[发明专利]一种用于远程控制医疗器械的控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械控制技术，具体来说是一种用于远程控制医疗器械的控制系统及其控制方法。

背景技术

随着软镜技术进步，输尿管软镜手术逐渐成为腔内泌尿外科的主要手术，与传统输尿管硬镜相比，输尿管软镜具有高柔韧度的可弯曲镜体，弯曲自如，灵巧方便，可以从人体自然通道尿道进入到膀胱并经输尿管口到输尿管直达肾盂以及各肾盏。由于具有灌注和工作通道，输尿管软镜可处理肾脏集合系统各种疾病，如结石，肿瘤。不仅相对安全，且治疗效果显著，相对于经皮肾镜治疗方法，具有更安全、损伤小、恢复快等优点。在诊断和治疗难于确诊的肾盂肿瘤、肾结石、输尿管上段结石中具有其他设备无法比拟和取代的优势。具体如下：

1）检查无盲区：这也是软镜最突出的优点。由于镜体柔软，且镜体头端可以向上向下弯曲很大角度，做到不漏诊，可以看到硬镜来看不到的盲区。

2）损伤小：由于镜体柔软（与导尿管相似），管径细（<6Fr），麻醉下，直视轻柔地插入基本不会对尿道、膀胱、输尿管等造成损伤。相对于硬镜，软镜更容易为病人所接受。

3）视野相对清晰：软镜损伤小，可以最大限度的减少损伤性血尿对观察的影响，从而保证视野清晰。此外，软镜属于电子数码成像，具有极高的图像分辨率，可以清晰发现更早期及微小的病变，使疾病在早期即得到有效治疗，提高了病人的疗效。软镜还可以通过图像采集系统将数字化的图像传至电脑，甚至上网实现同步远程会诊。

4）对体位的要求低：病人于截石位、仰卧位及侧卧位都可以进行检查，特别适合于不能摆截石位和腑卧位的患者（如下肢畸形、严重关节炎及偏瘫患者等）。

5）可以同时检查尿道、膀胱，输尿管，肾盂及各肾盏整个尿路系统：而硬镜是不能做到。

但在做输尿管软镜手术时，为安全进镜，寻找肾盏口，特别是行肾脏结石手术时，需要依靠X光照射定位，手术医师受到放射线辐射量较大，为此，如何减少医师受到的放射线辐射，实现软镜准确、稳定定位，避免医师长时间手术疲劳而造成手颤动是刻不容缓的问题。

近年来，国内外在医疗机器人和机械手发明和应用比较多，比较成熟的有达芬奇（DaVinci）系统、Zeus系统、伊索（AESOP）3000医疗外科手术机器人等。

达芬奇（DaVinci）系统主要由医生控制台(Surgeon Console)；一个装有四支7自由度交互手臂的床旁机械臂塔(Patient Cart)和一个高精度的3D HD视觉系统(Vision Cart)构成。借助于高清立体成像、多关节臂自动化控制及光缆信号传送等高科技设备，使其具备了三维高清术野、手臂无抖动、镜头固定、活动范围广、器械移动度大等优点，并且改变了术者站在手术台旁操作的传统模式，由主刀医师坐在控制台前完成手术全过程，符合人体工程学原理，更适合于长时间复杂手术。该系统广泛应用于普外科、泌尿外科、妇科腹腔镜手术。

ZEUS机器人手术系统由Computer Motion公司制作，在欧洲已经可以使用，ZEUS系统与达芬奇的装置类似，它有一个计算机工作站、一个视频显示器、控制手柄（用于移动手术台上安装的手术仪器）。ZEUS系统目前在美国只被批准用于医疗试验，而德国医生已经使用此系统进行了冠心病搭桥手术。

伊索（AESOP）3000机器人系统由Computer Motion公司于1994年发布，AESOP是FDA批准使用的第一台可以用于手术室协助手术的机器人。AESOP比达芬奇系统和ZEUS系统要简单得多，AESOP基本上只是一个机械臂，用于医生定位内窥镜——一种插入病人体内的外科照相机。脚踏板或声音软件用于医生定位照相机，这就让医生的手空出来继续进行手术。AESOP提供了几种内窥镜控制形式，包括语音控制、人工定位和手动控制。

现有技术中存在以下技术问题：

（1）、现有的控制系统一般用于刚性器械操控，在操控柔性器械，如软镜方面存在一定的局限；

（2）、现有的控制系统中一般严格区分手动控制和自动控制，在一套系统里一般采用手动控制或者自动控制，没有将两者有机结合；

（3）、现有的控制系统没法灵活操控柔性器械各个自由度如弯曲等的运动，精度也不够。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、手动控制及自动控制相结合、适于操控柔性器械、精度高及能灵活多维运动的用于远程控制医疗器械的控制系统。

本发明另一目的在于提供一种用于远程控制医疗器械的控制系统的控制方法。