[发明专利]一种基于术中生理监测的脊柱内镜手术机器人系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于术中生理监测的脊柱内镜手术机器人系统及方法，包括与内镜系统连接的机械臂，主控系统分别连接内镜系统、机械臂、术中电生理监测预警系统和手术导航系统。术中电生理监测预警系统被配置为：根据电极获取的体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号中的一种或多种，经预处理和特征提取后，得到对应的体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号基于波幅下降率和电位差峰峰值划分的类别，基于设定的波幅下降率和电位差峰峰值划分预警等级，根据划分的预警等级执行术中生理监测。

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，具体为一种基于术中生理监测的脊柱内镜手术机器人系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

脊柱内镜手术机器人通常用于脊柱退变性疾病，执行以脊柱内镜为代表的微创手术，由于脊柱周围神经血管丰富，手术器械或是机器人不慎损伤神经极易造成永久性神经功能缺损，容易导致患者瘫痪。现有的脊柱内镜手术机器人系统无法在术中监测患者的生理状态，无法确定患者的神经损伤来源于病例，还是来源于手术机器人本体，从而无法为机器人提供自主执行手术操作的决策依据。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于术中生理监测的脊柱内镜手术机器人系统及方法，通过采集体感诱发电位(SEP)、运动诱发电位(MEP)和肌电图(MEG)电生理信号中的一种或多种，既能够规避单一监测手段所存在的不足之处或不准确的问题，还能够根据三种信号的特征划分为不同的预警等级，有利于患者术中状态的监测和应急处置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于术中生理监测的脊柱内镜手术机器人系统，包括：与内镜系统连接的机械臂，主控系统分别连接内镜系统、机械臂、术中电生理监测预警系统和手术导航系统。

术中电生理监测预警系统被配置为：根据电极获取的体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号中的一种或多种，经预处理和特征提取后，得到对应的体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号基于波幅下降率和电位差峰峰值划分的类别，基于设定的波幅下降率和电位差峰峰值划分预警等级，根据划分的预警等级执行术中生理监测。

体感诱发电位下肢的表面刺激电极位于内踝后方的胫后神经径路上，上肢的表面刺激电极位于腕关节掌侧的正中神经径路上；运动诱发电位上肢电极刺入大鱼际肌及小鱼际肌并固定，下肢电极刺入足拇长屈肌腱处并固定；肌电图获取三角肌、肱二头肌和肱三头肌的自发肌电图电生理信号。

基于上述脊柱内镜手术机器人系统实现术中生理监测的方法，包括以下步骤：

利用电极获取体感诱发电位、运动诱发电位、肌电图电生理信号中的一种或多种并预处理；

基于离散小波变换提取预处理后信号中的特征，并分类提取到的特征；

特征分类后，得到体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号基于波幅下降率和电位差峰峰值划分的类别；

基于设定的波幅下降率和电位差峰峰值划分预警等级，根据划分的预警等级执行术中生理监测。

体感诱发电位、运动诱发电位和肌电图电生理信号基于波幅下降率和电位差峰峰值划分的类别，具体为：

体感诱发电位分为三类：

SEP＝{f_SEP10％,10％≤f_SEP50％,f_SEP≥50％}；

将运动诱发电位分为三类：

MEP＝{f_MEP50％,50％≤f_MEP75％,f_MEP≥75％}；