[發明專利]類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組

有效

• 申請號: 202110254537.0
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113116518B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 王澄;滕皋軍;陸建
• 申請（專利權）人: 珠海橫樂醫學科技有限公司
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張志輝

本發明涉及一種類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組的技術方案，包括：增加了穿刺針旋轉模組以模仿了醫生旋進穿刺針的手法，安裝扭矩傳感器，通過靜態扭矩傳感器、扭桿及電機的模組結構替換了動態扭矩傳感器，在工作時，電機外殼會收到來自電機轉子產生的反向扭矩，該部分扭矩通過扭桿傳遞至靜態扭矩傳感器。本發明的有益效果為：節約了穿刺機構內部的空間，并提高了測量數據的可靠性，為穿刺機器人更精準的反饋針尖受力情況提供了結構保證。

技術領域

本發明涉及醫療設備領域，具體涉及了一種類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組。

背景技術

惡性腫瘤是全球范圍內廣泛關注的主要公共健康問題。每年的死亡病例數和新增癌癥病例數更是占全球半數以上。因此，惡性腫瘤的治療已成為關乎國家經濟發展和民生社稷的重要命題。

內放療技術為傳統外放療技術的延伸，具體可分為一過性植入和永久性植入兩種形式。近年來，盡管不斷有新型放射性核素應用于臨床,但是¹²⁵I依然是目前最為常用的內放療核素，并成為傳統外放療技術的重要補充。

傳統的內放射治療采用基于穿刺模板的手動針刺操作，存在靈活性差、精度低等問題，同時長時間、近距離操作放射性粒子還會對放療醫生造成放射性傷害。基于多感知的機器人輔助手術不僅定位精度高、靈活性強，還可以提高治療效率、保護操作者，是彌補傳統內放射治療缺陷的重要途徑。但在這一介入機器人系統中，如何設計并嵌入一款類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，讓機器人操作導引針時，既能夠實時感知到直線方向的推拉力和導針旋轉時的扭矩信息，同時能夠讓后端的粒子槍和導引針能夠配合通過導引針后端順利植入粒子，成為了介入機器人系統的工程瓶頸問題。

現有技術公開了一種適用于球擴式支架快速交換型輸送系統的血管介入機器人(專利號為CN201910411154.2)，該項專利在原有設計的基礎上首先加入了力反饋模塊，在原有的功能上增加了測量導絲收到的軸向力和扭矩的功能。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供了一種類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，節約了穿刺機構內部的空間，并提高了測量數據的可靠性，為穿刺機器人更精準的反饋針尖受力情況提供了結構保證。

本發明的技術方案包括一種類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，其特征在于，包括：直線運動模組及壓力傳感模組；所述直線運動模組包括滑塊1、直線模組電機2、直線模組底座3、滑車底座4、絲桿7及導軌9；所述導軌9穿過所述滑塊1，所述滑塊1通過所述直線模組電機2沿所述導軌9往復運動；滑車底座4固定于所述滑塊1上；所述滑車底座4包括前擋板和后擋板；所述壓力傳感模組包括穿刺針30、穿刺針底座29、電機5、電機軸套45、主動輪軸套6及環形壓力傳感器8，所述穿刺針30固定于穿刺針底座29上，所述穿刺針底座29連接環形壓力傳感器8的頂桿28，所述頂桿28被主動輪軸套6包覆并穿過環形壓力傳感器8的中心；所述電機5安裝于所述電機軸套45中，所述電機軸套45固定于所述滑車底座4；所述電機5帶動齒輪組正反轉動進行所述穿刺針30的正反旋轉，其中齒輪組包括主動輪15從動輪16，所述從動輪16與所述頂桿28連接。

根據所述的類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，其中所述電機5的末端還連接有扭桿43，所述扭桿43安裝在扭桿軸套46中，扭桿軸套46固定于所述滑車底座4，所述扭桿43的末端還連接靜態扭矩傳感器42，所述靜態扭矩傳感器42另一端接口固定于所述滑車底座4。

根據所述的類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，其中電機5向任意方向轉動時，通過扭桿43產生反向旋轉的趨勢，同時通過靜態扭矩傳感器42測量出所述電機5產生的反向扭矩，根據反向扭矩感知所述穿刺針30的扭矩。

根據所述的類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，其中環形壓力傳感器8的量程為5N，精度為0.001。

根據所述的類介入醫師觸覺感知的力反饋傳感模組，其中直線模組底座3為L型，并帶有圓形孔，所述直線模組電機2通過圓形孔連接所述滑塊1。