[发明专利]磁性医疗器械控制系统、方法和电子设备

说明书

本发明提供一种磁性医疗器械控制系统、方法和电子设备。该控制系统包括：电磁体，用于调整磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置；机械臂，与电磁体连接，用于调整电磁体的位置和姿态；位置检测部，用于获取目标端的当前位置；接触力检测部，用于获取电磁体受到的接触外力；控制部，分别与电磁体、机械臂、位置检测部和接触力检测部连接，用于根据接触外力、当前位置和目标位置控制机械臂的运动和电磁体上的电流大小，以调整磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置。该系统通过与人体柔顺接触，尽可能避免了对人体产生损害，同时对电磁体的体积要求更小且能耗供给也更小，便于控制系统部署且安全性更好。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种磁性医疗器械控制系统、方法和电子设备。

背景技术

随着医疗技术的发展，很多医疗磁性装置被插入至身体中以诊断和治疗各种医疗状况。例如磁性导管被用于执行人体和其他身体内的各种任务，包括药物和流体的输送、体液的移除、以及手术工具和器械的运输。例如胶囊内窥镜被用于获取被检体内有关的各种信息、或者向被检体内投放药剂等。

相关技术中，可以通过磁场来驱动特定的磁性医疗器械以实现其特定的功能，常用的磁驱动方法有(1)采用经过设计以及标定后的多个电磁体以特定位姿组成的磁场发生器，该类磁场发生器通常包含电磁体阵列及其控制系统，通过改变电磁体阵列中每个电磁单元的电流大小及方向，达到改变工作区域磁场分布的目的，完成对磁性医疗器械的空间导航。该方法为了产生足以驱动特定磁性医疗器械的高强度磁场，需要向电磁单元通大电流，这使得该设备能耗很高，同时电磁体发热严重，很难冷却，难以长时间工作。进一步的该系统无法移动，工作区域受限，难以进行大范围的作业。

(2)基于永磁体的磁驱动设备：基于永磁体的磁驱动设备通常由两部分组成，由永磁体组成的永磁体单元和移动单元。将永磁体单元安装在移动单元上，通过调节永磁体单元的位置和姿态，达到改变工作区域磁场分布的目的，完成对磁性医疗器械的空间导航。该方法为了产生足以驱动特定磁性医疗器械的高强度磁场，同时为了防止永磁体在近距离工作时对患者造成伤害，通常需要选用体积很大的永磁体在离患者较远的距离进行磁驱动，这就要求搭载永磁体单元的移动设备具有很高的负载能力。并且永磁体单元在非工作状态时无法退磁，这使得基于永磁体的磁驱动设备对周围的物品材质和工作区域有很严格的需求，不便于部署。

发明内容

本发明提供一种磁性医疗器械控制系统、方法和电子设备，用以解决现有技术中能耗高、难移动、工作区域受限的缺陷，实现一种体积小、能耗少、便于部署且能够近距离对磁性医疗器械进行控制的控制系统。

本发明提供一种磁性医疗器械控制系统，包括：

电磁体，用于调整磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置；

机械臂，与所述电磁体连接，用于调整所述电磁体的位置和姿态；

位置检测部，用于获取所述目标端的当前位置；

接触力检测部，用于获取所述电磁体受到的接触外力；

控制部，分别与所述电磁体、机械臂、位置检测部和接触力检测部连接，用于根据所述接触外力、所述当前位置和目标位置控制机械臂的运动和电磁体上的电流大小，以调整所述磁性医疗器械的姿态和/或所述磁性医疗器械的目标端的位置。

根据本发明提供的一种磁性医疗器械控制系统，所述接触力检测部为设置在所述电磁体与所述机械臂之间的力传感器；或

所述接触力检测部为设置在所述机械臂上的扭矩传感器。

根据本发明提供的一种磁性医疗器械控制系统，所述电磁体为整体结构或为多个子电磁体阵列排布构成的。

根据本发明提供的一种磁性医疗器械控制系统，当所述磁性医疗器械为导管或导丝时，还包括：