專利名稱：微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
血管介入手術(shù)是指醫(yī)生在數(shù)字減影血管造影機(jī)(DSA)的導(dǎo)引下，操縱導(dǎo)管在 人體血管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，對(duì)病灶進(jìn)行治療，達(dá)到栓塞畸形血管、溶解血栓、擴(kuò)張狹窄血管等目 的。與傳統(tǒng)“開(kāi)放”手術(shù)相比，本方法具有創(chuàng)傷小、安全有效、術(shù)后恢復(fù)快、并發(fā)癥少 等優(yōu)點(diǎn)。血管介入手術(shù)的主要步驟就是將導(dǎo)管推送到病灶位置，并進(jìn)行相應(yīng)的診斷和治 療。因此，能否將導(dǎo)管送到精確的病灶位置直接影響整個(gè)手術(shù)的質(zhì)量和患者的健康。人 工介入導(dǎo)管存在很多弊端(1)醫(yī)生在X射線環(huán)境下工作，長(zhǎng)期操作對(duì)身體傷害很大；現(xiàn)有手術(shù)方法技巧性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)性高，?？漆t(yī)生手術(shù)培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)，限制了該項(xiàng)技術(shù)的廣 泛應(yīng)用；(3)由于操作復(fù)雜、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，醫(yī)生疲勞和人手操作不穩(wěn)定等因素會(huì)直接影 響手術(shù)質(zhì)量，進(jìn)而影響患者生存質(zhì)量。這些缺點(diǎn)限制了血管介入手術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器 人技術(shù)與血管介入技術(shù)有機(jī)結(jié)合是解決上述問(wèn)題的重要途徑。人體內(nèi)血管不規(guī)則，彎曲狹長(zhǎng)，為防止導(dǎo)管在前進(jìn)過(guò)程中損壞血管壁或誤入血 管分支，導(dǎo)管推拉裝置需要具有較靈敏的力檢測(cè)功能及隨時(shí)能將導(dǎo)管回拉的功能?，F(xiàn)有的推拉裝置，一方面，需要醫(yī)務(wù)人員將所需送的導(dǎo)管從送管機(jī)構(gòu)的一端穿 入送管機(jī)構(gòu)，操作起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力；另一方面，電機(jī)、傳感器與操作部分組件之間拆卸不 方便，不利于清洗消毒和數(shù)次使用后的更換；再者，測(cè)力裝置測(cè)到的力受自身機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 的影響，所測(cè)的力信號(hào)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不便于信號(hào)處理。因此，發(fā)明一種微創(chuàng)血管介入手 術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置有著極其重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。本發(fā)明的目的就在于提供一種具有較靈敏力檢測(cè)功能以及在導(dǎo)管誤入血管分支 或碰觸血管壁時(shí)能及時(shí)將導(dǎo)管拉回的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用作微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器，它包括移動(dòng)部件和開(kāi)合部 件。通過(guò)移動(dòng)部件和開(kāi)合部件的配合動(dòng)作，完成推送、空返、空進(jìn)、拉回四個(gè)動(dòng)作。開(kāi) 合部件閉合時(shí)，移動(dòng)部件向前移動(dòng)，推送導(dǎo)管前進(jìn)，向后移動(dòng)，拉回導(dǎo)管；開(kāi)合部件張 開(kāi)時(shí)，移動(dòng)部件向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空進(jìn)，移動(dòng)部件向后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空返。開(kāi)合部件的張合由雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵控制，雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵通電，帶動(dòng)裝在電磁 鐵軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，，通過(guò)齒輪之間的嚙合，將動(dòng)力傳遞到中間是方孔的齒輪，該齒輪 轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)套在方孔內(nèi)的方桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)一橢圓形的開(kāi)合板轉(zhuǎn)動(dòng)，頂著開(kāi)合部件實(shí)現(xiàn) 開(kāi)合動(dòng)作。移動(dòng)部件動(dòng)力來(lái)自于直流伺服電機(jī)，需要向前移動(dòng)時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)一組嚙 合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，纏繞在齒輪軸上的繩一端繼續(xù)纏繞，一端釋放，從而拉著移動(dòng)部件向前移動(dòng)；電機(jī)反轉(zhuǎn)，繩纏繞和釋放的方向相反，移動(dòng)部件后退。優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)本發(fā)明的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置中裝有高精度力傳感器，能夠 實(shí)時(shí)檢測(cè)導(dǎo)管碰觸血管壁的力，且檢測(cè)到的力只有導(dǎo)管和血管壁的碰觸力，不受機(jī)構(gòu)中 摩擦力和機(jī)構(gòu)自身傳動(dòng)的影響，檢測(cè)準(zhǔn)確可靠；該傳感器采用卡扣安裝形式，安裝拆卸 十分方便，便于執(zhí)行部分消毒；采用高分辨率編碼器，精確記錄電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，從而得 到移動(dòng)裝置的移動(dòng)距離和所處位置；張合部件的張合動(dòng)作通過(guò)雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵的通斷電 控制，電磁鐵正向通電時(shí)，張合機(jī)構(gòu)張開(kāi)，進(jìn)行放進(jìn)管或取出管的操作，電磁鐵反向通 電時(shí)，張合機(jī)構(gòu)閉合，夾緊導(dǎo)管工作，控制方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；整個(gè)推拉裝置的執(zhí)行 部件和動(dòng)力部件可以并且很容易拆裝，便于使用前的消毒和數(shù)次使用后的更換；張合機(jī) 構(gòu)可以人為干預(yù)，向前推送導(dǎo)管時(shí)，如出現(xiàn)意外，醫(yī)生可以隨時(shí)張開(kāi)張合機(jī)構(gòu)，送管動(dòng) 作將立即停止，避免了控制不力產(chǎn)生意外。


圖1是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推送裝置張合動(dòng)力部示意2是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推送裝置移動(dòng)動(dòng)力部示意3是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推送裝置執(zhí)行部件示意4是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推送裝置測(cè)力原理示意圖
具體實(shí)施例方式下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，并結(jié)合附圖加以說(shuō)明。1、結(jié)合圖1說(shuō)明移動(dòng)指張合動(dòng)作雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵1正向瞬間通電，達(dá)到一端 極限位置，第一齒輪4隨之轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，與第一齒輪嚙合的第二齒輪6也相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn) 而帶動(dòng)與第二齒輪嚙合的第三齒輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，第三齒輪中心開(kāi)有方孔，方桿8套在方孔中， 因而方桿跟隨第三齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。方桿同時(shí)套在開(kāi)合板42中，帶動(dòng)開(kāi)合板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，利用開(kāi) 合板的橢圓面頂著左側(cè)移動(dòng)指32和右側(cè)移動(dòng)指33轉(zhuǎn)動(dòng)，完成張開(kāi)動(dòng)作。雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵 1反向瞬間通電，達(dá)到另一端的極限位置，各個(gè)齒輪轉(zhuǎn)向與上述張開(kāi)動(dòng)作時(shí)的轉(zhuǎn)向相反， 開(kāi)合板42的橢圓面逐漸脫離右側(cè)移動(dòng)指32和左側(cè)移動(dòng)指33，則兩移動(dòng)指在第二彈簧27 作用下壓在一起，完成移動(dòng)指的閉合動(dòng)作。雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵1固定在電磁鐵支架2上， 電磁鐵支架2通過(guò)支架3固定在外部機(jī)架上。2、結(jié)合圖2說(shuō)明移動(dòng)指移動(dòng)動(dòng)作具體實(shí)施方法正向啟動(dòng)電機(jī)17，通過(guò)減速器 16的減速，將動(dòng)力傳遞到第四齒輪14、第五齒輪19、齒輪軸20。傳動(dòng)繩在齒輪軸的光 軸部分纏繞兩圈，繩的一端繞過(guò)第一繩輪10，系在滑塊連接板23的后端，繩的另一端繞 過(guò)第二繩輪43，繞過(guò)移動(dòng)指另一端與該端對(duì)稱的兩個(gè)繩輪，系在滑塊連接板23的前端。 這樣，齒輪軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，繩一端向齒輪軸上纏繞，另一端釋放，拉動(dòng)移動(dòng)指向前移動(dòng)。電 機(jī)反轉(zhuǎn)，繩纏繞和釋放的方向相反，拉動(dòng)移動(dòng)指向后移動(dòng)。3、測(cè)力的具體實(shí)施方法移動(dòng)指上裝有力傳感器31，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到導(dǎo)管碰 觸血管壁的力，當(dāng)導(dǎo)管前端遇到阻力時(shí)，該阻力作用在移動(dòng)指上，移動(dòng)指上端就會(huì)略向 后擺動(dòng)，從而向下壓力傳感器31，送管的阻力和傳感器的壓力成杠桿關(guān)系(如圖4)，檢
4測(cè)到的力不受機(jī)構(gòu)自身摩擦力和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響，準(zhǔn)確可靠。該傳感器的傳感器架30采用 卡扣安裝形式安裝在移動(dòng)指固定箱26上，安裝拆卸十分方便，同樣便于執(zhí)行部分消毒。
4、如圖3所示，移動(dòng)指中包括張合部件和移動(dòng)部件，張合部件主要包括左側(cè)移 動(dòng)指32，右側(cè)移動(dòng)指33，兩移動(dòng)指通過(guò)銷軸28連接，張合動(dòng)作時(shí)兩移動(dòng)指分別繞銷軸28 轉(zhuǎn)動(dòng)，完成張合動(dòng)作。為防止導(dǎo)管在移動(dòng)指張開(kāi)時(shí)上下攢動(dòng)，移動(dòng)指上裝有保持架39， 保持架內(nèi)裝有第三彈簧37，彈簧裝在保持架銷軸38上，可以人為打開(kāi)保持架，方便裝入 和拿出導(dǎo)管，整個(gè)保持架借助保持架護(hù)罩40固定在右側(cè)移動(dòng)指上，整個(gè)張合部件通過(guò)銷 軸28安裝在移動(dòng)指固定箱26上，限位桿41安裝在移動(dòng)指固定箱內(nèi)，用于限制整個(gè)張合 部件自身擺動(dòng)，避免其擺動(dòng)影響力傳感器測(cè)力，限位板22限制張合部件向后擺動(dòng)過(guò)大， 損壞傳感器。移動(dòng)部件主要包括第一滑塊24、第二滑塊29，兩滑塊固定在滑塊連接板 上，繩輪傳動(dòng)帶動(dòng)滑塊連接板移動(dòng)，兩滑塊隨之在機(jī)架36的滑槽內(nèi)移動(dòng)，移動(dòng)指固定箱 卡在滑塊連接板內(nèi)，因此整個(gè)張合部件隨之移動(dòng)，移動(dòng)的最大距離由限位開(kāi)關(guān)35限制。
權(quán)利要求
1.一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于包括夾持導(dǎo)管移動(dòng)的 移動(dòng)部件和在導(dǎo)管放入和取出時(shí)張開(kāi)，在需要移動(dòng)導(dǎo)管過(guò)程中閉合的張合部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于導(dǎo) 管推拉裝置包括移動(dòng)部件和張合部件，其中移動(dòng)部件用于完成推送導(dǎo)管、自身空返、自 身空進(jìn)、拉回導(dǎo)管四個(gè)動(dòng)作；張合部件的作用是在其張開(kāi)時(shí)，拿出或放入導(dǎo)管，閉合 時(shí)，夾持導(dǎo)管跟隨移動(dòng)部件移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于所 述移動(dòng)部件裝有力傳感器，將送管的阻力和傳感器的壓力設(shè)計(jì)成杠桿關(guān)系，保證測(cè)力的 準(zhǔn)確性和可靠性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于移 動(dòng)部件上的力傳感器，通過(guò)卡扣形式安裝在移動(dòng)指固定箱上，便于拆卸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)管推拉裝置，屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。它用作微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人的末端執(zhí)行器，包括移動(dòng)部件和張合部件，移動(dòng)部件包括移動(dòng)動(dòng)力部和移動(dòng)執(zhí)行部，移動(dòng)動(dòng)力來(lái)自直流伺服電機(jī)，通過(guò)齒輪傳遞動(dòng)力到繩輪，繩拉動(dòng)執(zhí)行部移動(dòng)。張合部件包括張合動(dòng)力部和張合執(zhí)行部，動(dòng)力來(lái)自雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵，通過(guò)齒輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞，完成張合動(dòng)作，移動(dòng)部件和張合部件配合動(dòng)作，完成移動(dòng)部件推送導(dǎo)管、自身空返、自身空進(jìn)、拉回導(dǎo)管四個(gè)動(dòng)作。張合部件閉合時(shí)，移動(dòng)部件向前移動(dòng)，推送導(dǎo)管前進(jìn)，向后移動(dòng)，拉回導(dǎo)管；張合部件張開(kāi)時(shí)，移動(dòng)部件向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件自身的空進(jìn)，移動(dòng)部件向后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件自身的空返。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102018573SQ20101053554
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者侯增廣, 張?zhí)? 曾達(dá)幸, 楊雪, 王洪波, 胡國(guó)清, 胡星, 袁林 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)