[發(fā)明專利]一種導(dǎo)絲輔助夾緊裝置及其控制導(dǎo)絲的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710768220.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107789720A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佑祥;江裕華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院;李佑祥;江裕華
• 主分類號(hào): A61M25/09
• 分類號(hào): A61M25/09;A61M25/01
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 范東升

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微創(chuàng)血管介入手術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)絲輔助夾緊裝置及其操作方法。該 一種導(dǎo)絲輔助夾緊裝置可以用于造影、微創(chuàng)血管介入手術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)培訓(xùn)及手術(shù)實(shí)際操作 中。

背景技術(shù)

心血管系統(tǒng)疾病是人類最為常見的一類疾病，是目前世界人口的一大死因，嚴(yán)重威脅人 類健康。心腦血管疾病已經(jīng)成為人類疾病死亡的三大原因之一，全球每年有1670萬(wàn)人死于心 腦血管疾病，占所有疾病死亡率的29.2％，每年我國(guó)900萬(wàn)心腦血管疾病患者中就有250萬(wàn) 人死亡。

心腦血管微創(chuàng)介入療法是針對(duì)心腦血管疾病的主要治療手段，其是在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的引 導(dǎo)下，借助于介入導(dǎo)管沿血管的管腔到達(dá)較遠(yuǎn)的病變部位，如冠狀動(dòng)脈、腦部、肝臟和腎臟 的血管內(nèi)，然后對(duì)病變部位實(shí)行微創(chuàng)治療的一種新興醫(yī)療手術(shù)。在血管介入治療過程中，醫(yī) 生需要借助基于X射線的數(shù)字剪影血管造影(DSA)的導(dǎo)引來(lái)完成手術(shù)，醫(yī)生雖然配備含鉛防 護(hù)服，但是仍然無(wú)法保護(hù)醫(yī)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(fù)雜 性，往往需要長(zhǎng)時(shí)間暴露于X射線環(huán)境中操作，醫(yī)生的累計(jì)輻射量大；而且長(zhǎng)時(shí)間穿著沉 重的含鉛防護(hù)服，加大了脊柱的壓力負(fù)荷，已有較多報(bào)道顯示血管介入醫(yī)生的甲狀腺癌、放 射性晶狀體損傷、腰椎病等的發(fā)生率明顯高于其它學(xué)科的醫(yī)生。全國(guó)從事血管腔內(nèi)治療操作 的醫(yī)護(hù)人員約70萬(wàn)人，全國(guó)每年進(jìn)行血管腔內(nèi)治療超過一千萬(wàn)臺(tái)次，與X射線相關(guān)的職業(yè) 損傷已成為一個(gè)不可回避的問題，嚴(yán)重威脅著醫(yī)生的健康狀況和血管介入治療學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā) 展。借助機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)管、導(dǎo)絲遙操作的手術(shù)方法能夠有效應(yīng)對(duì)這一問題，可以大幅提 高手術(shù)操作的精度與穩(wěn)定性，同時(shí)能有效降低放射線對(duì)主刀醫(yī)生的傷害，降低術(shù)中事故的發(fā) 生幾率。因此，心腦血管介入手術(shù)輔助機(jī)器人越來(lái)越多的被人們所關(guān)注，逐漸成為各國(guó)在醫(yī) 療機(jī)器人領(lǐng)域的重點(diǎn)研發(fā)對(duì)象。

目前血管介入手術(shù)機(jī)器人主要采用主從端操作結(jié)構(gòu)，以將醫(yī)生與放射線隔離，如天津理 工大學(xué)申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮椋?01410206956.7的發(fā)明專利，公開了一種主從微創(chuàng)血管介入手術(shù)輔 助系統(tǒng)從操作器裝置，它包括軸向推送單元、旋轉(zhuǎn)單元、夾取單元、手術(shù)導(dǎo)管、操作力檢測(cè) 單元和傾角可調(diào)底座，其工作方法包括信號(hào)檢測(cè)、傳遞、處理、動(dòng)作。優(yōu)越性在于：可以模 仿醫(yī)生的介入操作動(dòng)作，操作精度高，有效提高手術(shù)安全性；可以保證不同的接受治療者或 者不同的介入位置均能調(diào)整到操作者所期望的角度。又如，北京航空航天大學(xué)申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)?為：201210510169.2的發(fā)明專利，公開了一種主從式遙操作血管介入手術(shù)機(jī)器人，包括主端 操控機(jī)構(gòu)、從端推進(jìn)機(jī)構(gòu)、PMAC控制器；主端操控機(jī)構(gòu)作為醫(yī)生的操作端；從端推進(jìn)機(jī)構(gòu) 作為機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在手術(shù)室內(nèi)代替醫(yī)生把持導(dǎo)管，完成導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)功能；PMAC控制 箱用來(lái)實(shí)現(xiàn)主端操控機(jī)構(gòu)與從端推進(jìn)機(jī)構(gòu)間的信息傳遞，從而使從端導(dǎo)管推進(jìn)機(jī)構(gòu)按照主端 操控機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其采用主從遙操作方式輔助醫(yī)生實(shí)施手術(shù)，從端推進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí) 現(xiàn)導(dǎo)管的軸向進(jìn)給和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

上述方案是國(guó)內(nèi)對(duì)于血管介入手術(shù)機(jī)器人較為先進(jìn)的研究，但它們都存在如下幾方面問 題：(1)只能單獨(dú)推送導(dǎo)絲或?qū)Ч?，不能在手術(shù)過程中協(xié)同推送導(dǎo)管和導(dǎo)絲，不能完全模擬 醫(yī)生的操作動(dòng)作，并且在一些需要導(dǎo)絲導(dǎo)管同時(shí)配合前進(jìn)的部位難以操作，進(jìn)而造成操作精 度低、手術(shù)效率低下、對(duì)醫(yī)生的輔助程度低、存在一定的安全隱患；(2)導(dǎo)管和導(dǎo)絲控制器 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅制造成本高，而且影響操作精度；(3)導(dǎo)管導(dǎo)絲的拆裝不方便，不易于手術(shù) 中更換導(dǎo)管導(dǎo)絲，不方便對(duì)導(dǎo)管、導(dǎo)絲和接口進(jìn)行消毒處理。

通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)分析可看出，在實(shí)際手術(shù)的操作中，通常需要導(dǎo)管、導(dǎo)絲以及輔助機(jī)構(gòu)， 能夠任意實(shí)現(xiàn)各自在軸向上的直線運(yùn)動(dòng)，并且往往需要導(dǎo)管導(dǎo)絲協(xié)同操作，相互配合前進(jìn)。 而現(xiàn)有技術(shù)均存在以下問題：(1)體積重量大：由于采用兩套滑軌來(lái)分別操縱導(dǎo)管和導(dǎo)絲， 裝置體積大、占地面積大、重量大，因此不適合放置于手術(shù)室進(jìn)行臨床手術(shù)操作；(2)不能 再現(xiàn)醫(yī)生手部操作的實(shí)際動(dòng)作，不能完成導(dǎo)管和導(dǎo)絲的協(xié)同推送，不符合實(shí)際手術(shù)操作需求； (3)擴(kuò)展性差：手術(shù)過程中，需要對(duì)導(dǎo)管和導(dǎo)絲進(jìn)行輔助操作，而輔助操作的軸向直線運(yùn)動(dòng) 與導(dǎo)管、導(dǎo)絲的運(yùn)動(dòng)不同步時(shí)，需要增加滑軌，而采用現(xiàn)有直線滑軌的形式，利用滑軌通軸 布置，各自的行程是沒有交集的，因此不能完成對(duì)其功能的擴(kuò)展。目前，急切需要提供一種 能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)管導(dǎo)絲協(xié)同操作，能夠根據(jù)需要，單獨(dú)或同時(shí)控制導(dǎo)管或?qū)Ыz，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、 易拆卸的裝置。