[发明专利]便携式远程超声扫查系统与安全超声扫查柔顺控制方法

说明书

本发明公开了一种便携式远程超声扫查系统，主端设备包括手持装置、主端计算机；从端设备包括从端扫查机器人、从端超声设备、从端环境感知单元、数据收发单元；手持装置将其移动的速度和旋转的角速度以及按压力通过主端计算机、数据收发单元发送给从端扫查机器人的控制器，控制器控制机械臂在水平面上的移动、在空间中的姿态运动、沿扫查面的法向的移动；主端计算机显示超声扫查图像，便于医生观察扫查状态；机械臂的整个运动过程均为柔顺控制，能够仿照人臂，与外部环境接触时对外部作用力产生顺从，能够确保超声扫查时病人的安全；本发明还能够确保从端扫查机器人的整个运动过程的连续性，以及确保超声探头与人体之间接触力的连续性。

技术领域

本发明涉及远程超声扫查技术领域，尤其是便携式远程超声扫查系统与安全超声扫查柔顺控制方法。

背景技术

现有的远程超声扫查系统设备由主端设备、从端扫查机器人两部分组成，医生通过主端设备远程控制从端扫查机器人进行超声检查。

经检索，中国专利公开号为CN109998590A的远程超声操作系统及远程超声操作系统的控制方法，该专利中，远程操作装置即主端设备包括人体成型装置和操作手，人体成型装置适于接收3D扫描器收集到的3D数据信号并根据3D数据信号形成与病人待检测部位相似的仿形体。

经检索，中国专利授权号为CN108994861B的远程超声操作手装置及远程超声检测系统，该专利中，操作手底部通过触摸下方的位置传感器获取操作手的空间位置信息，即，操作手必须在设有位置传感器的触摸屏上进行移动，获取操作手的空间位置信息。

经检索，中国专利公开号为CN110993087A的一种远程超声扫描操纵设备及方法，该专利中，主端设备包括用于模拟实际超声探头在皮肤上运动的模拟皮肤平台，获取模拟超声探头在模拟皮肤平台表面的二维坐标，并基于该二维坐标远程控制超声探头在皮肤上的运动。

综上所述，现有的远程超声扫查系统中存在：医生端即主端的操作设备复杂，安装好之后不能随意移动，需要一个特定的工作面模拟超声探头在皮肤上运动，无法随身携带的问题。

另外，现有的远程超声扫查系统中，还存在以下问题：

主端操作设备与从端远程扫查机器人技术多采用位置映射和多段力控映射方法，位置映射无法确保从端远程扫查机器人运动的连续性，多段力控映射无法确保末端力的连续性。

从端远程扫查机器人无法实现关节力控和全流程柔顺控制。

医生无法从主端操作设备上获知超声探头与人体扫查部位之间的接触力信息。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种便携式远程超声扫查系统，利用主端设备远程控制从端扫查机器人进行超声检查。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种便携式远程超声扫查系统，包括主端设备、从端设备；

所述主端设备包括：手持装置，与手持装置相连接的主端计算机；

所述从端设备包括：从端扫查机器人，从端超声设备，分别与从端扫查机器人和从端超声设备相连接的数据收发单元；

所述手持装置将其运动的轨迹信息发送给主端计算机；所述手持装置还将其所受到的按压力发送给主端计算机；其中，手持装置的轨迹信息包括：手持装置在任意工作面上移动的速度信息和在空间中旋转的角速度信息；

所述主端计算机与数据收发单元之间通信连接，主端计算机将手持装置的轨迹信息和按压力发送给数据收发单元；

所述从端超声设备用于进行超声扫查，采集的超声影像，并将所采集的超声影像发送给数据收发单元，数据收发单元将超声影像发送给主端计算机；

所述从端超声设备包括：超声探头；