山东卓业医疗科技有限公司姜冠群获国家专利权
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龙图腾网获悉山东卓业医疗科技有限公司申请的专利一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120000333B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510086089.6,技术领域涉及:A61B34/20;该发明授权一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统及方法是由姜冠群设计研发完成,并于2025-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及医疗控制技术领域,尤其涉及一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统及方法。所述方法包括以下步骤:利用基于超导量子干涉装置的磁场传感器实时监测对应的磁场变化分布并进行肿瘤体内位置定位,以得到经皮穿刺手术肿瘤位置分布。其中搭载量子多维传感器的手术机器人不仅适用于经皮穿刺术,还囊括了经皮穿刺肿瘤微创、脊柱微创、神外微创等。其适应症范围覆盖软组织、脊柱、颅脑相关病症,能处理如肿瘤消融、脊柱侧弯螺钉植入、阿尔茨海默病和癫痫的电极植入、脑出血引流等手术,并且整个手术流程是在CT、核磁、超声等影像设备引导下开展的。本发明能够提高手术机器人的经皮穿刺及消融控制精度。
本发明授权一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于量子多维传感器的手术机器人控制系统,其特征在于,其中,所述量子多维传感器包括基于超导量子干涉装置的磁场传感器以及基于量子点的温度传感器,该基于量子多维传感器的手术机器人控制系统包括: 肿瘤体内位置定位模块,用于利用基于超导量子干涉装置的磁场传感器实时监测患者人体肿瘤周围对应的磁场变化分布,并根据患者人体肿瘤周围对应的磁场变化分布进行肿瘤体内位置定位,以得到经皮穿刺手术肿瘤位置分布;肿瘤体内位置定位模块包括: 获取患者人体肿瘤磁共振成像; 对患者人体肿瘤磁共振成像进行肿瘤三维空间定位,以得到患者人体肿瘤三维空间所在区域; 通过围绕患者人体肿瘤三维空间所在区域在体表部署20个基于超导量子干涉装置的磁场传感器组成对应的探测网络,以生成肿瘤区域靶向磁场探测布局网络; 通过启动肿瘤区域靶向磁场探测布局网络内对应的基于超导量子干涉装置的磁场传感器实时监测患者人体肿瘤三维空间所在区域周围对应的磁场变化分布,以得到肿瘤区域磁场变化分布场; 根据肿瘤区域磁场变化分布场进行肿瘤体内位置定位,以得到经皮穿刺手术肿瘤位置分布;其中肿瘤体内位置定位包括: 对肿瘤区域磁场变化分布场进行磁场变化梯度及旋度分析,得到肿瘤区域磁场变化梯度以及肿瘤区域磁场变化旋度; 获取患者肿瘤组织电导率经验范围值,并基于患者肿瘤组织电导率经验范围值并运用毕奥-萨伐尔定律对应的逆向推导思路对肿瘤区域磁场变化梯度以及肿瘤区域磁场变化旋度进行肿瘤磁场等效建模,以生成肿瘤区域磁场等效电流源模型; 基于肿瘤区域磁场等效电流源模型对肿瘤区域磁场变化分布场进行多尺度及多方向的磁场张量分析,以从肿瘤区域磁场分布中筛选出表征肿瘤位置、大小以及形状变化对应的磁场张量特征点,包括磁场强度极值点以及磁场方向突变点,得到肿瘤区域磁场张量特征点集; 根据肿瘤区域磁场张量特征点集并利用基于光线追踪算法的虚拟成像技术从不同虚拟视角向肿瘤区域发射虚拟光线,以绘制出肿瘤区域边界磁场轮廓图;获取人体解剖结构先验知识,并基于人体解剖结构先验知识并结合基于贝叶斯推理的定位算法对肿瘤区域边界磁场轮廓图内的每一个位置像素点进行位置概率分析,以生成肿瘤区域位置概率云图;所述基于人体解剖结构先验知识并结合基于贝叶斯推理的定位算法对肿瘤区域边界磁场轮廓图内的每一个位置像素点进行位置概率分析包括以下步骤: 通过人体解剖结构先验知识获取人体组织密度以及组织异质性因子; 将肿瘤区域边界磁场轮廓图内的每一个位置像素点作为潜在肿瘤位置点; 基于人体组织密度以及组织异质性因子利用基于贝叶斯推理的定位算法对每一个潜在肿瘤位置点进行位置概率量化计算,得到每一个潜在肿瘤位置点对应的肿瘤位置分布概率值; 根据每一个潜在肿瘤位置点对应的肿瘤位置分布概率值进行概率云图构建,以生成肿瘤区域位置概率云图; 基于肿瘤区域位置概率云图对肿瘤区域磁场变化分布场进行肿瘤体内位置定位,以得到经皮穿刺手术肿瘤位置分布; 经皮穿刺深度推断模块,用于通过嵌入在手术机器人对应经皮穿刺针中的光纤布拉格光栅传感器实时监测穿刺针所受的压力变化分布,并基于穿刺针所受的压力变化分布对手术机器人对应的经皮穿刺针进行穿刺深度推断分析,从而得到经皮手术穿刺针深度分布; 经皮手术穿刺导航模块,用于基于经皮穿刺手术肿瘤位置分布对经皮手术穿刺针深度分布进行手术穿刺导航,以生成经皮手术目标穿刺导航路径; 穿刺及消融综合控制模块,用于通过经皮穿刺手术肿瘤位置分布确定经皮肿瘤消融位置区域,并利用基于量子点的温度传感器对经皮肿瘤消融位置区域进行温度能量场分析,得到经皮肿瘤消融区域温度能量分布场;基于经皮手术目标穿刺导航路径以及经皮肿瘤消融区域温度能量分布场对相对应的手术机器人进行经皮穿刺及消融综合控制,以执行相应的手术机器人经皮穿刺及消融手术控制工作。
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