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一种基于遥操作 机械臂的气管 插管系统及方法

阅读：216发布：2021-02-17

专利汇可以提供一种基于遥操作机械臂的气管插管系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于遥操作机械臂的气管插管系统及方法，包括：急救现场中央控制器、急救现场网络传输设备、机械臂、气管插管器械模块、后方网络传输设备、后方中央控制器、图像显示器、遥操作主手模块；急救现场与医疗后方建立网络传输通道，医疗后方医护人员通过急救现场传回的信息进行手术动作，将该手术动作转换成能够控制急救现场的机械臂运动的指令，并将指令传回急救现场控制机械臂进行救护动作。本发明所提供的系统和方法，通过遥操作的方式控制机械臂进行气管插管的急救措施，在专业急救医疗人员无法到达事故现场进行抢救的情况下，在救护车上或者事故现场直接进行气管插管的抢救，为伤者建立通畅气道，为进一步实施抢救赢得时间。，下面是一种基于遥操作机械臂的气管插管系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于遥操作机械臂的气管插管系统，其特征在于，该系统包括：急救现场中央控制器（1）、急救现场网络传输设备（2）、机械臂（3）、气管插管器械模块（4）、后方网络传输设备（5）、后方中央控制器（6）、图像显示器（7）、遥操作主手模块（8），其中，所述遥操作主手模块（8）用于采集医疗后方的医护人员手术动作，并将该动作传送至所述后方中央控制器（6），所述后方中央控制器（6）接受到医护人员手术动作后，通过网络发射设备，将该动作传送至急救现场；所述图像显示器（7）用于提供急救现场伤者气管图像；所述急救现场网络传输设备（2）及后方网络传输设备（5）用于急救现场及后方之间的数据传输；所述急救现场中央控制器（1）用于将接收到的手术动作转换成能够控制所述机械臂（3）运动的命令，并将该命令传送给所述机械臂（3），所述机械臂（3）接收急救现场中央控制器（1）指令，进行气管插管动作；所述气管插管器械模块（4）固定于机械臂（3）末端，由用于气管插管的医疗器械组成。
2.根据权利要求1所述的基于遥操作机械臂的气管插管系统，其特征在于，所述的急救现场中央控制器（1）、急救现场网络传输设备（2）、机械臂（3）、气管插管器械模块（4）处于事故现场即急救现场；所述的后方网络传输设备（5）、后方中央控制器（6）、图像显示器（7）、遥操作主手模块（8）处于医疗后方。
3.根据权利要求1所述的基于遥操作机械臂的气管插管系统，其特征在于，所述的机械臂（3）具有空间六个自由度。
4.根据权利要求1所述的基于遥操作机械臂的气管插管系统，其特征在于，所述的遥操作主手模块（8）具有空间六个自由度，采用并联或串联结构。
5.根据权利要求1所述的基于遥操作机械臂的气管插管系统，其特征在于，所述的气管插管器械模块（4）中安装有可视喉镜摄像头系统，以便在操作过程中将气道图像传输给后方操作人员，后方操作人员通过所述的图像显示器（7）观察气道图像，从而进行正确的插管动作。
6.一种基于遥操作机械臂的气管插管方法，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一所述的气管插管系统，该方法包括如下步骤：
S1.首先在急救现场的辅助人员将伤者放置在手术台，将伤者口腔置于开放状态，并将机械臂（3）引导至伤者口腔里；
S2.当急救现场辅助人员完成准备工作后，由所述气管插管器械模块（4）的可视喉镜将伤者口腔图像传输至所述急救现场中央控制器（1），当所述急救现场中央控制器（1）获得图像后，通过所述急救现场网络传输设备（2）及所述后方网络传输设备（5）将图像传输至所述后方中央控制器（6），所述后方中央控制器（6）将接收到的图像在所述图像显示器（7）中显示，供后方医护操作人员查看；后方医护操作人员根据图像显示器（7）中显示的急救现场传回的图像，通过所述遥操作主手模块（8）进行插管动作；所述遥操作主手模块（8）将医护人员的动作传输至所述后方中央控制器（6），并通过所述后方网络传输设备（5）及所述急救现场网络传输设备（2）将动作发送至所述急救现场中央控制器（1），急救现场中央控制器（1）根据接收到的动作系列控制所述机械臂（3）进行运动，从而进行气管插管动作；
S3.在运动过程中，所述气管插管器械模块（4）的可视喉镜摄像头将实时图像传输至所述急救现场中央控制器（1），并通过所述急救现场网络传输设备（2）及所述后方网络传输设备（5）将图像发送至所述后方中央控制器（6），并通过所述图像显示器（7）供后方医护操作人员查看，并判断是否已经插入气管，如果未插入气管，则继续根据传回的图像信息控制遥操作主手模块（8）动作；如果经判断已经插入气管，则通知急救现场辅助人员放入氧气供给管，撤回所述机械臂（3），完成气管插管工作。
7.根据权利要求6所述的遥操作机械臂的气管插管方法，其特征在于，所述后方网络传输设备（5）和急救现场网络传输设备（2）具有高速数据传输能力，可以实时传输图像信息，以使后方医护操作人员通过观察图像显示器（7）上的图像实时控制急救现场的机械臂（3）进行动作。

说明书全文

一种基于遥操作机械臂的气管 插管系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人遥操作技术及医疗急救领域，尤其涉及一种基于遥操作机械臂的气管插管系统及方法。

背景技术

[0002] 战地或地震、意外事故等灾难现场中，伤者情况危急，需要紧急处理，一分一秒的时间将影响生命的救治。实践经验可知，在抢救过程中，通过气管插管建立通畅气道等抢救手段对于挽救生命尤其重要，但由于有些操作需要有专业医务人员进行实施，对于医疗专家缺乏或者专家无法到达现场进行实施抢救的情况下，研制专用抢救机器人具有重要意义。

[0003] 我国现阶段的救护车基本没有车载手术台的功能，把“手术室”开到急救现场，或者在救护车上直接进行抢救，将大大缩短救命的时间。因此利用遥操作机器人的方法在急救现场或者救护车上进行急救手术，具有非常重要的意义。而核污染地区机器人及太空机器人的远程遥操作技术均已成熟，为医疗实现遥操作急救提供技术基础。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于遥操作机械臂的气管插管系统及方法，实现现场进行气管插管的急救措施，为伤者第一时间建立气道，最大程度地挽救伤者的生命。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0006] 一种基于遥操作机械臂的气管插管系统，该系统包括：急救现场中央控制器、急救现场网络传输设备、机械臂、气管插管器械模块、后方网络传输设备、后方中央控制器、图像显示器、遥操作主手模块，其中，所述遥操作主手模块用于采集医护人员手术动作，并将该动作传送至后方中央控制器；所述后方中央控制器接受到医护人员手术动作后，通过网络发射设备，将该动作传送至急救现场；所述图像显示器用于提供急救现场伤者气管图像；所述后方网络传输设备用于发送后方医护人员手术动作至急救现场，接收从急救现场传送回的状态信息及图像信息；所述急救现场中央控制器用于将接收到的手术动作转换成能够控制机械臂运动的命令，并将该命令传送给机械臂；所述机械臂接收急救现场中央控制器指令，完成气管插管动作；所述气管插管器械模块固定于机械臂末端，由用于气管插管的医疗器械组成；所述急救现场网络传输设备用于接收后方医护人员手术动作指令，发送急救现场状态信息及图像信息。

[0007] 进一步，所述的机械臂具有空间六个自由度。

[0008] 进一步，所述的遥操作主手模块具有空间六个自由度，采用并联或串联结构。

[0009] 进一步，所述的后方网络传输设备和急救现场网络传输设备具有高速数据传输能力，可以实时传输图像信息。

[0010] 进一步，所述的气管插管器械模块包括所有完成气管插管所需的工具器械。为了通过远程遥操作实现气管插管的动作，在机械臂末端即气管插管器械模块中必须装备有可视喉镜摄像头系统，以便在操作过程中将气道图像传输给后方操作人员，后方操作人员通过所述的图像显示器观察气道图像，从而进行正确的插管动作。

[0011] 本发明还公开了一种基于遥操作机械臂的气管插管方法，该方法包括如下步骤：

[0012] S1.首先在急救现场的辅助人员将伤者放置在手术台，将伤者口腔置于开放状态，并将机械臂引导至伤者口腔里。

[0013] S2.当急救现场辅助人员完成准备工作后，由所述气管插管器械模块的可视喉镜将伤者口腔图像传输至所述急救现场中央控制器，当所述急救现场中央控制器获得图像后，通过所述急救现场网络传输设备及所述后方网络传输设备将图像传输至所述后方中央控制器，所述后方中央控制器将接收到的图像在所述图像显示器中显示，供后方医护操作人员查看；后方医护操作人员根据图像显示器中显示的急救现场传回的图像，通过所述遥操作主手进行插管动作；所述遥操作主手将医护人员的动作传输至所述后方中央控制器，并通过所述后方网络传输设备及所述急救现场网络传输设备将动作发送至所述急救现场中央控制器，急救现场中央控制器根据接收到的动作系列控制所述机械臂进行运动，从而进行气管插管动作。

[0014] S3.在运动过程中，所述气管插管器械模块的可视喉镜摄像头将实时图像传输至所述急救现场中央控制器，并通过所述急救现场网络传输设备及所述后方网络传输设备将图像发送至所述后方中央控制器，并通过所述图像显示器供后方医护操作人员查看，并判断是否已经插入气管，如果未插入气管，则继续根据传回的图像信息控制遥操作主手动作；如果经判断已经插入气管，则通知急救现场辅助人员放入氧气供给管，撤回所述机械臂，完成气管插管工作。

[0015] 进一步，以上各步骤中急救现场网络传输设备以及后方网络传输设备的速度保证实时性，即后方医护操作人员通过观察图像显示器上的图像实时控制急救现场的机械臂进行动作。

[0016] 本发明通过遥操作机械臂实现气管插管，在缺乏急救专家的情况下，保证在事故现场及时为伤者建立通畅气道，为挽救生命争取时间，是今后医疗急救领域的发展方向。附图说明

[0017] 图1为本发明实施例系统组成结构示意图；

[0018] 图2为本发明实施例遥操作进行气管插管工作流程图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0020] 图1为本发明实施例所述系统组成模块框图，包括：急救现场中央控制器1、急救现场网络传输设备2、机械臂3、气管插管器械模块4、后方网络传输设备5、后方中央控制器6、图像显示器7、遥操作主手模块8；其中急救现场中央控制器1、急救现场网络传输设备2、机械臂3、气管插管器械模块4处于事故现场即急救现场，后方网络传输设备5、后方中央控制器6、图像显示器7、遥操作主手模块8处于医疗后方。

[0021] 所述遥操作主手模块8用于采集医疗后方的医护人员手术动作，并将该动作传送至后方中央控制器6；所述后方中央控制器6接受到医护人员手术动作后，通过网络发射设备，将该动作传送至急救现场；所述图像显示器7用于提供急救现场伤者气管图像；所述后方网络传输设备5用于发送后方医护人员手术动作至急救现场，接收从急救现场传送回的状态信息及图像信息；所述急救现场中央控制器1用于将接收到的手术动作转换成能够控制机械臂3运动的命令，并将该命令传送给机械臂3；所述机械臂3接收急救现场中央控制器1指令，完成气管插管动作；所述气管插管器械模块4固定于机械臂3末端，由用于气管插管的医疗器械组成；所述急救现场网络传输设备2用于接收后方医护人员手术动作指令，发送急救现场状态信息及图像信息。

[0022] 进一步，所述的气管插管器械模块4包括所有完成气管插管所需的工具器械。为了远程遥操作实现气管插管的动作，在机械臂3末端即气管插管器械模块中必须装备有可视喉镜摄像头系统，以便在操作过程中将气道图像传输给后方操作人员，后方操作人员通过所述的图像显示器7观察气道图像，从而进行正确的插管动作。

[0023] 图2为本发明实施例遥操作进行气管插管工作流程图，在急救现场的辅助人员将伤者放置在手术台，将伤者口腔置于开放状态，并将机械臂引导至伤者口腔里。当急救现场辅助人员完成准备工作后，由所述气管插管器械模块4的可视喉镜摄像头将伤者口腔图像传输至所述急救现场中央控制器1，当所述急救现场中央控制器1获得图像后，通过所述急救现场网络传输设备2及所述后方网络传输设备5将图像传输至所述后方中央控制器6，所述后方中央控制器6将接收到的图像在所述图像显示器7中显示，供后方医护操作人员查看；后方医护操作人员根据图像显示器7中显示的急救现场传回的图像，通过所述遥操作主手模块8进行插管动作；所述遥操作主手模块8将医护人员的动作传输至所述后方中央控制器6，并通过所述后方网络传输设备5及所述急救现场网络传输设备2将动作发送至所述急救现场中央控制器1，急救现场中央控制器1根据接收到的动作系列控制所述机械臂3进行运动，从而进行气管插管动作。在动作过程中，所述气管插管器械模块4的可视喉镜摄像头将实时图像传输至所述急救现场中央控制器1，并通过所述急救现场网络传输设备2及所述后方网络传输设备5将图像发送至所述后方中央控制器6，并通过所述图像显示器7供后方医护操作人员查看，并判断是否已经插入气管，如果未插入气管，则继续根据传回的图像信息控制遥操作主手模块8动作；如果经判断已经插入气管，则通知急救现场辅助人员放入氧气供给管，撤回所述机械臂3，完成气管插管工作。

[0024] 与现有技术相比，本发明的突出特点是通过遥操作的方式控制机械臂进行气管插管的急救措施，在专业急救医疗人员无法到达事故现场进行抢救的情况下，在救护车上或者事故现场直接进行气管插管的抢救，为伤者建立通畅气道，为进一步实施抢救赢得时间。

[0025] 以上仅为本发明的具体实施例进行描述。本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的保护范围。

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