CN105288865B - 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法 - Google Patents

皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105288865B
CN105288865B CN201510757714.1A CN201510757714A CN105288865B CN 105288865 B CN105288865 B CN 105288865B CN 201510757714 A CN201510757714 A CN 201510757714A CN 105288865 B CN105288865 B CN 105288865B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile robot
therapeutic equipment
laser probe
control system
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510757714.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105288865A (zh
Inventor
康健
黄进华
陈翔
毕志刚
涂亚庭
陈静
宋相志
柳岸
黄利华
熊力
陈小强
陈爱军
朱里
蔡丽敏
纪超
肖哲鹏
李炯
林锦雯
陈学彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510757714.1A priority Critical patent/CN105288865B/zh
Priority to PCT/CN2015/097793 priority patent/WO2017080016A1/zh
Publication of CN105288865A publication Critical patent/CN105288865A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105288865B publication Critical patent/CN105288865B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

一种皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法,包括精确定位移动机机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出连接并控制精确定位移动机器人。本发明由精确定位移动机器人,取代人工操作皮肤激光治疗仪,具有自动化程度高,定位、运动精准等优势,保证了高疗效、高效率、安全可靠的皮肤激光治疗。

Description

皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法
技术领域
本发明涉及医学领域一种重要的治疗辅助机器人,具体涉及一种皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法。
背景技术
随着皮肤激光治疗、激光美容技术的推广,目前全国开展皮肤激光项目的医疗、美容机构多达98.3万家。从技术水平上看,激光美容治疗基本以手工操作为主,自动化程度底,对激光治疗医生的依赖性高。而我国每千人的医生人数仅为日本的 0.79,仅为德国的一半。人们对激光治疗这种高端技术需求不断增加,而相应的高素质激光治疗医生十分缺乏,上述供需矛盾使得研发一种能够替代或提高人工效率的激光治疗辅助机器人迫在眉睫。
医用机器人得到开发并迅速投入临床应用始自于21世纪初,被认为是医学发展史上的一次革命。医用机器人集医学、生物力学、机械学、机械力学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域,在军用和民用上有着广泛的应用前景,而医用机器人领域是其中的研究热点。国内外已成功商品化的医疗机器人***包括:达芬奇手术机器人***、国产妙手外科手术机器人等。外科医生透过它所提供的灵巧操控、精准定位以及术前规划,可以使得病患手术伤口减小、术后迅速恢复正常生活等,达到精准性和微创性两大优点。目前医用机器人研发方向主要为辅助腔内手术,而针对体外医用机器人的研发,尤其是进行治疗性操作的医用机器人***,国内外尚处于空白阶段。
医用机器人与传统人工技术相比有许多技术优势,具有精细化、高速化、智能化、微创化的特点,可以更精确地诊断症状,科学分析病理,降低人工操作失误。同时,抗环境干扰、克服术者机能极限等方面较人工操作具有无可比拟的优势。因此,医用机器人在我国经济持续高速发展进入更高层次的时候必定替代一部分传统的人工技术。
目前,以人工操作为主的皮肤激光治疗确实存在如下难以克服的问题:
在临床实践中,合格的激光治疗师往往需要具备多年的理论学习和实践操作经验,才能确保激光治疗的效果。在特殊的情况(如:光线不佳、疲劳、情绪、周边干扰等)下,即使经验丰富的激光医生也容易出现人为操作失误,严重者可导致治疗失败,甚或毁容。
在激光治疗术中,目前商用的皮肤激光设备大部分为手持式,激光医生在施行操作中必须手动,全程治疗必须保证激光探头与靶部位皮肤的表面垂直、距离恒定;同时,平扫治疗时,单次激光脉冲发射后,激光探头要以恒定间距移动,以确保不遗留治疗死角。纯手工操作难以避免产生偏差,导致治疗过度、不足或不均一等缺陷,在一定程度上影响激光治疗效果。
另一个重要的问题是皮肤激光设备的人机工程学参数设计不合适;或为激光达到某一特定指标,而相关联的另一个指标超过人为控制的极限。如:脉冲激光设备的激光脉冲频率最高达到30HZ以上(过低的频率可能导致治疗时间延长,患者耐受度下降,术者易疲劳),人手的位移极限频率仅仅3HZ。如果要保证精准位移,人手的位移频率还要大大下降。在这种情况下,医生往往只能凭习惯,牺牲激光治疗设备的某方面优势,来进行“人为干预式”的治疗。
因此,从上述几点来看,目前的激光治疗是经验式的治疗,难以保证激光治疗的规范性,治疗取决于治疗医生的“手法”、“预判”和“估计”, 疗效难于保证。
智能化医用机器人具有高效、精确、高速、抗干扰、参数阈值可调等天然优势。因此,科学的开发并合理的设计出激光治疗机器人辅助***,有助于解决上述几个长期困扰激光治疗的“瓶颈”难题。
发明内容
鉴于现有技术,本发明提供一种皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法,以实现自动化程度高、定位精准、运动智能、高速、高疗效、高效率的皮肤激光治疗目的。
本发明采用的技术方案如下:
一种皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头的前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人。
上述技术方案中,所述的精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人;本发明优选龙门式移动机器人。
上述技术方案中,所述视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡和电子计算机,CMOS探头采集治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储,CMOS探头通过图像采集卡与电子计算机相连。
上述技术方案中,所述的测距装置采用激光测距仪、超声波测距仪、电容式测距仪、红外测距仪的一种或多种混合使用。
上述技术方案中,所述的安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种使用;本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器。当电容式传感器或压阻式传感器接触到人体皮肤并存在一定接触压力时,传感器将信息传递至电子计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停。
上述技术方案中,所述的龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人沿着导轨自由滑动,龙门式移动机器人由XYZ轴移动平台及绕X轴和Y轴旋转的机械臂组成;机械臂的动作通过数字控制技术由五轴插补联动实现;所述的XYZ轴移动平台能沿着X、Y、Z轴移动,XYZ轴移动平台由底座、滑台、滚珠丝杠、导柱、步进电机组成,XYZ轴移动平台的直线运动由混合式精密步进电机驱动滚珠丝杠、滚珠丝杠再驱动XYZ轴移动平台来实现,连接于XYZ轴移动平台上的机械臂绕X轴和Y轴旋转均由步进电机驱动,上述混合式精密步进电机和步进电机均由电子计算机输出控制。
一种皮肤激光治疗辅助机器人的辅助方法,包括:
1)所述皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头的前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人;
2)所述精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人,本发明优选龙门式移动机器人,龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人可沿着导轨自由滑动;人工通过肉眼对治疗区域进行初步定位,然后将龙门式移动机器人移动至相应位置,有益于提高定位效率;
3)龙门式移动机器人配置的视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡、电子计算机;其中CMOS探头置于治疗仪激光探头的侧面,CMOS探头用于获取待治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机用于对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储;CMOS探头通过图像采集卡与计算机相连;
4)准确获得待治疗区域的边界信息,视觉识别与控制***基于图像灰度信息自由曲面图像重构技术,根据CMOS探头采集的图像,对待治疗区域的曲面进行组织重构,获得待治疗区域的准确边界信息和曲面上任意点的位置信息;视觉识别与控制***对待治疗区域的边界信息的准确提取,有效地避免激光照射对健康的伤害;
5)为了使得激光探头的光路与待治疗靶部位的法矢重合,以保证较好的治疗效果;视觉识别与控制***,通过CMOS探头获取待治疗点和相邻不同两点的位置信息,通过电子计算机处理获得治疗点与相邻两点构成微小平面的法矢位置信息,并自动存储该法矢位置信息;计算机通过五轴联动控制卡控制精确定位移动机器人的运动,驱动治疗仪激光探头运动,使得治疗仪激光探头的光路与该法矢重合;
6)激光对皮肤治疗的效果很大程度取决于治疗仪激光探头与治疗点的距离。为了保证较好的治疗效果,需维持激光探头与治疗点恒定的距离;
7)通过视觉识别与控制***获得重构的待治疗区域的曲面信息和治疗要求,初步设定治疗仪激光探头的运动轨迹;同时根据测距装置实时测定激光探头与治疗点的距离信息,及时做出位置调整;所述测距装置为了提高测距精度可以选用至少一个测距仪对同一位置进行测距,取其平均值作为测量值;本发明优选两个相位式激光测距仪进行测距,取两者平均值作为最终测量值;
8)为了提高皮肤激光治疗仪辅助机器人的安全性,在治疗仪激光探头前端设置安全装置;所述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种的混合使用;本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器,当其接触到人体皮肤并存在一定接触压力时,如果该压力超过限定值,它将信息传递至计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停;可以有效地避免设备及治疗仪激光探头在运动过程中对人体造成意外伤害;
9)作为另一种多自由度机械臂式移动机器人,通过特定的算法,对多自由度机械臂式移动机器人的末端执行装置的运动轨迹进行规划,通过末端执行装置驱动治疗仪激光探头的运动;机械臂起始端与支座采用导轨连接;
10)在进行皮肤治疗过程中,若患者有多处不同部位需要治疗,可采用至少两个多自由度机械臂式移动机器人对其同时进行治疗,有效地的提高了治疗效率。
本发明的皮肤激光治疗辅助机器人,通过精确定位移动机器人驱动治疗仪激光探头运动,取代人工操作皮肤激光治疗仪,具有自动化程度高、定位、运动精准等优势,有益于减少人工劳动强度和人工操作误差。采用视觉识别与控制***代替人眼识别,并对待治疗区域进行图像重构,有利于提高待治疗区域的边界识别精度,以及尽可能保证激光探头的光路与治疗点的法矢重合;从而既可以避免激光照射对健康皮肤的伤害,又保证了皮肤激光治疗的疗效。皮肤激光治疗辅助机器人的测距装置实时测定治疗仪激光探头与治疗点的距离,并实时反馈至龙门式移动机器人的控制***,使之及时作出位置调整,维持治疗仪激光探头与治疗点的距离恒定;进一步保障了激光治疗效果。皮肤激光治疗辅助机器人设置了安全传感器装置,避免了设备及治疗仪激光探头对人体造成意外伤害。
应当清楚的是,本发明的皮肤激光治疗辅助机器人具有通用性,同时可作为其它激光治疗仪的辅助机器人。
本发明有益效果:
1、本发明的皮肤激光治疗辅助机器人,通过精确定位移动机器人作为载体,驱动皮肤激光治疗仪激光探头的运动,取代了人工手动操作,有效地提高了激光探头运动的准确性和高效性,同时减少了劳动强度。
2、本发明的皮肤激光治疗辅助机器人配置了视觉识别与控制***和测距装置,保证激光探头与待治疗点的垂直性和距离恒定的,有利于提高治疗效果。另外,视觉识别控制***自动识别病变区域的边界信息,有利于提高对病变组织区域的识别精度和效率,有利于降低激光照射健康皮肤造成伤害的几率。
3、本发明配置了安全装置,避免皮肤激光治疗辅助机器人的运转过程中,其部件对人体造成伤害。
附图说明
图1是龙门式移动机器人结构示意图;
图2是治疗仪激光探头示意图;
图3是多自由度机械臂式移动机器人结构示意图;
图4是本发明皮肤激光治疗辅助机器人工作流程图;
图5是皮肤激光治疗辅助机器人与病床连接示意图;
图6是皮肤激光治疗辅助机器人工作状态示意图。
附图标注说明:
1-步进电机,2-底座,3-导柱,4-滚珠丝杠,5-导轨尾座, 61-开关,62-测距装置,63-治疗仪激光探头,64-安全装置,65-CMOS探头,7-龙门式移动机器人,81-基座,82-导轨滑台,83-机械臂,84-CMOS探头,85-治疗仪激光探头,86-测距仪,9-病床。
具体实施方式
参见图1~图6,本发明的皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人。
上述精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人;本发明优选龙门式移动机器人。
上述视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡和电子计算机,CMOS探头采集治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储,CMOS探头通过图像采集卡与电子计算机相连。
上述测距装置采用激光测距仪、超声波测距仪、电容式测距仪、红外测距仪的一种或多种混合使用。
上述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种使用;本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器。当电容式传感器或压阻式传感器接触到人体皮肤并存在一定接触压力时,传感器将信息传递至电子计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停。
上述龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人沿着导轨自由滑动,龙门式移动机器人由XYZ轴移动平台及绕X轴和Y轴旋转的机械臂组成;机械臂的动作通过数字控制技术由五轴插补联动实现;所述的XYZ轴移动平台能沿着X、Y、Z轴移动,XYZ轴移动平台由底座、滑台、滚珠丝杠、导柱、步进电机组成,XYZ轴移动平台的直线运动由混合式精密步进电机驱动滚珠丝杠、滚珠丝杠再驱动XYZ轴移动平台来实现,连接于XYZ轴移动平台上的机械臂绕X轴和Y轴旋转均由步进电机驱动,上述混合式精密步进电机和步进电机均由电子计算机输出控制。
一种皮肤激光治疗辅助机器人的辅助方法,包括:
1)所述皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头的前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人;
2)所述精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人,本发明优选龙门式移动机器人,龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人可沿着导轨自由滑动;人工通过肉眼对治疗区域进行初步定位,然后将龙门式移动机器人移动至相应位置,有益于提高定位效率;
3)龙门式移动机器人配置的视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡、电子计算机;其中CMOS探头置于治疗仪激光探头的侧面,CMOS探头用于获取待治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机用于对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储;CMOS探头通过图像采集卡与计算机相连;
4)准确获得待治疗的区域边界信息,视觉识别与控制***基于图像灰度信息自由曲面图像重构技术,根据CMOS探头采集的图像,对待治疗区域的曲面进行组织重构,获得待治疗区域的准确边界信息和曲面上任意点的位置信息;视觉识别与控制***对待治疗区域的边界信息的准确提取,有效地避免激光照射对健康的伤害;
5)为了使得激光探头的光路与待治疗靶部位的法矢重合,以保证较好的治疗效果;视觉识别与控制***,通过CMOS探头获取待治疗点和相邻不同两点的位置信息,通过电子计算机处理获得治疗点与相邻两点构成微小平面的法矢位置信息,并自动存储该法矢位置信息;计算机通过五轴联动控制卡控制精确定位移动机器人的运动,驱动治疗仪激光探头运动,使得治疗仪激光探头的光路与该法矢重合;
6)激光对皮肤治疗的效果很大程度取决于治疗仪激光探头与治疗点的距离。为了保证较好的治疗效果,需维持激光探头与治疗点恒定的距离;
7)通过视觉识别与控制***获得重构的待治疗区域的曲面信息和治疗要求,初步设定治疗仪激光探头的运动轨迹;同时根据测距装置实时测定激光探头与治疗点的距离信息,及时做出位置调整;所述测距装置为了提高测距精度可以选用至少一个测距仪对同一位置进行测距,取其平均值作为测量值;本发明优选两个相位式激光测距仪进行测距,取两者平均值作为最终测量值;
8)为了提高皮肤激光治疗仪辅助机器人的安全性,在治疗仪激光探头前端设置安全装置;所述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种的混合使用;本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器,当其接触到人体皮肤并存在一定接触压力时,如果该压力超过限定值,它将信息传递至计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停;可以有效地避免设备及治疗仪激光探头在运动过程中对人体造成意外伤害;
9)作为另一种多自由度机械臂式移动机器人,通过特定的算法,对多自由度机械臂式移动机器人的末端执行装置的运动轨迹进行规划,通过末端执行装置驱动治疗仪激光探头的运动;机械臂起始端与支座采用导轨连接;
10)在进行皮肤治疗过程中,若患者有多处不同部位需要治疗,可采用至少两个多自由度机械臂式移动机器人对其同时进行治疗,有效地的提高了治疗效率。

Claims (5)

1.一种皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头的前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人;所述的精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人;其特征在于,所述的龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人沿着导轨自由滑动,龙门式移动机器人由XYZ轴移动平台及绕X轴和Y轴旋转的机械臂组成;机械臂的动作通过数字控制技术由五轴插补联动实现;所述的XYZ轴移动平台能沿着X、Y、Z轴移动,XYZ轴移动平台由底座、滑台、滚珠丝杠、导柱、步进电机组成,XYZ轴移动平台的直线运动由混合式精密步进电机驱动滚珠丝杠、滚珠丝杠再驱动XYZ轴移动平台来实现,连接于XYZ轴移动平台上的机械臂绕X轴和Y轴旋转均由步进电机驱动,上述混合式精密步进电机和步进电机均由电子计算机输出控制。
2.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人,其特征在于,所述视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡和电子计算机,CMOS探头采集治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储,CMOS探头通过图像采集卡与电子计算机相连。
3.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人,其特征在于,所述的测距装置采用激光测距仪、超声波测距仪、电容式测距仪、红外测距仪的一种或多种混合使用。
4.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人,其特征在于,所述的安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种使用;当电容式传感器或压阻式传感器接触到人体皮肤并存在接触压力时,传感器将信息传递至电子计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停。
5.一种皮肤激光治疗辅助机器人的辅助方法,其特征在于,包括:
1)所述皮肤激光治疗辅助机器人,包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制***、测距装置和安全装置;所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端,测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面,视觉识别与控制***的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面,安全装置安装于治疗仪激光探头的前端;测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制***的输入端,而视觉识别与控制***的输出端连接并控制精确定位移动机器人;
2)所述精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人,龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接,龙门式移动机器人沿着导轨自由滑动;人工通过肉眼对治疗区域进行初步定位,然后将龙门式移动机器人移动至相应位置;
3)龙门式移动机器人配置的视觉识别与控制***,包括CMOS探头、图像采集卡、电子计算机;其中CMOS探头置于治疗仪激光探头的侧面,CMOS探头用于获取待治疗区域的图像和边界位置信息,电子计算机用于对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储;CMOS探头通过图像采集卡与计算机相连;
4)准确获得待治疗区域的边界信息,视觉识别与控制***基于图像灰度信息自由曲面图像重构技术,根据CMOS探头采集的图像,对待治疗区域的曲面进行组织重构,获得待治疗区域的准确边界信息和曲面上任意点的位置信息;视觉识别与控制***对待治疗区域的边界信息的准确提取;
5)为了使得激光探头的光路与待治疗靶部位的法矢重合,以保证治疗效果;视觉识别与控制***,通过CMOS探头获取待治疗点和相邻不同两点的位置信息,通过电子计算机处理获得治疗点与相邻两点构成微小平面的法矢位置信息,并自动存储该法矢位置信息;计算机通过五轴联动控制卡控制精确定位移动机器人的运动,驱动治疗仪激光探头运动,使得治疗仪激光探头的光路与该法矢重合;
6)激光对皮肤治疗的效果取决于治疗仪激光探头与治疗点的距离,为了保证治疗效果,需维持激光探头与治疗点恒定的距离;
7)通过视觉识别与控制***获得重构的待治疗区域的曲面信息和治疗要求,初步设定治疗仪激光探头的运动轨迹;同时根据测距装置实时测定激光探头与治疗点的距离信息,及时做出位置调整;所述测距装置为了提高测距精度选用至少一个测距仪对同一位置进行测距,取其平均值作为测量值;
8)为了提高皮肤激光治疗仪辅助机器人的安全性,在治疗仪激光探头前端设置安全装置;所述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种的混合使用;压阻式传感器作为安全装置传感器时,接触到人体皮肤并存在接触压力,如果该压力超过限定值,它将信息传递至计算机,从而控制精确定位移动机器人的急停;有效地避免设备及治疗仪激光探头在运动过程中对人体造成意外伤害;
9)作为另一种多自由度机械臂式移动机器人,对多自由度机械臂式移动机器人的末端执行装置的运动轨迹进行规划,通过末端执行装置驱动治疗仪激光探头的运动;机械臂起始端与支座采用导轨连接;
10)在进行皮肤治疗过程中,若患者有多处不同部位需要治疗,采用至少两个多自由度机械臂式移动机器人对其同时进行治疗,有效地的提高了治疗效率。
CN201510757714.1A 2015-11-10 2015-11-10 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法 Active CN105288865B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510757714.1A CN105288865B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法
PCT/CN2015/097793 WO2017080016A1 (zh) 2015-11-10 2015-12-18 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510757714.1A CN105288865B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105288865A CN105288865A (zh) 2016-02-03
CN105288865B true CN105288865B (zh) 2018-05-18

Family

ID=55187108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510757714.1A Active CN105288865B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105288865B (zh)
WO (1) WO2017080016A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101927492B1 (ko) 2017-06-13 2018-12-10 주식회사 루트로닉 레이저 치료장치의 스프링 암 및 이를 포함하는 레이저 치료장치

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102594430B1 (ko) * 2016-04-19 2023-10-26 주식회사 레인보우로보틱스 로봇암을 이용한 레이저 조사 장치 및 방법
CN105963018A (zh) * 2016-04-27 2016-09-28 何滨 智能脊椎麻醉穿刺机器人***
CN106181962A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 诺伯特智能装备(山东)有限公司 搬运工业机器人
CN107789057B (zh) * 2016-08-30 2024-03-26 南京普爱医疗设备股份有限公司 一种激光导航机械手装置及其控制方法
CN108403219B (zh) * 2018-02-28 2024-06-14 河北医科大学第三医院 骨科无创式导针三维定位导向方法及导向***
CN108478260B (zh) * 2018-04-28 2024-03-08 焦亚桂 微粒皮智能取皮植皮装置
CN108744299A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 合肥大族科瑞达激光设备有限公司 一种波长可选的激光发生器和激光治疗仪
CN108594212A (zh) * 2018-06-19 2018-09-28 河海大学 一种全方位测距装置
CN209221348U (zh) * 2018-06-28 2019-08-09 诺思科技有限公司 用于皮肤治疗的人工智能机器人
CN108744301A (zh) * 2018-07-03 2018-11-06 武汉金莱特光电子有限公司 一种co2激光治疗仪及方法
CN109045485B (zh) * 2018-10-10 2021-12-14 北京邮电大学 一种激光治疗机器人***
CN109394162A (zh) * 2018-11-22 2019-03-01 兰州大学第二医院 一种腹腔镜智能控制装置
CN109568814B (zh) * 2018-12-27 2022-03-18 菅金波 一种光学手术导航的肿瘤治疗***
CN109701169B (zh) * 2018-12-27 2022-03-18 成植温 一种机械臂穿刺的肿瘤治疗***
CN109701168B (zh) * 2018-12-27 2022-03-18 成植温 一种伽马放射的肿瘤治疗***
CN111420290A (zh) * 2019-01-10 2020-07-17 中国科学院沈阳自动化研究所 机器人化激光美容和治疗***
CN109966134A (zh) * 2019-04-19 2019-07-05 华东医院 一种临床智能辅助操控***
CN110141805A (zh) * 2019-06-14 2019-08-20 福建合亿医疗科技有限公司 一种超声波治疗仪探头自动推动装置
CN110292713B (zh) * 2019-07-05 2021-12-17 鲍玉珍 强直性脊柱炎疾病理疗用的太赫兹波仿真理疗装置
CN110507911A (zh) * 2019-08-16 2019-11-29 苏州先康科技有限公司 一种皮肤光组治疗装置和治疗方法
CN110689792A (zh) * 2019-11-19 2020-01-14 南方医科大学深圳医院 一种超声检查虚拟诊断培训***及方法
CN111672034B (zh) * 2020-04-26 2022-06-14 上海盼研机器人科技有限公司 超声溶脂机器人
CN112022343B (zh) * 2020-09-01 2022-06-24 北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院) 一种智能激光去斑***
CN112043973B (zh) * 2020-09-16 2022-03-11 滨州医学院附属医院 一种激光美容支撑辅助***
CN112022353B (zh) * 2020-09-25 2022-03-01 周少华 手术机器人手术器械定位组件
CN112022354B (zh) * 2020-09-25 2022-02-01 青岛市妇女儿童医院 一种极坐标儿科手术机器人手术器械定位组件
CN112316312A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 深圳市定视生物医疗科技有限公司 一种角膜交联仪
CN112245789A (zh) * 2020-11-04 2021-01-22 江苏师范大学 一种体表烫伤护理仪
CN112370166A (zh) * 2020-11-09 2021-02-19 深圳蓝胖子机器智能有限公司 激光美容***及应用激光美容***进行激光美容的方法
CN112717281B (zh) * 2021-01-14 2022-07-08 重庆翰恒医疗科技有限公司 一种医疗机器人平台及控制方法
CN112717282B (zh) * 2021-01-14 2023-01-10 重庆翰恒医疗科技有限公司 一种光诊疗装置及全自动光诊疗***
CN113081254B (zh) * 2021-04-09 2022-05-27 中南大学湘雅二医院 一种皮肤科激光治疗辅助装置
CN113290562A (zh) * 2021-05-28 2021-08-24 上海禾苗创先智能科技有限公司 激光理疗机器人的控制方法、装置、计算机设备及存储介质
CN114053589B (zh) * 2021-11-17 2022-07-19 北京中成康富科技股份有限公司 一种多探头集成式毫米波治疗仪
CN114451996A (zh) * 2022-02-09 2022-05-10 中美之光国际医疗投资管理(北京)有限公司 一种用于创面和皮肤科微粒皮检测和钻取的手术导航***
CN114711964A (zh) * 2022-04-29 2022-07-08 华力创科学(深圳)有限公司 基于机器人超声扫描的手术导航***及方法
US11819708B1 (en) 2022-05-17 2023-11-21 BellaMia Technologies, Inc. Robotic laser treatment safety system
US12011221B2 (en) 2022-05-17 2024-06-18 BellaMia Technologies, Inc. Multiple laser wavelength treatment device
US11931102B2 (en) 2022-05-17 2024-03-19 BellaMia Technologies, Inc. Laser treatment safety system
CN115582845A (zh) * 2022-09-29 2023-01-10 刘天明 一种腹腔镜手术ai持镜机器人
CN115414120A (zh) * 2022-11-07 2022-12-02 中南大学 一种内镜导航***
CN116531677A (zh) * 2023-05-30 2023-08-04 广州市五合医疗器械有限公司 激光治疗方法及激光治疗设备
CN117899374A (zh) * 2024-01-30 2024-04-19 沈阳工业大学 一种集成于协作机器人的理疗探头及其控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030060810A1 (en) * 2000-02-16 2003-03-27 Diego Syrowicz Method and apparatus for treating and/or removing an undesired presence on the skin of an individual
JP2002066978A (ja) * 2000-08-24 2002-03-05 Sharp Corp 人間共存型ロボット
KR20050063543A (ko) * 2003-12-22 2005-06-28 엘지전자 주식회사 이동로봇의 위치확인장치 및 방법
US8269176B2 (en) * 2006-11-20 2012-09-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detector head proximity sensing and collision avoidance apparatuses and methods
EP2134281B1 (en) * 2007-04-10 2015-10-14 Intenzity Innovation ApS Self-contained handpiece for optical tissue surface treatment
CN102204845B (zh) * 2010-03-31 2013-07-24 太阳系美容事业有限公司 皮肤美容激光装置
EP2887011B1 (de) * 2013-12-20 2017-02-08 Hexagon Technology Center GmbH Koordinatenmessmaschine mit hochpräziser 3D-Druckfunktionalität
CN104001270B (zh) * 2014-05-07 2016-07-06 上海交通大学 超高能电子束或光子束放射治疗机器人***
CN204471403U (zh) * 2015-02-13 2015-07-15 安徽零点精密机械有限责任公司 码垛机器人精确定位机构
CN205411945U (zh) * 2015-11-10 2016-08-03 康健 皮肤激光治疗辅助机器人

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101927492B1 (ko) 2017-06-13 2018-12-10 주식회사 루트로닉 레이저 치료장치의 스프링 암 및 이를 포함하는 레이저 치료장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN105288865A (zh) 2016-02-03
WO2017080016A1 (zh) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105288865B (zh) 皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法
CN205411945U (zh) 皮肤激光治疗辅助机器人
CN105213153B (zh) 基于脑肌信息变阻抗的下肢康复机器人控制方法
Balter et al. Adaptive kinematic control of a robotic venipuncture device based on stereo vision, ultrasound, and force guidance
CN101557768B (zh) 用于消融损伤自动生成的机器人外科***和方法
CN110111880A (zh) 柔性针的基于障碍分级的人工势场路径规划方法及装置
CN106037936B (zh) 一种线性驱动的并联手术机器人
CN109701169B (zh) 一种机械臂穿刺的肿瘤治疗***
WO2015031481A1 (en) Fully automated vascular imaging and access system
CN109758233A (zh) 一种诊疗一体化手术机器人***及其导航定位方法
WO2019174953A1 (en) Ultrasound imaging dataset acquisition for neural network training and associated devices, systems, and methods
CN109223056B (zh) 一种具有远程中心运动的新型自动***活检机器人
CN205166933U (zh) 一种机械臂
CN110327016A (zh) 基于光学影像与光学治疗的智能型微创诊疗一体化***
CN107297016A (zh) 用于白血病患者化疗的picc静脉置管智能控制操作仪
WO2019175141A1 (en) Ultrasound imaging plane alignment guidance for neural networks and associated devices, systems, and methods
CN104323859B (zh) 血管介入手术机器人导丝阻力触觉还原装置及其控制方法
Zhang et al. Summary of medical robot technology development
Wang et al. Study on haptic feedback functions for an interventional surgical robot system
Guo et al. Kinematic analysis of the catheter used in the robot-assisted catheter operating system for Vascular Interventional Surgery
Xue et al. A haptic force feedback system for teleoperated needle insertion
CN211214945U (zh) 靶向粒子植入机器人力学临床感再现的控制***
Li et al. Design and Performance Evaluation of a Novel Vascular Interventional Surgery Robot
CN113290562A (zh) 激光理疗机器人的控制方法、装置、计算机设备及存储介质
Yin et al. Motion characteristic evaluation of a catheter operating system using an optical mouse sensor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant