[發明專利]介入機器人

在審

• 申請號: 202011071569.9
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112137723A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 邵萌;趙磊;韋巍
• 申請（專利權）人: 生一科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61M25/01
• 代理公司: 北京中慧創科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11721
• 代理人: 由元

本發明公開了一種介入機器人，包括主端、從端以及與主端和從端連接的控制裝置，主端包括操作裝置、操作檢測裝置和阻力發生裝置，操作裝置與阻力發生裝置通過單向傳動機構傳動連接，操作檢測裝置與控制裝置連接，控制裝置采集操作檢測裝置的測量信號控制從端；從端包括固定平臺，固定平臺上設置有導軌，以及與導軌對應的導軌驅動機構，導軌上設置輸送機構，導軌驅動機構驅動輸送機構沿導軌滑動，從端還包括阻力檢測裝置，阻力檢測裝置與控制裝置連接，控制裝置采集阻力檢測裝置的測量信號控制阻力發生裝置。本發明通過沒有方向的阻力發生裝置模擬出有方向性的阻力。

技術領域

本發明涉及介入技術領域，特別涉及一種介入機器人。

背景技術

介入技術是應用現代高科技手段進行的一種微創性治療，是在醫學影像的引導下，將特制的導管，導絲等精密器械引入人體，對體內病灶進行診斷和局部治療。介入治療的多數項目都是在血管內進行的，它不需開刀，只需要在血管、皮膚上作直徑微小的創口，把特制的導管、導絲插入血管內即可治療過去無法治療，必須手術治療或內科治療療效欠佳的疾病，如腫瘤，血管瘤，各種出血，腦血管畸形等。

對于某種疾病類型，例如動脈硬化，患者的心臟的圖像可顯示一個或多個冠狀動脈受阻。診斷程序之后，可對患者進行基于導管的介入治療。介入治療方法通常是，導絲被插入到血管內，然后推送導絲到達期望位置。導管隨后沿著導絲被插入，并到達患者病灶位置。某些治療中，導管配備有用于安裝在人體的支架以及安裝支架所需的球囊。在腫瘤治療中，可以通過該導管灌注化療藥物，以及灌注用于栓塞的栓塞劑。

對于手動插入導絲，醫生在導絲的近端施加軸向推力和轉矩，用于控制導絲到達期望的位置。在此操作時，需要影像設備的輔助來幫助醫生確定導絲在血管中的位置。目前常用的影像設備為DSA，該設備使用具有對人有輻射傷害的X射線進行成像。長期處于X射線的照射下會對醫生的眼睛，皮膚，生殖系統造成不可逆的傷害。采用遠程控制的機器人可以將醫生從輻射環境中隔離出來，避免受到的輻射。

目前血管介入手術機器人主要采用主從端操作結構。主端即為醫生操作端，從端即為執行端，主端和從端通過控制裝置連接，醫生通過操作主端的操作手柄等裝置從而通過控制裝置驅動從端的導管及導絲運動，然后通過控制裝置將相應的影像反饋到主端的顯示系統。通過主端和從端的設置，從而將醫生從輻射環境中隔離出來。

主端的操作手柄是醫生和機器人的交互工具，通過操作手柄將醫生的動作信息傳遞給機器人，進而機器人操作導管導絲。開發可靠安全、操作友好的操作手柄是介入手術機器人發展的關鍵環節之一。

Sensi機器人導管系統是最早使用的血管介入手術機器人，醫生在三維圖像引導下，對導管進行遙控操作，操作醫生有力覺反饋。Catheter Robotics公司開發的血管介入手術機器人系統手柄可以控制導管軸向運動、旋轉運動以及導管前端彎曲角度，可以進入角度比較刁鉆的血管。加拿大西安大略大學開發了以真實導管導絲作為操作手柄的往返和轉動操作裝置，沒有力反饋。中國哈爾濱工業大學利用摩擦對滾的方式進行管絲輸運，利用主手感知力反饋。深圳先進技術研究院使用電機進行力反饋實現主端操作。

從各種資料來看，血管介入手術機器人操作手柄，第一功能需求是需要能夠操作導管導絲的旋轉、推拉以及二者的混合，第二功能需求是需要能夠將病人側導管導絲在介入過程中的阻力或者阻力矩反饋到醫生操作裝置，增強醫生的手感和臨場感，增加手術操作的安全性和穩定性。目前，滿足第一功能需求的方法比較多，也比較成熟，但是能夠同時滿足第二功能需求仍然存在一些困難，例如加載力和力矩的動態范圍調整、力和力矩之間的相合等，需要探索新的結構和原理。