[實(shí)用新型]一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020612416.6
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN201888849U
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪波;石立宏;冉勝雷
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫佑仁科技有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在微創(chuàng)血管介入手術(shù)過程中，由于操作對象較小（人體血管的直徑一般小于2mm），而且手術(shù)工作時(shí)間很長，使得醫(yī)生疲憊，可能會出現(xiàn)醫(yī)生手的顫動、疲勞、肌肉神經(jīng)的反饋，導(dǎo)致動作的不準(zhǔn)確，加大了患者的痛苦，降低了手術(shù)的成功率。并且，醫(yī)生長期在X射線環(huán)境下操作對身體傷害很大；專科醫(yī)生必須經(jīng)過長期訓(xùn)練才能夠進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)操作；現(xiàn)有手術(shù)方法技巧性較強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)性較高，這些缺點(diǎn)限制了血管介入手術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，將定位精度較高的機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)成為一個新的研究方向，近年來微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的研究已經(jīng)成為機(jī)器人應(yīng)用的新領(lǐng)域。隨著血管介入手術(shù)機(jī)器人的研究與發(fā)展，對與其配套使用的血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的研究也相繼展開。

目前，由于血管介入手術(shù)機(jī)器人仍然處于研究階段，國內(nèi)還沒有比較成熟的機(jī)器人機(jī)構(gòu)用于微創(chuàng)血管介入，因此，對于其操作裝置的研究也是剛剛起步。對于從國外引進(jìn)的用于臨床的手術(shù)機(jī)器人，其操作裝置也是借助國外引進(jìn)的三維力操作裝置來控制導(dǎo)管的推進(jìn)和旋轉(zhuǎn)兩個自由度。這種操作裝置存在一些弊端：首先，由于操作裝置和導(dǎo)管推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)完全不同，屬于異構(gòu)式主從操作裝置，操作起來不太方便，需要操作者牢記二者之間的運(yùn)動對應(yīng)關(guān)系，能夠及時(shí)針對導(dǎo)管位置，判斷導(dǎo)管需要的動作，進(jìn)而將導(dǎo)管需要的動作方式轉(zhuǎn)換至操作裝置的動作方式，操作時(shí)包含了人為思考的過程，這樣就帶來的時(shí)間上的延遲和人為判斷錯誤的可能性；其次，現(xiàn)有操作裝置不具有力反饋功能，操作者只能通過三維仿真圖像來判斷導(dǎo)管所處的位置，具有不可避免的系統(tǒng)時(shí)延和人為視覺誤差，給手術(shù)帶來了不安全的因素；再者，現(xiàn)有的操作裝置只能控制送管機(jī)構(gòu)動作的啟停和動作的方向，送管過程中，不能改變其動作的速度，采用統(tǒng)一速度完成整個送管動作，速度過快，影響導(dǎo)管的定位精度，采用低速送管，又影響了送管的效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，既能實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)管推進(jìn)動作的控制，又能改善現(xiàn)有導(dǎo)管推送操作裝置與送管裝置異構(gòu)，操作不協(xié)調(diào)弊端的用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置，包括操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)機(jī)構(gòu)和控制操作機(jī)構(gòu)動作的控制系統(tǒng)，所述操作機(jī)構(gòu)包括手柄、移動操作機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)；所述移動操作機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、連接板、同步帶傳動機(jī)構(gòu)、電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述連接板通過滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上，從而實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)軌上的滑動，手柄通過連接板與同步帶傳動機(jī)構(gòu)連接，同步帶傳動機(jī)構(gòu)與電機(jī)的減速器輸出軸連接，電機(jī)上還連接有旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接；所述旋轉(zhuǎn)操作機(jī)構(gòu)包括手輪、手輪座和旋轉(zhuǎn)編碼器，所述手輪設(shè)置在手柄的末端，手輪與手輪座連接，手輪座與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出軸固定連接，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述手柄通過手柄頂端的頂座與立桿連接，所述立桿與連接板連接。

進(jìn)一步地，所述用于血管介入手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)管推進(jìn)操作裝置的外部還設(shè)置一個無上蓋的箱殼，以使整體更牢固，結(jié)構(gòu)更緊湊，更美觀。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

手柄通過連接板固連在同步帶上，同步帶通過同步帶輪與電機(jī)減速器輸出軸相連，移動手柄，通過立桿帶動連接板在導(dǎo)軌上滑動，從而帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶帶動電機(jī)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為與電機(jī)相連的旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)編碼器將這一信號發(fā)送到控制系統(tǒng)，控制導(dǎo)管推進(jìn)裝置的移動，電機(jī)接收到反饋回來的信號，就會產(chǎn)生帶動同步帶轉(zhuǎn)動的力矩，人手就能感覺到同步帶傳遞過來的力矩，實(shí)現(xiàn)力反饋。人手直接轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)編碼器相連的手輪，將人手捻旋手輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為編碼器的轉(zhuǎn)動，編碼器將轉(zhuǎn)動信號發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制送管機(jī)構(gòu)捻旋導(dǎo)管，完成轉(zhuǎn)動導(dǎo)管的動作。

本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、操作方式與人工送管方式完全相同，拉動手柄向前移動，送管機(jī)構(gòu)進(jìn)行送管，捻旋手柄前端的轉(zhuǎn)輪，送管機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管，操作簡單方便；

2、具有實(shí)時(shí)力反饋功能。移動指上的力傳感器一旦檢測到導(dǎo)管碰觸血管壁的力，將檢測到的信號發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將信號處理后，向電機(jī)發(fā)送指令，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，人手就會感受到電機(jī)傳遞過來的扭矩，進(jìn)而停止送管，向后拉回或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管，直至感受不到反饋回來的力，再繼續(xù)向前送管；

3、采用高分辨率的編碼器，精確的反映運(yùn)行狀態(tài)，提高控制精度；