[发明专利]一种用于远程超声诊断的末端装置及主从控制方法

说明书

本发明公开了一种用于远程超声诊断的末端装置及主从控制方法，末端装置包括静平台、柔性支链、动平台以及驱动装置，静平台用于安装在移动载体上，静平台上旋转对称设有三个驱动装置，每一个驱动装置都与一条柔性支链上端相连，所述三条柔性支链下端的自由端均与动平台活动连接，构成一个三自由度并联机构，通过驱动装置和三条柔性支链的协调作用下，所述动平台能模拟医生在进行超声诊断时手腕的动作，所述动平台上还设有用于安装超声探头的安全装置，通过所述安全装置还能保护探头与患者之间接触力不会过大。本发明还提供了一种远程超声诊断系统的主从控制方法，通过医师操作台与仿形手柄的设计，能最大程度还原医师超声诊断时的操作习惯。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种超声诊断装置，具体涉及一种用于远程超声诊断的末端装置及主从控制方法。

背景技术

在常规的超声检测中，通常都需要超声医师手持超声探头，将探头放置于患者身体的监测区域，然后在该区域内改变探头的位置，通过电脑上显示的影像定位患者需检测的器官。在检测过程中，需要保持与患者体表的良好接触，保证超声探头以一定的角度在患者体表运动，同时，为了获得优质的超声影像，还需要保证超声探头与患者皮肤间有一定的接触力，但为了避免伤害到患者，该力不能过大。因此，对于用于检测的超声机器人末端，有如下的要求：首先，能够快捷地在监测区域移动，便于探查器官的位置；其次，需要能够在一定角度范围内灵活改动探头的角度，以获取目标脏器完整的超声影像；最后，还需要对探头与患者皮肤的接触力进行限制，保证其在安全的力的范围能拥有良好的稳定性，而在超过安全力后，能迅速减小探头与患者皮肤的接触力，从而避免对患者造成伤害。

传统的超声机器人手腕多直接固定在机械臂末端，灵活度较低，且机械臂较为昂贵，占用空间大，无法在许多位置，如狭小的救护车、偏远地区配置；部分采用串联式末端，运动部分质量大，惯性较大，误差累积较大，部分结构受力不均匀；部分末端手腕采取被动柔性，在检查时不便于调整至所需角度。因此，需要一种并联主动的超声机器人末端手腕以更有效地完成检测。

随着计算机通讯技术的发展，远程控制超声机器人进行超声诊断技术逐渐成为计算机医学影像技术和自动化检测技术的重要领域。超声机器人诊断通过医师对超声机器人进行实时的操作，并实时返回图像等信息，达到远程控制超声机器人进行检测的目的。使用远程控制超声机器人进行超声诊断的好处在于：使超声医师无需亲临患者所在处即可完成检测，充分发挥经验丰富的专业超声医师作用，减少医疗资源不均的现象；医师通过遥操作手柄对超声探头进行控制，姿势轻松，能很好地避免长期工作带来的劳损；很好地分隔患者和医师，减少了潜在的传染疾病的风险。但是，在远程控制过程中，医师往往需要使用和自己的习惯及经验不同的操作方式，如使用控制板、游戏手柄等，这就使医师的诊断经验无法得到充分利用，熟练掌握这些装置需要大量的学习成本，因此，设计一种更加符合医师操作习惯控制方法，如主从控制，成为当下研究的热点。

发明内容

本发明的主要目的是希望提供一种采用并联结构的远程超声诊断机器人的末端装置，来解决现有的串联式末端装置，运动部分质量大，惯性较大，误差累积较大以及部分结构受力不均匀的技术问题；并且还希望通过提供一种远程超声诊断的主从控制方法，使得超声医师能以自己习惯的方式对该末端手腕进行控制。

本发明是这样实现的：

一种用于远程超声诊断的末端装置，其特征在于：包括静平台、柔性支链、动平台以及驱动装置，所述静平台用于安装在移动载体上，所述静平台上旋转对称设有三个伺服电机作为驱动装置，每一个驱动装置都与一条柔性支链上端相连，三条柔性支链下端的自由端均与所述动平台活动连接，从而一起构成了一个两转一移三自由度并联机构，通过驱动装置和三条柔性支链的协调作用下，能使所述动平台模拟医生进行超声诊断时手腕的动作，所述动平台末端还设有用于安装超声探头的安全装置，通过所述安全装置还能保护探头与患者之间接触力不会过大。