[發明專利]血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201410629037.0
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104287841A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 徐曉剛;陸茂偉
• 申請（專利權）人: 上海速介機器人科技有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;A61M25/082
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種操縱裝置及其控制方法，具體地，涉及一種血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置及其控制方法。

背景技術

近年來隨著血管介入治療在我國的興起，形成了包括心血管介入治療學、腦血管介入治療學、血管外科學、介入放射學等等多個新興的學科。由于血管介入治療技術的不斷進步和各種腔內器具的不斷涌現和應用，許多原本不能采用血管介入治療的病變已能獲益于這一微創治療，而且血管介入治療的安全性、有效性和遠期療效不斷改善。但是，目前的血管介入治療也有其局限性。

在血管介入治療過程中，醫生需要借助基于X射線的數字剪影血管造影(DSA)的導引來完成手術，醫生雖然配備含鉛防護服，但是仍然無法保護醫生的上肢和頭部不受X射線輻射；且由于血管介入治療的復雜性，往往需要長時間暴露于X射線環境中操作，醫生的累計輻射量大；而且長時間穿著沉重的含鉛防護服，加大了脊柱的壓力負荷，已有較多報道顯示血管介入醫生的甲狀腺癌、放射性晶狀體損傷、腰椎病等的發生率明顯高于其它學科的醫生。全國從事血管腔內治療操作的醫護人員約70萬人，全國每年進行血管腔內治療超過一千萬臺次，與X射線相關的職業損傷已成為一個不可回避的問題，嚴重威脅著醫生的健康狀況和血管介入治療學的長遠發展。

國際上已有商品化的非血管介入手術機器人，所用的工具主要為鉗子，并且通過鉗子可以演化成結扎鉗、切割鉗、分離鉗，工具相對單一，主要依靠遙控式的、放大式的精確操作。而血管介入治療所用的腔內器具更為復雜，導絲、導管、導鞘、球囊、支架、濾器、封堵器等，這些腔內器具又都根據不同的治療目的和靶血管分成多個類型，每一類型下又有不同的規格、不同的導入設計，比如最簡單的腔內器具——導絲，有軟有硬、有粗有細，有長有短、其頭端又還分為不同的設計，所以在真實血管介入治療操作過程中需要根據不同的動脈條件、不同的病變性質、不同的部位和手術的進程頻繁更換血管腔內器具。因此，血管介入治療的遙控機器人的研制更為復雜，這也是沒有獲得實質性突破的原因。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置及其控制方法，其能夠代替人手實現送絲和轉絲動作，導絲與導管的更換也較易實現，為實現遠程手術打下了基礎。

根據本發明的一個方面，提供一種血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置，其特征在于，所述血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置包括導絲動夾持器、滑筒、導絲靜夾持器、導管、導管夾持器、第一直線進給臺、六軸力傳感器、轉臺、第二直線進給臺、導絲，所述導管、導絲由所述滑筒支撐，所述導管夾持器用于夾持所述導管，所述第一直線進給臺用于控制所述導管夾持器的移動，所述導絲靜夾持器與所述導絲動夾持器用于控制所述導絲的運動，所述轉臺用于控制所述導絲動夾持器的轉動，所述第二直線進給臺用于控制所述導絲動夾持器的運動；所述軸力傳感器用于測量導絲運動過程中的阻力或阻力矩，以指導操作人員進行合理的操作。

優選地，所述血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置在工作之前，需要操作人員切口并將所述導絲、導管插入到血管中，并連接好所述導管夾持器、導絲動夾持器、導絲靜夾持器。

優選地，所述轉臺與所述第二直線進給臺聯合控制所述導絲動夾持器，以實現所述導絲的前后運動和旋轉運動。

優選地，所述導絲靜夾持器用于固定所述導絲，以控制所述導絲的前后位移。

優選地，所述第一直線進給臺通過前后滑移帶動所述導管的前后運動。

本發明提供一種血管介入手術機器人導絲導管操縱裝置的控制方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，打開導管夾持器、導絲靜夾持器、導絲動夾持器，將導絲導管放入滑筒中；

步驟二，操作人員切口并將所述導絲、導管插入到血管中，并閉合導管夾持器、導絲靜夾持器、導絲動夾持器；

步驟三，送管過程為導管夾持器夾緊導管，在第二直線進給臺的帶動下實現進給運動，當碰到行程開關或得到停止命令時，則停止送管過程，松開導管夾持器，第二直線進給臺回到起始點；

步驟四，送絲過程包括導絲的進給與捻轉，其中導絲的進給運動與上述步驟三的送管過程基本一致，導絲的捻旋過程為導絲靜夾持器夾住導絲，轉臺帶動導絲動夾持器來回轉動，從而實現導絲的捻旋運動；

步驟五，安裝于導絲動夾持器末端的六軸力傳感器用于測量導絲在進給運動以及旋轉運動過程中所產生的阻力與阻力矩，從而為操作人員的操作提供有用的指導信息。