[發明專利]具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器

有效

• 申請號: 202010556752.1
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111672011B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 翁鼎;張傳彬;陳磊;汪家道
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61M25/01
• 分類號: A61M25/01;A61M25/09
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 劉艷春

提供一種具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器，其包括介入器械；送絲單元，其包括直線平臺；直線平臺上設置滑動臺；設置在滑動臺上的力傳感單元，力傳感單元包括六維力傳感平臺，六維力傳感平臺用于檢測介入器械在血流場作用下的實時力及扭矩；設置在六維力傳感平臺上的多動作執行單元，多動作執行單元對介入器械進行夾緊、旋轉或夾緊并旋轉的操作；前夾持單元；其中，送絲單元將多動作執行單元和六維力傳感平臺從滑動臺的一端運動至另一端；前夾持單元設置在滑動臺的另一端，前夾持單元對送絲單元送至滑動臺另一端的介入器械進行夾持。本發明所述的多動作協同介入手術操作器，具有體積小、質量輕、適應范圍廣的優點。

技術領域

本發明涉及一種介入手術末端執行器，具體涉及介入手術送絲系統末端執行器的結構設計。本發明多用于介入手術送絲系統，手術過程中在醫生的控制下對于導管執行相關操作，具有推送及旋轉導管的功能，可實現送絲和捻絲的實時協同操作，并可完成導管等介入手術器械受力的測量。

背景技術

據《中國心血管病報告》知，我國心血管病現患人數約為2.9億，心腦血管疾病具有高發病率、高致殘率、高死亡率的特點，給社會及家庭帶來沉重的精神及經濟負擔。

引起心腦血管疾病的主要原因是血管內部堆積所引起的局部供血不足。目前，介入手術是治療心腦血管疾病的有力手段。介入手術治療是指在皮膚上通過直徑為幾毫米的導管，在醫學影像設備的引導下利用人體的自然管道將支架等設備運送到病灶部位進行治療。介入手術具有創傷小、恢復快，可靠性高等多方面的優點，每年全球數十億人接受介入手術治療。

但是，介入手術本身操作難度較高，對于主刀醫生的臨床經驗要求較高。另一方面醫護人員將處于X射線的輻射下，雖然身著鉛衣，但仍然受到長時間輻射的傷害。

因此，如何研發一種體積小、質量輕、適應范圍廣介入手術機器人，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器，其包括：介入器械；送絲單元，其包括直線平臺；所述直線平臺上設置滑動臺；設置在所述滑動臺上的力傳感單元，所述力傳感單元其包括六維力傳感平臺，所述六維力傳感平臺用于檢測所述介入器械在血流場作用下的實時力及扭矩；設置在所述六維力傳感平臺上的多動作執行單元，所述多動作執行單元對所述介入器械進行夾緊、旋轉或夾緊并旋轉的操作；前夾持單元；其中，所述送絲單元將所述多動作執行單元和所述六維力傳感平臺從所述滑動臺的一端運動至另一端；所述前夾持單元設置在所述滑動臺的另一端，所述前夾持單元對所述送絲單元送至所述滑動臺另一端的介入器械進行夾持。

上述方案中，所述的具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器中，所述多動作執行單元包括夾緊組件和捻絲組件；所述夾緊組件包括：直線伺服驅動器II；一端設置在所述直線伺服驅動器II輸出端的連桿I；設置在所述連桿I另一端的柔性夾持軸，所述柔性夾持軸上開設有設置所述介入器械的內孔；與所述柔性夾持軸同軸設置的限位軸承，所述限位軸承上開設有限位內孔；所述限位內孔的縱截面為梯形；其中，所述直線伺服驅動器II驅動所述連桿I水平直線運動，帶動所述柔性夾持軸水平運動并運動至所述限位內孔中，所述柔性夾持軸在所述限位內孔的作用下發生形變并夾緊所述介入器械。

上述方案中，所述的具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器中，所述夾緊組件還包括主軸端，所述主軸端通過頂絲固定在所述柔性夾持軸上。

上述方案中，所述的具有多維力感知的多動作協同介入手術操作器中，所述捻絲組件包括：固定在所述柔性夾持軸上的齒輪I；舵機；設置在所述舵機舵盤上的齒輪II，所述齒輪II與所述齒輪I相嚙合；其中，齒輪II在所述舵機的作用下轉動，帶動所述齒輪I轉動，帶動所述柔性夾持軸轉動，使得所述介入器械旋轉。