于或等于第二预设受力值时，控制介入机器人降低运行速度，同时控制所述磁控装置的磁场变化改变所述尖端的方向，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁；当所述受力信息大于第二预设受力值时，控制介入机器人降低运行速度并后退第二预设距离，以使所述尖端远离所述目标对象的血管壁。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述导丝与所述血管的血管壁形成一个接触点的情况下，所述从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值，包括：从所述力反馈单元获取体外传感器监测的实时受力值，以及所述导丝进入鞘管时所受的阻力值；根据所述实时受力值和所述导丝进入鞘管时所受的阻力值，计算得到所述尖端受到所述介入机器人的施加力；根据所述施加力和第一夹角，确定所述尖端在所述血管内的受力值；其中，所述第一夹角为所述导丝在一个接触点与竖直方向的夹角。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述导丝与所述血管的血管壁形成多个接触点的情况下，所述从设置于所述介入机器人的力反馈单元获取受力信息，根据所述受力信息计算所述尖端在所述血管内的受力值，包括：根据所述施加力和第二夹角，计算得到第一受力；其中，所述第一受力为各所述接触点对应的所述血管壁在竖直方向的受力之和，且所述第二夹角为所述导丝在第一个接触点与竖直方向的夹角；根据所述第一受力和第三夹角，计算最后一个所述接触点...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳微美机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：