CN115414130A - 介入手术机器人导管导丝动作控制方法及其相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于人工智能技术领域，涉及一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法及其相关设备，该方法包括：获取目标控制信息；根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件，若目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动；若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动。本发明能够降低导管导丝运动噪音，更有利于手术进行。

Description

介入手术机器人导管导丝动作控制方法及其相关设备

技术领域

本申请涉及人工智能技术领域，更具体地，涉及介入手术机器人导管导丝动作控制方法及其相关设备。

背景技术

近年来介入手术机器人研究兴起，它通过模拟医生的手部动作来实现导管导丝的各项运动，医生远程进行操控，无需在导管床旁完成，避免了射线辐射问题，有着极为重大的临床价值。现有的介入手术机器人包括主从操作系统，主端操作系统设置有操作杆，从端设置有多个驱动小车用来夹持递送旋转导管导丝，医生控制操作杆，产生控制信息，发送给从端，从端控制小车执行相应操作，但是小车执行过程中，噪音过大，给医生和病人带来噪音干扰，不利于手术进行。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题是现有的导管导丝控制方法存在噪音过大，给医生和病人带来噪音干扰，不利于手术进行的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法，采用了如下所述的技术方案：

所述介入手术机器人导管导丝动作控制方法包括：

获取目标控制信息；

根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，且满足所述预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制所述目标被控对象进行低速跟随运动；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动。

进一步的，所述目标控制信息包括目标操作杆标识、目标操作杆推进位移以及目标操作杆推进速度；所述根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件，包括：

根据所述目标操作杆标识确定所述目标被控对象，所述目标被控对象与所述目标操作杆存在对应关系；

获取所述目标被控对象的当前位置；

根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，则根据所述目标操作杆推进位移以及所述目标被控对象的当前位置确定所述目标被控对象的目标位置、以及根据所述目标操作杆推进速度确定所述目标被控对象的当前速度；

根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象是否满足所述预设的低速跟随条件。

进一步的，所述目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车，所述第一驱动小车和所述第二驱动小车用于共同驱动导管运动；当同时对所述第一驱动小车和所述第二驱动小车进行控制时，所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第一驱动小车的当前位置和所述第二驱动小车的当前位置，判断所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第一预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第一预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

进一步的，所述目标被控对象还包括第三驱动小车，当仅对所述第三驱动小车进行控制时，所述第三驱动小车用于驱动导丝运动；所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第三驱动小车的当前位置，判断所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值；

若所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第二预设安全距离阈值，则判断所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第二预设安全距离阈值，则判断所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

进一步的，当同时对所述第一驱动小车、所述第二驱动小车单以及所述第三驱动小车进行时，所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第一驱动小车、所述第二驱动小车和所述第三驱动小车的当前位置，判断所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于所述第一预设安全距离阈值，以及所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于所述第二预设安全距离阈值；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的安全距离是不小于所述第一预设安全距离阈值，且所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第一预设安全距离阈值，且所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

进一步的，所述根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象是否满足所述预设的低速跟随条件，包括：

根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象的目标位置与所述目标被控对象的当前位置之间的距离是否小于预设距离，且所述目标被控对象的当前速度是否小于预设速度，以及所述目标被控对象是否处于归位过程；

若所述目标被控对象的目标位置与所述目标被控对象的当前位置之间的距离小于所述预设距离，且所述目标被控对象的当前速度小于所述预设速度，以及所述目标被控对象不处于归位过程，则判定所述目标被控对象满足所述预设的低速跟随条件，否则，判定所述目标被控对象不满足所述预设的低速跟随条件。

进一步的，在所述若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动之前，所述方法还包括：

获取多组预设参数，根据所述多组预设参数对应输出所述目标被控对象的速度时间曲线，所述多组预设参数是在预设参数模拟器上进行设置得到；

根据所述速度时间曲线确定所述目标被控对象的最大加速度；

将所述最大加速度对应的一组预设参数确定为第二预设优化参数。

本发明实施例还提供了一种介入手术机器人导管导丝动作控制装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取目标控制信息；

判断模块，用于根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

第一控制模块，用于若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，且满足所述预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制所述目标被控对象进行低速跟随运动；

第二控制模块，用于若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法中的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法中的步骤。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

通过获取目标控制信息；根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，且满足所述预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制所述目标被控对象进行低速跟随运动；若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动。这样可以结合预设安全距离条件和预设的低速跟随条件的判定，在保证驱动小车正常运动的情况下，驱动小车能够根据第一预设优化参数或第二预设优化参数对导管或导丝进行低速运动控制或者高速运动控制。使得驱动小车的高低速结合控制方法可以明显降低手术过程中的驱动小车噪音，在不影响驱动小车的跟随性能的前提下让驱动小车以平滑的加减速曲线运行，减小驱动小车中电机低速时候的运行噪音：同时驱动小车会以较大的加速度去跟随目标操纵杆的推进或者推出速度，进而减小驱动小车中电机在高速时候的运行噪声。避免给医生和病人带来噪音干扰，更利于手术进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种主从端操作系统的架构图；

图2是本发明实施例提供的一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法的流程图；

图3是图2实施例中步骤202提供的一种方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的另一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种介入手术机器人导管导丝动作控制装置的结构示意图；

图6是图5实施例中判断模块提供的一种结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种介入手术机器人导管导丝动作控制装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，本实施例提供的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，可应用在如图1的应用环境中。其中，本发明实施例提供一种主从操作系统，主从操作系统100包括主端操作系统101和从端操作系统103，主端操作系统101设置有操作杆，操作杆包括导管操作杆1011和导丝操作杆1012。从端操作系统103设置有多个驱动小车，在本实施例中，具体以三个驱动小车为例进行说明，三个驱动小车分别为第一驱动小车1031、第二驱动小车1032以及第三驱动小车1033，其中，第一驱动小车1031和第二驱动小车1032共同驱动导管运动，第三驱动小车1033驱动导丝运动。第一驱动小车1031、第二驱动小车1032以及第三驱动小车1033分别对应一个控制电机。其中，主端操作系统101与从端操作系统103之间通过网络102进行通信。网络102通信可以是有线连接方式或者无线连接方式进行数据处理以及与其他设备实现通信。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图2所示，本申请实施例提供一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法，该介入手术机器人导管导丝动作控制方法包括步骤：

步骤201、获取目标控制信息。

其中，上述目标控制信息包括目标操作杆标识、目标操作杆推进位移以及目标操作杆推进速度。

上述目标控制信息是主端操作系统发出的，用于控制从端操作系统的控制信息。上述目标操作杆标识为主端操作系统中被操作的操作杆的标识，比如，工作人员操作主端操作系统中的导管操作杆时，目标操作杆标识则为导管操作杆的标识，其中，目标操作杆即为导管操作杆。当然，当工作人员操做主端操作系统中的导丝操作杆时，目标操作杆标识则为导丝操作杆的标识，其中，目标操作杆则为导丝操作杆。目标操作杆标识可以用数值、字母、符号、文字或图片进行标记。

上述目标操作杆推进位移则为目标操作杆被操作移动的距离以及方向。具体是由目标操作杆的初始位置到末位置的距离。其中，目标操作杆推进位移是由位移编码器直接检测得到的。

上述目标操作杆推进速度为目标操作杆被操作移动的速度。

具体的，当主端操作系统上的操作杆被操作时，主端操作系统就会获取具体的控制信息并发送给从端操作系统。

步骤202、根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件。

其中，目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车；或者第三驱动小车；或者第一驱动小车、第二驱动小车和第三驱动小车，第一驱动小车和第二驱动小车用于共同驱动导管运动，第三驱动小车用于驱动导丝运动。具体的，当需要控制导管运动时，需要获取到导管操作杆的标识，同时根据导管操作杆与驱动小车的对应关系，确定目标被控对象为第一驱动小车和第二驱动小车，以便于通过第一驱动小车和第二驱动小车驱动导管运动。或者，当需要控制导丝运动时，需要获取到导丝操作杆的标识，同时根据导丝操作杆与驱动小车的对应关系，确定目标被控对象为第三驱动小车，以便于通过第三驱动小车驱动导丝运动。当然，当需要同时控制导管和导丝运动时，需要获取到导管操作杆和导丝操作杆的标识，同时根据导管操作杆和导丝操作杆与驱动小车的对应关系，确定目标被控对象为第一驱动小车、第二驱动小车和第三驱动小车，以便于通过第一驱动小车和第二驱动小车驱动导管运动，同时通过第三驱动小车驱动导丝运动。

上述预设安全距离条件为目标被控对象之间的距离是否在预设安全距离的范围内。若目标被控对象之间的距离在预设安全距离范围内，则说明目标被控对象满足预设安全距离条件，否则，不满足。

上述低速跟随条件为目标被控对象的目标位置与其当前位置之间的距离是否在预设距离范围内。若目标被控对象的目标位置与其当前位置之间的距离在预设距离范围内，则说明目标被控对象满足低速跟随条件，否则不满足。

具体的，如图3所示，步骤202包括：

步骤301、根据目标操作杆标识确定目标被控对象，目标被控对象与目标操作杆存在对应关系。

其中，目标被控对象与目标操作杆存在对应关系为：当目标操作杆为导管操作杆时，目标被控对象对应为第一驱动小车和第二驱动小车；当目标操作杆为导丝操作杆时，目标被控对象则对应为第三驱动小车。

具体的，一旦获取到目标操作杆的标识，即可以根据对应关系，确定目标被控对象。

步骤302、获取目标被控对象的当前位置。

具体的，当确定目标被控对象后，直接确定该目标被控对象的当前位置。目标被控对象的当前位置可以是目标被控对象的自定位系统检测到的。

步骤303、根据目标被控对象的当前位置判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件。

具体的，目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车；当同时对第一驱动小车和第二驱动小车进行控制时，步骤303包括：根据第一驱动小车的当前位置和第二驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是不小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的安全距离小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

其中，第一预设安全距离阈值可以设置为30mm，或者其他数值。设置第一预设安全距离阈值的目的是为了避免第一驱动小车和第二驱动小车在运动过程中不相撞，保证导管的正常运动。

当目标被控对象还包括第三驱动小车时，当仅对第三驱动小车进行控制时，步骤303包括：根据第三驱动小车的当前位置，判断第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值。若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

其中，第二预设安全距离阈值可以为30mm，或其他数值。当然，第一预设安全距离阈值和第二预设安全距离阈值可以是相同的，也可以是不同。设置第二预设安全距离阈值的目的是为了避免第三驱动小车与第二驱动小车在运动过程中不相撞，保证导丝的正常运动。

当同时对包括第一驱动小车、第二驱动小车单以及第三驱动小车进行时，步骤303包括：根据第一驱动小车、第二驱动小车和第三驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值，以及第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是不小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

在本发明实施例中，当目标被控对象包括第一驱动小车、第二驱动小车单以及第三驱动小车时，还可以先判断导管操作杆和导丝操作杆的推进位移是否为相同方向，若是相同方向，则需要判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值(30mm或者其他数值)，以及第二驱动小车和第三驱动小车之间的距离是否为第二预设安全距离阈值(30mm或者其他数值)。若不相同方向，则生成操作错误预警信息，并显示在显示屏上，以提示工作人员采取措施。

步骤304、若目标被控对象满足预设安全距离条件，则根据目标操作杆推进位移以及目标被控对象的当前位置确定目标被控对象的目标位置、以及根据目标操作杆推进速度确定目标被控对象的当前速度。

具体的，若目标被控对象满足预设安全距离条件，则可以结合目标操作杆推进位移与目标被控对象对应的目标位移与目标被控对象的当前位置之和计算得到该目标被控对象的目标位置，即目标被控对象的目标位置等于目标推进位移加上目标被控对象的当前位置。

目标操作杆推进速度与目标被控对象的当前速度存在对应关系，目标被控对象的当前速度会跟随目标操作杆的推进速度变化而变化，使得导管、导丝的递送速度也会跟随目标操作杆的推进速度。所以，一旦确定目标操作杆的推进速度即可对应得到目标被控对象的当前速度。

步骤305、根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象是否满足预设的低速跟随条件。

具体的，根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离是否小于预设距离，且目标被控对象的当前速度是否小于预设速度，以及目标被控对象是否处于归位过程。若目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离小于预设距离，且目标被控对象的当前速度小于预设速度，以及目标被控对象不处于归位过程，则判定目标被控对象满足预设的低速跟随条件，否则，判定目标被控对象不满足预设的低速跟随条件。

其中，预设距离是预先设置好的，用于判断目标被控对象单次运动的距离范围。上述预设速度也是预先设置好的，用于判断目标被控对象单次运动的速度范围。这样通过预设距离和预设速度的限定来判断目标被控对象是否处于低速跟随条件。

归位过程是，医生手离开操作杆，操作杆上的触摸开关跳变为关闭状态，则复位电机带动操作杆自动复位，同时，主端操作系统会发送出复位命令给从端控制器，从端控制器控制安装有导管/导丝的驱动小车复位到特定位置，以实现操作杆复位，进一步实现导管导丝复位。

在本发明实施例中，如图4所示，在步骤203之前，介入手术机器人导管导丝动作控制装置还包括步骤：

步骤401、获取目标操作杆推进位移和目标操作杆推进位移对应的第一时间。

步骤402、获取目标被控对象目标位移与目标被控对象目标位移对应的第二时间，目标被控对象目标位移是根据目标操作杆推进位移得到的。

步骤403、计算第一时间与第二时间的时间差值，将时间差值确定为目标操作杆与目标被控对象的跟随时延。

具体的，导管和导丝在递送过程中，目标位置是实时变化。选取其中操纵杆从0运行到s一段距离举例说明，驱动小车会驱动导管和导丝以最短时间的运行方式从0运行到s位置，其中导管导丝的运行包含不限于加速运行、匀速运行、减速停止。导管和导丝运行中，会以最短的时间去追操纵杆的位置。所以当确定时间差值时，时间差越短，跟随时延越短，导管导丝的运动更接近操作杆的运动。

步骤203、若目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动。

上述第一预设优化参数是预先设置好的，第一预设优化参数包括P参数和I参数，即第一预设优化参数也可以称为第一优化PI参数。具体的，调节第二预设优化参数(第二预设优化PI参数)，将高速阶段变速运行噪音较小且低速阶段变速运行噪音较小的最优PI参数确定为第一优化PI参数。具体地，研发人员逐渐调整第二预设优化PI参数，使得第二预设优化PI参数逐渐变小，对应的驱动小车的最大加速度也逐渐减小，驱动小车最大加速度逐渐减小过程中，驱动小车在低速阶段变速运行噪音逐渐减小，将驱动小车在高速阶段的噪音满足噪音条件，同时，驱动小车在低速阶段的噪音也满足噪音条件，则将对应的预设参数确定为第一优化PI参数(即，将高速阶段噪音较小且低速阶段噪音较小的最优PI参数确定为第一优化PI参数)，第一优化PI参数即为低速响应参数。

具体的，当目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，驱动小车会根据第一预设优化参数进行运动，驱动小车将会以平滑的加减速曲线(一个PI参数，对应一个加速曲线，平滑的加减速曲线为低响应参数P0和I0对应的曲线，其表示平滑的加减速曲线，可以理解为加速度较小)递送导丝/导管，噪音会很小。进而达到优化过程。

步骤204、若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动。

上述第二预设优化参数是预先设置好的，第二预设优化参数包括P参数和I参数，即第二预设优化参数也可以称为第二预设优化PI参数。

具体的，在步骤204之前，可以先获取多组预设参数，根据多组预设参数对应输出目标被控对象的速度时间曲线，多组预设参数是在预设参数模拟器上进行设置得到；根据速度时间曲线确定目标被控对象的最大加速度；将最大加速度对应的一组预设参数确定为第二预设优化参数。

其中，每组预设参数均包括P参数和I参数。预设参数模拟器为PI参数模拟器。更具体的，第二预设优化参数的调节过程为：确定适合驱动小车的最大加速度，最大加速度保证驱动小车能够以最小的时延跟随操作杆。研发人员在PI参数模拟器上设置多组P参数和I参数，每一组PI参数对应输出速度时间曲线；利用速度时间曲线确定最大加速度，进而确定最大加速度对应的预设参数为第二优化PI参数，第二优化PI参数即为高速响应PI参数P1和I1。

具体的，当驱动小车不满足低速跟随条件，则会设置为高速响应PI参数P1和I1(可以理解为加速度较大)，驱动小车会以较大的加速度去跟随主端操纵杆的推进或者推出速度，这时小车响应会很快并且噪音也会很小。

在本发明实施例中，通过获取目标控制信息；根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；若目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动；若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动。这样可以结合预设安全距离条件和预设的低速跟随条件的判定，在保证驱动小车正常运动的情况下，驱动小车能够根据第一预设优化参数或第二预设优化参数对导管或导丝进行低速运动控制或者高速运动控制。使得驱动小车的高低速结合控制方法可以明显降低手术过程中的驱动小车噪音，在不影响驱动小车的跟随性能的前提下让驱动小车以平滑的加减速曲线运行，减小驱动小车中电机低速时候的运行噪音：同时驱动小车会以较大的加速度去跟随目标操纵杆的推进或者推出速度，进而减小驱动小车中电机在高速时候的运行噪声。避免给医生和病人带来噪音干扰，更利于手术进行。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种介入手术机器人导管导丝动作控制装置，该介入手术机器人导管导丝动作控制装置500包括：

第一获取模块501，用于获取目标控制信息；

判断模块502，用于根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

第一控制模块503，用于若目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动；

第二控制模块504，用于若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动。

可选的，目标控制信息包括目标操作杆标识、目标操作杆推进位移以及目标操作杆推进速度，如图6所示，判断模块502包括：

第一确定单元5021，用于根据目标操作杆标识确定目标被控对象，目标被控对象与目标操作杆存在对应关系。

获取单元5022，用于获取目标被控对象的当前位置。

第一判断单元5023，用于根据目标被控对象的当前位置判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件；

第二确定单元5024，若目标被控对象满足预设安全距离条件，则根据目标操作杆推进位移以及目标被控对象的当前位置确定目标被控对象的目标位置、以及根据目标操作杆推进速度确定目标被控对象的当前速度；

第二判断单元5025，用于根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象是否满足预设的低速跟随条件。

可选的，目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车，第一驱动小车和第二驱动小车用于共同驱动导管运动；当同时对第一驱动小车和第二驱动小车进行控制时，第一判断单元5023，还用于根据第一驱动小车的当前位置和第二驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的安全距离是不小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，目标被控对象还包括第三驱动小车，第三驱动小车用于驱动导丝运动；当仅对第三驱动小车进行控制时，第一判断单元5023，还用于根据第三驱动小车的当前位置，判断第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值。若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，当同时对第一驱动小车、第二驱动小车单以及第三驱动小车进行控制时，第一判断单元5023，还用于根据第一驱动小车、第二驱动小车和第三驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值，以及第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件。若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，第二判断单元5025，还用于根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离是否小于预设距离，且目标被控对象的当前速度是否小于预设速度，以及目标被控对象是否处于归位过程。若目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离小于预设距离，且目标被控对象的当前速度小于预设速度，以及目标被控对象不处于归位过程，则判定目标被控对象满足预设的低速跟随条件，否则，判定目标被控对象不满足预设的低速跟随条件。

可选的，如图7所示，在图5的基础上，在第一控制模块之前，该介入手术机器人导管导丝动作控制装置500还包括：

第二获取模块505，获取目标操作杆推进位移和目标操作杆推进位移对应的第一时间。

第三获取模块506，用于获取目标被控对象目标位移与目标被控对象目标位移对应的第二时间，目标被控对象目标位移是根据目标操作杆推进位移得到的。

计算模块507，用于计算第一时间与第二时间的时间差值，将时间差值确定为目标操作杆与目标被控对象的跟随时延。

如图8所示，本发明实施例还提供一种电子设备，电子设备600包括：存储器602、处理器601、网络接口603及存储在存储器602上并可在处理器601上运行的计算机程序，其中：

处理器601用于调用存储器602存储的计算机程序，并执行如下步骤：

获取目标控制信息；

根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

若目标被控对象满足预设安全距离条件，且满足预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动；

若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动。

可选的，目标控制信息包括目标操作杆标识、目标操作杆推进位移以及目标操作杆推进速度；处理器601执行的根据目标控制信息确定目标被控对象，并判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件，包括：

根据目标操作杆标识确定目标被控对象，目标被控对象与目标操作杆存在对应关系；

获取目标被控对象的当前位置；

根据目标被控对象的当前位置判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件；

若目标被控对象满足预设安全距离条件，则根据目标操作杆推进位移以及目标被控对象的当前位置确定目标被控对象的目标位置、以及根据目标操作杆推进速度确定目标被控对象的当前速度；

根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象是否满足预设的低速跟随条件。

可选的，目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车，第一驱动小车和第二驱动小车用于共同驱动导管运动；当同时对所述第一驱动小车和所述第二驱动小车进行控制时，处理器601执行的根据目标被控对象的当前位置判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据第一驱动小车的当前位置和第二驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值；

若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是不小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件；

若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第一预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，目标被控对象包括第三驱动小车，第三驱动小车用于驱动导丝运动；当仅对所述第三驱动小车进行控制时，处理器601执行的包括：

根据第三驱动小车的当前位置，判断第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值；

若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件；

若第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，当同时对第一驱动小车、第二驱动小车单以及第三驱动小车进行控制时；处理器601执行的根据目标被控对象的当前位置判断目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据第一驱动小车、第二驱动小车和第三驱动小车的当前位置，判断第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值，以及第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值；

若第一驱动小车和第二驱动小车之间的距离不小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离是不小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象满足预设安全距离条件；

若第一驱动小车和第二驱动小车之间的安全距离小于第一预设安全距离阈值，且第三驱动小车和第二驱动小车之间的距离小于第二预设安全距离阈值，则判定目标被控对象不满足预设安全距离条件。

可选的，处理器601执行的根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象是否满足预设的低速跟随条件，包括：

根据目标被控对象的目标位置和当前速度，判断目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离是否小于预设距离，且目标被控对象的当前速度是否小于预设速度，以及目标被控对象是否处于归位过程；

若目标被控对象的目标位置与目标被控对象的当前位置之间的距离小于预设距离，且目标被控对象的当前速度小于预设速度，以及目标被控对象不处于归位过程，则判定目标被控对象满足预设的低速跟随条件，否则，判定目标被控对象不满足预设的低速跟随条件。

可选的，在则根据第一预设优化参数，控制目标被控对象进行低速跟随运动，或，若目标被控对象满足预设安全距离条件，但不满足预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制目标被控对象进行高速跟随运动之前，处理器601还执行：

获取目标操作杆推进位移和目标操作杆推进位移对应的第一时间；

获取目标被控对象目标位移与目标被控对象目标位移对应的第二时间，目标被控对象目标位移是根据目标操作杆推进位移得到的；

计算第一时间与第二时间的时间差值，将时间差值确定为目标操作杆与目标被控对象的跟随时延。

本发明实施例提供的电子设备600能够实现介入手术机器人导管导丝动作控制方法实施例中的各个实施方式，以及相应有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要指出的是，图中仅示出了具有组件的处理器601、存储器602以及网络接口603，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的电子设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。电子设备可以通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

存储器602至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器602可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器602也可以是电子设备的外部存储设备，例如该电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器602还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器602通常用于存储安装于电子设备的操作系统和各类应用软件，例如介入手术机器人导管导丝动作控制方法的程序代码等。此外，存储器602还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器601在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器601通常用于控制电子设备的总体操作。本实施例中，处理器601用于运行存储器602中存储的程序代码或者处理数据，例如运行介入手术机器人导管导丝动作控制方法的程序代码。

网络接口603可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口603通常用于在电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器601执行时实现本发明实施例提供的介入手术机器人导管导丝动作控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现实施例介入手术机器人导管导丝动作控制方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，介入手术机器人导管导丝动作控制方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如各方法的实施例的流程。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标控制信息；

根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，且满足所述预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制所述目标被控对象进行低速跟随运动；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动。

2.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，所述目标控制信息包括目标操作杆标识、目标操作杆推进位移以及目标操作杆推进速度；所述根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件，包括：

根据所述目标操作杆标识确定所述目标被控对象，所述目标被控对象与所述目标操作杆存在对应关系；

获取所述目标被控对象的当前位置；

根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件；

若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，则根据所述目标操作杆推进位移以及所述目标被控对象的当前位置确定所述目标被控对象的目标位置、以及根据所述目标操作杆推进速度确定所述目标被控对象的当前速度；

根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象是否满足所述预设的低速跟随条件。

3.根据权利要求2所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，所述目标被控对象包括第一驱动小车和第二驱动小车，所述第一驱动小车和所述第二驱动小车用于共同驱动导管运动；当同时对所述第一驱动小车和所述第二驱动小车进行控制时，所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第一驱动小车的当前位置和所述第二驱动小车的当前位置，判断所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于第一预设安全距离阈值；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第一预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的安全距离小于所述第一预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

4.根据权利要求3所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，所述目标被控对象还包括第三驱动小车，所述第三驱动小车用于驱动导丝运动；当仅对所述第三驱动小车进行控制时，所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第三驱动小车的当前位置，判断所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于第二预设安全距离阈值；

若所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

5.根据权利要求4所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，当同时对所述第一驱动小车、所述第二驱动小车以及所述第三驱动小车进行控制时，所述根据所述目标被控对象的当前位置判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，包括：

根据所述第一驱动小车、所述第二驱动小车和所述第三驱动小车的当前位置，判断所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于所述第一预设安全距离阈值，以及所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离是否不小于所述第二预设安全距离阈值；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第一预设安全距离阈值，且所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离不小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件；

若所述第一驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第一预设安全距离阈值，且所述第三驱动小车和所述第二驱动小车之间的距离小于所述第二预设安全距离阈值，则判定所述目标被控对象不满足所述预设安全距离条件。

6.根据权利要求2所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，所述根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象是否满足所述预设的低速跟随条件，包括：

根据所述目标被控对象的目标位置和当前速度，判断所述目标被控对象的目标位置与所述目标被控对象的当前位置之间的距离是否小于预设距离，且所述目标被控对象的当前速度是否小于预设速度，以及所述目标被控对象是否处于归位过程；

若所述目标被控对象的目标位置与所述目标被控对象的当前位置之间的距离小于所述预设距离，且所述目标被控对象的当前速度小于所述预设速度，以及所述目标被控对象不处于归位过程，则判定所述目标被控对象满足所述预设的低速跟随条件，否则，判定所述目标被控对象不满足所述预设的低速跟随条件。

7.根据权利要求1所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法，其特征在于，在所述若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动之前，所述方法还包括：

获取多组预设参数，根据所述多组预设参数对应输出所述目标被控对象的速度时间曲线，所述多组预设参数是在预设参数模拟器上进行设置得到；

根据所述速度时间曲线确定所述目标被控对象的最大加速度；

将所述最大加速度对应的一组预设参数确定为第二预设优化参数。

8.一种介入手术机器人导管导丝动作控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取目标控制信息；

判断模块，用于根据所述目标控制信息确定目标被控对象，并判断所述目标被控对象是否满足预设安全距离条件，且是否满足预设的低速跟随条件；

第一控制模块，用于若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，且满足所述预设的低速跟随条件，则根据第一预设优化参数，控制所述目标被控对象进行低速跟随运动；

第二控制模块，用于若所述目标被控对象满足所述预设安全距离条件，但不满足所述预设的低速跟随条件，则根据第二预设优化参数，控制所述目标被控对象进行高速跟随运动。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的介入手术机器人导管导丝动作控制方法中的步骤。

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