[發(fā)明專利]微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置

有效

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• 申請日: 2010-07-03
• 公開（公告）號: CN101879346A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 王洪波;胡國清;侯增廣;譚民;方唯一;易新;楊雪;李亮;徐桂玲
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: A61M25/082
• 分類號: A61M25/082
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明公開了一種微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置，屬于醫(yī)療設備領域。

背景技術

隨著社會的日益進步和人們生活水平的不斷提高，人類對自身疾病的診斷、治療、預防以及衛(wèi)生健康給予越來越多的關注。為了提高手術精度和工具的靈活性、增加手術醫(yī)生的舒適性、降低手術風險，減小手術醫(yī)生的疲勞，微創(chuàng)手術機器人系統(tǒng)應運而生。微創(chuàng)介入以微創(chuàng)、無痛、舒適的特點，迅速發(fā)展。微創(chuàng)手術技術的發(fā)展必然帶動相關手術機器人技術的研究熱潮。而微創(chuàng)血管介入手術又是微創(chuàng)手術的一個重要方面，這主要是由于心腦血管疾病是人類主要的疾病，并且致死率、致殘率較高。血管介入手術是借助于介入導管沿血管的管腔到達較遠的病變部位(如冠狀動脈、腦、肝、腎等血管內)，然后對病變部位實行治療的一種微創(chuàng)手術。這種手術方式不僅能有效治療血管疾病，還具有大大縮短手術時間，極大減輕手術痛苦及恢復過程快等諸多優(yōu)點，已經在國內外廣泛地開展。傳統(tǒng)的手術方法是在X射線影像或其他灰度圖像的監(jiān)控和引導下，由技術熟練的醫(yī)生手工直接完成導管的插入和治療。但是由于現(xiàn)有的導管前端的彎曲半徑固定以及人體內血管存在彎曲狹長、不規(guī)則、分支多等特點，導致操作過程中破壞血管壁或發(fā)生誤入血管分支等情況，使醫(yī)務人員和患者更長時間地暴露在X射線的輻射之中，影響了手術的效率和安全性。并且傳統(tǒng)方法技巧性強，風險性高，專科醫(yī)生手術培訓時間長，同時操作復雜、手術時間長，醫(yī)生疲勞和人手操作不穩(wěn)定等因素會直接影響手術質量，進而影響患者生存質量。

現(xiàn)有的送管機構，一方面，需要醫(yī)務人員將所需送的導管從送管機構的一端穿入送管機構，操作起來費時費力；另一方面，電機與操作部分組件之間拆卸不方便，不利于術前消毒和數(shù)次使用后的更換；再者，為實現(xiàn)導管的轉動，需要包括電機在內的機構整體跟隨轉動，這樣就給布線及控制帶來不便，并且限制了轉動的圈數(shù)。因此，發(fā)明一種微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置有著極其重要的現(xiàn)實應用意義。

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠實現(xiàn)在血管介入手術過程中，捻旋介入導管軸向旋轉，輔助導管到達特定的分支血管的捻旋裝置。

發(fā)明內容

本發(fā)明用作微創(chuàng)血管介入手術機器人的末端執(zhí)行器，它包括捻旋部件和張合部件。其中捻旋部件用于搓動所要送的導管軸向旋轉，張合部件的作用是在其張開時，可以拿出或放入導管；而捻旋過程中，張合部件閉合，夾緊管對其進行捻旋。

捻旋部件主要包括捻旋動力部和捻旋執(zhí)行部。動力部主要包括主動齒輪、動力輸入齒輪、小軸、捻旋軸和傳動帶。通過壓緊的兩段平行帶之間的摩擦實現(xiàn)對導管的夾持，通過兩段平行帶間的相對運動實現(xiàn)對導管的捻旋。電機反轉，各軸轉向相反，從而實現(xiàn)對導管的反向捻旋。

張合部件主要包括雙向旋轉電磁鐵、一組四連桿機構和兩組五連桿機構，其中五連桿機構中包含兩組平行四邊形機構。通過雙向旋轉電磁鐵的旋轉帶動四連桿機構動作，進而帶動五連桿機構中的兩組平行四邊形機構做反向的擺動，實現(xiàn)張合機構的張合動作。

本發(fā)明的微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置結構緊湊、體積小、重量輕、加工安裝方便，便于推廣應用；采用捻旋機構捻動導管轉動，避免了電機跟隨轉動帶來的繞線問題，并能實現(xiàn)任意圈數(shù)的轉動；采用雙向旋轉電磁鐵控制張合機構的張合，電磁鐵通電時，張合機構張開，進行放進管或取出管的操作，電磁鐵斷電時，張合機構閉合，夾緊導管工作，控制方法簡單；裝置中包含張合機構，在其張開時，可以將導管裝入或拿出，避免了穿管動作，使操作更簡單方便；整個執(zhí)行部件可以與電機、電磁鐵分開，單獨取出，便于使用前的消毒和數(shù)次使用后的更換；采用連桿機構進行張合機構的動力傳動，連桿機構中的運動副元素的幾何形狀簡單，便于加工制造，連桿機構還可以很方便地用來達到增力、擴大行程和實現(xiàn)遠距離傳動的目的；五連桿機構中包含兩組做反向同步運動的平行四邊形機構，避免了在夾緊導管時，由于雙向用力不均，帶來的導管位置的徑向攢動。

附圖說明

圖1、微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置總體結構示意圖

圖2、微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置局部結構示意圖

圖3、微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置帶傳動路線示意圖

具體實施方式

下面給出本發(fā)明的具體實施方案，并結合附圖加以說明。

微創(chuàng)血管介入手術機器人導管捻旋裝置總體結構示意圖如圖1所示，主要包括用于使導管轉動的捻旋部件和夾持導管的張合部件。