[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于血栓清除手術(shù)的微小機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011284839.4
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112494102B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭軍強;戴如蘭;倪敬;蒙臻;童康成;陸彬彬
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: A61B17/22
• 分類號: A61B17/22;A61B17/3207
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于血栓清除手術(shù)的微小機器人及其控制方法?，F(xiàn)有血栓清除機器人沒有針對清除血栓的運動做出詳細(xì)設(shè)計。本發(fā)明包括機器人操作端主體和外部控制傳動端模塊；機器人操作端主體包括頭部展開機構(gòu)、前后端撐開機構(gòu)、中部撐開機構(gòu)、套筒、刀具組件和多層心軸；外部控制傳動端模塊包括滑動基座組件、固定基座、伺服電機組件和五個驅(qū)動機構(gòu)。本發(fā)明的刀具在運動過程中收攏，達(dá)到血栓位置后能展開，并能實現(xiàn)刀具沿血管方向前進(jìn)和旋轉(zhuǎn)運動同時進(jìn)行，實現(xiàn)機械性清除血栓，刀具外端面為曲面，防止對血管內(nèi)壁造成傷害；過濾網(wǎng)能單獨控制收攏或展開，實現(xiàn)過濾網(wǎng)在運動過程中收攏，達(dá)到血栓位置后展開收集被清除的血栓，收集完畢后再收攏。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微型機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于血栓清除手術(shù)的微小機器人。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，嚴(yán)重威脅人類生命健康的心腦血管疾病，尤其是血栓類疾病，成為了當(dāng)代醫(yī)學(xué)研究的重點和熱點之一。血栓形成(thrombosis)是指在一定條件下，血液有形成分在血管內(nèi)(多數(shù)為小血管)形成栓子，造成血管部分或完全堵塞，相應(yīng)部位血液供應(yīng)障礙的病理過程。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)針對血栓的治療方式主要有藥物溶栓和物理方式除栓兩大類，而這兩類的治療方法也各有優(yōu)劣，且具有針對不同情況的特殊性，往往在實際醫(yī)療過程中擇情選擇。傳統(tǒng)血管開放手術(shù)中存在著許多待完善的問題，如開放性血栓清除手術(shù)對于高發(fā)患者群體(以老年人為主)來說，由于其手術(shù)存在較大的創(chuàng)口，不利于免疫力較低的老年人患者康復(fù)；較長的手術(shù)時間對暴露在顯像射線下的施術(shù)者傷害較大。除了手術(shù)過程中的這些不足以外，手術(shù)對于施術(shù)者的操作要求也較高，精細(xì)的血管手術(shù)往往需要經(jīng)驗豐富的施術(shù)者來進(jìn)行操作，符合條件的施術(shù)者相對于數(shù)量較大的患者顯然太少，而微小機器人的應(yīng)用可以大幅降低手術(shù)中醫(yī)療人員的操作難度。對于目前已有的微小血管機器人，多數(shù)主要提供了實現(xiàn)運動的方式和外形，并沒有針對清除血栓的目標(biāo)運動做出詳細(xì)的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種應(yīng)用于血栓清除手術(shù)的自收束、自展開的具有具體清除血栓結(jié)構(gòu)的微小機器人及其控制方法，通過將微小機器人技術(shù)與當(dāng)前血管內(nèi)手術(shù)技術(shù)相結(jié)合，在一定程度上降低了血管手術(shù)的風(fēng)險。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種應(yīng)用于血栓清除手術(shù)的微小機器人，包括機器人操作端主體和外部控制傳動端模塊。所述的機器人操作端主體包括頭部展開機構(gòu)、前后端撐開機構(gòu)、中部撐開機構(gòu)、套筒、刀具組件和多層心軸。

所述的頭部展開機構(gòu)包括固定軸、撐開件、熱膨脹元件、支撐件和擺桿機構(gòu)；所述的熱膨脹元件和支撐件均與固定軸固定，支撐件與固定軸同軸設(shè)置；熱膨脹元件內(nèi)設(shè)有磁控元件；所述的撐開件固定在熱膨脹元件一端；所述的擺桿機構(gòu)包括擺桿和蓋板；擺桿兩端分別與撐開件和蓋板中部鉸接；蓋板一端與支撐件鉸接；三個以上擺桿機構(gòu)沿?fù)伍_件周向均布，每相鄰兩個擺桿機構(gòu)的蓋板之間通過過濾網(wǎng)連接。

所述的前后端撐開機構(gòu)由連桿連接件一、連桿連接件二和三個以上連桿機構(gòu)組成，所述的中部撐開機構(gòu)由連桿連接件一、連桿連接件二和三個以上連桿機構(gòu)組成；所述的連桿機構(gòu)包括連桿一、連桿二、連桿三和表面撐開蓋；連桿二和連桿三一端均鉸接在連桿連接件二上，另一端均與表面撐開蓋鉸接；連桿二和連桿三長度相等，且平行設(shè)置；連桿一一端鉸接在連桿連接件一上，另一端鉸接在連桿三上；連桿連接件二與連桿連接件一構(gòu)成沿連桿連接件一軸向的滑動副；前后端撐開機構(gòu)設(shè)有兩個，設(shè)置在前部的前后端撐開機構(gòu)的連桿連接件一與套筒構(gòu)成滑動副；設(shè)置在后部的前后端撐開機構(gòu)的連桿連接件二與中部撐開機構(gòu)的連桿連接件一固定。

所述的刀具組件主要由刀具架、刀具和刀具架擋板組成；刀具架和中部撐開機構(gòu)中連桿連接件二的相對面均固定有磁性材料；刀具架上的磁性材料與中部撐開機構(gòu)中連桿連接件二上固定的磁性材料相互吸附；所述的刀具設(shè)有兩個，每個刀具內(nèi)端與鉸接在刀具架上的一個刀具傳動齒輪固定；刀具架背向多層心軸中第三層傳動軸的一端設(shè)有限位肩，刀具架擋板與刀具架朝向多層心軸中第三層傳動軸的一端固定；