穿刺针进针控制方法、控制器和手术机器人与流

本申请涉及智能医疗控制，尤其涉及一种穿刺针进针控制方法、控制器和手术机器人。背景技术：1、前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤之一。诊断前列腺癌的“金标准”是进行前列腺穿刺活检，通过穿刺针将组织样本从前列腺中获取并进行病理学检查。2、在穿刺过程中，穿刺针需要准确地沿着预定的路径引导到前列腺组织。然而在穿刺针进入软组织后，包裹穿刺针的组织对非对称针尖的作用会使穿刺针的入射轨迹产生弯曲，导致轨迹与理想线路产生偏差。3、通常，医生在术中会采取手动进针的方式，并一般会采取两种方法调整穿刺针位置：①以边进针边旋转的方式来控制穿刺针的偏转方向，并通过进针过程中的力感知和进针结果进行调整，以逐渐接近目标位置，然而，这种手动操作方式受限于医生的手动技巧和感知能力，可能存在一定的误差和不稳定性；②在靠近进针点处施加矫正力，对针体施加垂直于针插入方向的矫正力,以实现针转向,但施加矫正力的大小及时机对医生的操作精度要求很高,操作不当会造成患者组织撕裂。因此，如何准确的进行穿刺针的进针控制是亟待解决的一个问题。技术实现思路1、本申请提供一种穿刺针进针控制方法、控制器和手术机器人，用以解决现有技术中穿刺针进针过程中位置调整不准确的问题。2、第一方面，本申请提供一种穿刺针进针控制方法，包括：3、响应于规划指令，获取目标对象的预设入针位置和病灶位置；4、基于所述预设入针位置和所述病灶位置进行路径规划，得到预测进针轨迹；5、根据预先设置的进针精度值，从所述预测进针轨迹中确定出依次排序的至少一个规划进针位置，并获取各所述规划进针位置对应的进针控制参数；6、当所述目标穿刺针位于所述规划进针位置上时，基于所述规划进针位置对应的进针控制参数，驱动所述目标穿刺针对应的电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针进针。7、在其中一个实施例中，所述响应于规划指令，获取目标对象的预设入针位置和病灶位置，包括：8、响应于所述规划指令，通过超声设备获取包含所述目标对象的超声图像；9、基于获取到的选择指令，在所述超声图像上确定第一图像位置；10、基于所述超声设备对应的采集参数信息构建变换矩阵，并采用所述变换矩阵对所述第一图像位置进行三维转换，得到所述预设入针位置；11、以及12、将所述超声图像输入预先训练好的病灶确定模型，得到所述目标对象的病灶在所述超声图像上的第二图像位置，采用所述变换矩阵对所述第二图像位置进行三维转换，得到所述病灶位置。13、在其中一个实施例中，所述根据预先设置的进针精度值，从所述预测进针轨迹中确定出依次排序的至少一个规划进针位置，包括：14、按照所述进针精度值，从所述预测进针轨迹中筛选出至少一个规划停留位置；15、将所述预设入针位置、至少一个所述规划停留位置和所述病灶位置，作为所述规划进针位置。16、在其中一个实施例中，所述获取各所述规划进针位置对应的进针控制参数，包括：17、按照所述规划进针位置的排列顺序，获取当前一个规划进针位置与下一个规划进针位置之间的第一坐标差值；18、从预先设置的控制参数集中，匹配到所述第一坐标差值对应的控制参数作为所述进针控制参数。19、在其中一个实施例中，所述当所述目标穿刺针位于所述规划进针位置上时，基于所述规划进针位置对应的进针控制参数，驱动所述目标穿刺针对应的电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针进针之前，还包括：20、获取所述目标穿刺针的实际进针位置；21、将所述实际进针位置与所述规划进针位置进行比对。22、在其中一个实施例中，所述实际进针位置包括实际入针位置和实际停留位置；23、所述将所述实际进针位置与所述规划进针位置进行比对，包括：24、将所述实际入针位置与所述预设入针位置进行比对，以及将所述实际停留位置与所述规划停留位置进行比对。25、在其中一个实施例中，所述当所述目标穿刺针位于所述规划进针位置上时，基于所述规划进针位置对应的进针控制参数，驱动所述目标穿刺针对应的电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针进针，包括：26、当所述实际入针位置与所述预设入针位置符合时，基于所述预设入针位置对应的进针控制参数，驱动所述电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针移动至下一个规划停留位置；27、当所述实际停留位置与所述规划停留位置符合时，基于当前规划停留位置对应的进针控制参数，驱动所述电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针移动至下一个规划停留位置，直到所述目标穿刺针移动至所述病灶坐标位置。28、在其中一个实施例中，所述方法还包括：29、当所述目标穿刺针不位于所述规划进针位置上时，获取所述实际进针位置与下一个规划进针位置之间的第二坐标差值；30、从所述控制参数集中，匹配到所述第二坐标差值对应的控制参数作为调整控制参数；31、基于所述调整控制参数驱动所述电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针移动至下一个规划进针位置。32、在其中一个实施例中，所述当所述目标穿刺针不位于所述规划进针位置上时，获取所述实际进针位置与下一个规划进针位置之间的坐标差值，包括：33、当所述实际入针位置与所述预设入针位置不符合时，沿着所述预设方向，获取所述实际入针位置与下一个规划停留位置之间的第二坐标差值；34、当所述实际停留位置与所述规划停留位置不符合时，沿着所述预设方向，获取所述实际停留位置与下一个规划停留位置、或当前实际停留位置与所述病灶位置之间的第二坐标差值。35、第二方面，本申请还提供了一种控制器，所述控制器包括：存储器，处理器；36、所述存储器用于存储计算机控制指令；所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的穿刺针进针控制方法。37、第三方面，本申请还提供了一种手术机器人，包括上述实施例中所述的控制器、穿刺针本体和电机；38、所述控制器分别连接至所述电机，用于按照预存的初始控制参数和生成的调整控制参数驱动所述电机；39、所述电机连接至所述穿刺针本体，用于带动所述穿刺针本体以控制所述穿刺针本体移动。40、上述穿刺针进针控制方法、控制器和手术机器人，能够在术前对穿刺针的进针轨迹进行预测，并在采用电机控制穿刺针进针的过程中，将实际的针头位置与预测出的轨迹进行实时匹配，并在针头偏离预测轨迹时，基于实际针头位置与预测轨迹上预测停留位置的坐标差值，调整电机的控制参数，通过细化控制穿刺针本体的进针过程，实现了进针过程的精准化控制，避免了因人为操作带来的误差和不稳定性，实现了进针过程中的实时精准校正。技术特征：1.一种穿刺针进针控制方法，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于规划指令，获取目标对象的预设入针位置和病灶位置，包括：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的进针精度值，从所述预测进针轨迹中确定出依次排序的至少一个规划进针位置，包括：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取各所述规划进针位置对应的进针控制参数，包括：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当所述目标穿刺针位于所述规划进针位置上时，基于所述规划进针位置对应的进针控制参数，驱动所述目标穿刺针对应的电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针进针之前，还包括：6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述实际进针位置包括实际入针位置和实际停留位置；7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述目标穿刺针位于所述规划进针位置上时，基于所述规划进针位置对应的进针控制参数，驱动所述目标穿刺针对应的电机，以通过所述电机控制所述目标穿刺针进针，包括：8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当所述目标穿刺针不位于所述规划进针位置上时，获取所述实际进针位置与下一个规划进针位置之间的坐标差值，包括：10.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：存储器，处理器；11.一种手术机器人，其特征在于，包括如权利要求10所述的控制器、穿刺针本体和电机；技术总结本申请提供了一种穿刺针进针控制方法、控制器和手术机器人，穿刺针进针控制方法包括：响应于规划指令，获取目标对象的预设入针位置和病灶位置；基于预设入针位置和病灶位置进行路径规划，得到预测进针轨迹；根据预先设置的进针精度值，从预测进针轨迹中确定出依次排序的至少一个规划进针位置，并获取各规划进针位置对应的进针控制参数；当目标穿刺针位于规划进针位置上时，基于规划进针位置对应的进针控制参数，驱动目标穿刺针对应的电机，以通过电机控制目标穿刺针进针。本方法能够实现穿刺针的准确自动化控制。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：杭州唯精医疗机器人有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16