CN111544039A - 一种彩超检查协作装置的工作方法 - Google Patents

一种彩超检查协作装置的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种彩超检查协作装置的工作方法，装置包括彩超检查执行系统、传感器系统、人机操作系统以及控制系统，所述彩超检查执行系统包括铰接于机座上的机械臂以及设置在机械臂上的探头夹爪，所述传感器系统设于探头夹爪处所述人机操作系统包括控制面板和显示屏所述控制系统设于机座内部，所述控制系统包括控制器以及与控制器配套的输入输出模块。本发明可代替彩超医师手握彩超探头且完成探头与检查者身体的接触检查，进而将医师把持彩超探头的手解放出来，彩超医师可以专心读取探头检查图像，处理和记录彩超结果，大大提高了彩超检查效率，同时避免了医师与检查者在彩超检查过程中的由于近距离接触引起的感染和尴尬。

Description

一种彩超检查协作装置的工作方法
技术领域
本发明涉及彩超设备领域，具体涉及一种彩超检查协作装置的工作方法。
背景技术
彩超是医院中常用的一种检查方式，临床应用十分广泛。在彩超检查过程中，需要医师一只手持彩超探头，在检查者身上待检部位来回移动，同时，另一只手操作彩超上位机，边检查边记录结果，有时还需要对超声图像做特殊处理，需要暂时将彩超探头固定，双手来操作彩超上位机，降低了检查效率。同时容易造成医师身体疲劳。有时在彩超检查过程中，采用两人或多人协作共同完成，一人专门负责彩超探头检查，一个负责读取彩超图像并做记录，在检查过程中，需要两者交流协作完成检查。这种两人或多人的彩超操作方式与单人相比，虽然降低了医生工作强度，但效率没有明显提升。此外，还彩超检查过程中，医师与检测者的身体接触可能会造成其他交叉感染。
发明内容
针对目前彩超检查过程中的上述问题，本发明提供了一种彩超检查协作装置的工作方法，可代替彩超医师手握彩超探头且完成探头与检查者身体的接触检查，进而将医师把持彩超探头的手解放出来，彩超医师可以专心读取探头检查图像，处理和记录彩超结果，大大提高了彩超检查效率，同时避免了医师与检查者在彩超检查过程中的由于近距离接触引起的感染和尴尬。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种彩超检查协作装置的工作方法，所述装置包括彩超检查执行系统、传感器系统、人机操作系统以及控制系统，其中：
所述彩超检查执行系统包括铰接于机座上的机械臂以及设置在机械臂上的探头夹爪，用于把持彩超探头，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；
所述传感器系统设于探头夹爪处，用于采集彩超探头与被检查者身体之间的压力数据；
所述人机操作系统包括控制面板和显示屏，用于显示彩超探头的检查情况以及接收医师发送的调整机械臂的位姿、编辑彩超探头的运动轨迹的指令；
所述控制系统设于机座内部，包括控制器以及与控制器配套的输入输出模块，用于实现彩超检查执行系统、传感器系统以及人机操作系统的自适应控制、彩超探头位姿调整和彩超检查；
所述工作方法包括以下步骤：
步骤一：在彩超检查前被检查者躺在检查床上并在待检查的腹部涂抹耦合剂后开始工作；
步骤二：医师通过人机操作系统发出通过“准备检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者的待检查部位接触；
步骤三：医师通过人机操作系统发出“开始检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与检查者身体紧密接触，并通过控制机械臂的运动，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；
步骤四：医师通过人机操作系统发出“结束检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者脱离，并恢复到机械臂初始位置。
为本技术方案优选的是，所述机械臂包括回转件、第一关节件、第一连接件、第二关节件、第二连接件以及第三连接件；所述回转件转动安装在机座的顶部上，所述第一关节件转动安装在回转件侧壁上，所述第一连接件的一端转动安装在第一关节件侧壁上，所述第二关节件转动安装在第一连接件上远离第一关节件的一端，所述第二连接件的一端转动安装在第二关节件侧壁上，所述第三连接件转动安装在第二连接件上远离第二关节件的一端。
为本技术方案优选的是，所述第一连接件与第三连接件为直筒型连接件，第二连接件为弯管型连接件。
为本技术方案优选的是，所述第三连接件远离第二连接件的一端螺纹连接有气缸，所述气缸的输出端对称连接有支撑架，所述支撑架与探头夹爪螺纹连接。
为本技术方案优选的是，所述探头夹爪内侧安装有橡胶防滑垫片。
为本技术方案优选的是，所述气缸所需的气源由便携式气泵提供，经气管通过电磁阀后接入到气缸；所述气缸有初始状态和伸展状态，初始状态时，气缸的输出端带动彩超夹爪夹紧彩超探头；伸展状态时，气缸的输出端带动彩超夹爪松开彩超探头。
为本技术方案优选的是，所述回转件、第一关节件、第一连接件、第二关节件、第二连接件以及第三连接件的驱动端均连接有伺服电机和减速器。
为本技术方案优选的是，所述传感器系统包括压力传感器，所述压力传感器安装在探头夹爪上，并与彩超探头平行。
为本技术方案优选的是，所述伺服电机、电磁阀、人机操作系统以及传感器系统的控制端均通过输入输出模块与控制器电连接。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明可代替彩超医师手握彩超探头且完成探头与检查者身体的接触检查，进而将医师把持彩超探头的手解放出来，彩超医师可以专心读取探头检查图像，处理和记录彩超结果，大大提高了彩超检查效率，同时避免了医师与检查者在彩超检查过程中的由于近距离接触引起的感染和尴尬。
2、本发明中的控制系统处理医师通过人机操作系统发送的指令，并控制伺服电机，来调整机械臂的位姿，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，例如直线运动、圆弧运动、曲线运动，以及彩超探头在检查者身上的直线、曲线或其他运动轨迹；同时还可以保持彩超探头处于某一位置，便于医师观察该检查部位；
3、本发明中的控制系统能够根据医师的指令控制电磁阀，实现彩超探头的松开或夹紧；并通过接收传感器系统发送的彩超探头与被检查者身体之间的压力数据，根据检查需要来调整探头与部位的接触，以免探头损伤检查者身体。
4、本发明中的人机操作系统包括控制面板和显示屏，用于显示彩超探头的检查情况以及接收医师发送的调整机械臂的位姿、编辑彩超探头的运动轨迹的指令，实现原来医师在手持探头情况下的彩超检查的所需要的检查动作。
5、本发明中的探头夹爪，其内部安装有橡胶防滑垫片，以增加摩擦力来固定彩超探头。
6、本发明中的第一连接件为带有一定弧度的弯曲件，以便于调整机械臂上彩超探头的位置，实现与被检查者多角度的接触，提高彩超检查的工作效率。
附图说明
图1为本发明一种彩超检查协作装置结构示意图；
图2为本发明机械臂结构示意图；
图3为本发明探头夹爪装配示意图；
图4为本发明控制系统结构示意图；
图5为本发明人机操作系统示意图；
图中：1、机座，2、机械臂，21、回转件，22、第一关节件，23、第一连接件，24、第二关节件，25、第二连接件，26、第三连接件，27、气缸，28、支撑架，3、探头夹爪，4、控制面板，5、显示屏，6、控制器，7、输入输出模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例来进一步说明本发明的具体内容。
一种彩超检查协作装置，包括彩超检查执行系统、传感器系统、人机操作系统以及控制系统，彩超检查执行系统包括铰接于机座1上的机械臂2以及设置在机械臂2上的探头夹爪3，用于把持彩超探头，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；传感器系统设于探头夹爪处，用于采集彩超探头与被检查者身体之间的压力数据；人机操作系统包括控制面板4和显示屏5，用于显示彩超探头的检查情况以及接收医师发送的调整机械臂2的位姿、编辑彩超探头的运动轨迹的指令；控制系统设于机座内部，包括控制器以及与控制器6配套的输入输出模块7，用于实现彩超检查执行系统、传感器系统以及人机操作系统的自适应控制、彩超探头位姿调整和彩超检查。
机械臂2包括回转件21、第一关节件22、第一连接件23、第二关节件24、第二连接件25以及第三连接件26；回转件21转动安装在机座1的顶部上，第一关节件22转动安装在回转件21侧壁上，第一连接件23的一端转动安装在第一关节件22侧壁上，第二关节件24转动安装在第一连接件23上远离第一关节件22的一端，第二连接件25的一端转动安装在第二关节件24侧壁上，第三连接件26转动安装在第二连接件25上远离第二关节件24的一端。第三连接件26远离第二连接件25的一端螺纹连接有气缸27，气缸27的输出端对称连接有支撑架28，支撑架28与探头夹爪3螺纹连接，探头夹爪3内侧安装有橡胶防滑垫片。
气缸27所需的气源由便携式气泵提供，经气管通过电磁阀后接入到气缸27；气缸27有初始状态和伸展状态，初始状态时，气缸27的输出端带动彩超夹爪3夹紧彩超探头；伸展状态时，气缸27的输出端带动彩超夹爪3松开彩超探头。回转件21、第一关节件22、第一连接件23、第二关节件24、第二连接件25以及第三连接件26的驱动端均连接有伺服电机和减速器。传感器系统包括压力传感器，压力传感器安装在探头夹爪3上，并与彩超探头平行。伺服电机、电磁阀、人机操作系统以及传感器系统的控制端均通过输入输出模块7与控制器6电连接。
一种彩超检查协作装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：在彩超检查前被检查者躺在检查床上并在待检查的腹部涂抹耦合剂后开始工作；
步骤二：医师通过人机操作系统发出通过“准备检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，控制伺服电机运动以调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者的待检查部位接触；
步骤三：医师通过人机操作系统发出“开始检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，控制伺服电机运动以调整机械臂的位姿，使得彩超探头与检查者身体紧密接触，并通过控制机械臂的运动，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；
步骤四：医师通过人机操作系统发出“结束检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，控制伺服电机运动以调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者脱离，并恢复到机械臂初始位置。

Claims (9)

1.一种彩超检查协作装置的工作方法，其特征在于：所述装置包括彩超检查执行系统、传感器系统、人机操作系统以及控制系统，其中：
所述彩超检查执行系统包括铰接于机座上的机械臂以及设置在机械臂上的探头夹爪，用于把持彩超探头，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；
所述传感器系统设于探头夹爪处，用于采集彩超探头与被检查者身体之间的压力数据；
所述人机操作系统包括控制面板和显示屏，用于显示彩超探头的检查情况以及接收医师发送的调整机械臂的位姿、编辑彩超探头的运动轨迹的指令；
所述控制系统设于机座内部，包括控制器以及与控制器配套的输入输出模块，用于实现彩超检查执行系统、传感器系统以及人机操作系统的自适应控制、彩超探头位姿调整和彩超检查；
所述工作方法包括以下步骤：
步骤一：在彩超检查前被检查者躺在检查床上并在待检查的腹部涂抹耦合剂后开始工作；
步骤二：医师通过人机操作系统发出通过“准备检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者的待检查部位接触；
步骤三：医师通过人机操作系统发出“开始检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与检查者身体紧密接触，并通过控制机械臂的运动，再现医师检查时的彩超探头运动轨迹，并保持彩超探头处于医师观察待检查部位的位置；
步骤四：医师通过人机操作系统发出“结束检查”的指令，控制系统通过输入输出模块接收到该指令，进行分析处理后，调整机械臂的位姿，使得彩超探头与被检查者脱离，并恢复到机械臂初始位置。
2.根据权利要求1所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述机械臂包括回转件、第一关节件、第一连接件、第二关节件、第二连接件以及第三连接件；所述回转件转动安装在机座的顶部上，所述第一关节件转动安装在回转件侧壁上，所述第一连接件的一端转动安装在第一关节件侧壁上，所述第二关节件转动安装在第一连接件上远离第一关节件的一端，所述第二连接件的一端转动安装在第二关节件侧壁上，所述第三连接件转动安装在第二连接件上远离第二关节件的一端。
3.根据权利要求2所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述第一连接件与第三连接件为直筒型连接件，第二连接件为弯管型连接件。
4.根据权利要求2所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述第三连接件远离第二连接件的一端螺纹连接有气缸，所述气缸的输出端对称连接有支撑架，所述支撑架与探头夹爪螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述探头夹爪内侧安装有橡胶防滑垫片。
6.根据权利要求4所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述气缸所需的气源由便携式气泵提供，经气管通过电磁阀后接入到气缸；所述气缸有初始状态和伸展状态，初始状态时，气缸的输出端带动彩超夹爪夹紧彩超探头；伸展状态时，气缸的输出端带动彩超夹爪松开彩超探头。
7.根据权利要求2所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述回转件、第一关节件、第一连接件、第二关节件、第二连接件以及第三连接件的驱动端均连接有伺服电机和减速器。
8.根据权利要求1所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述传感器系统包括压力传感器，所述压力传感器安装在探头夹爪上，并与彩超探头平行。
9.根据权利要求6-8所述的彩超检查协作装置，其特征在于：所述伺服电机、电磁阀、人机操作系统以及传感器系统的控制端均通过输入输出模块与控制器电连接。
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