[發(fā)明專利]一種帶觸覺反饋的血管介入手術(shù)機(jī)器人主端裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210031378.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114224502A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋雨;詹育;高強(qiáng);吳佳彬;李劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: A61B34/37
• 分類號: A61B34/37;A61B34/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 史云聰

本發(fā)明公開了一種帶觸覺反饋的血管介入手術(shù)機(jī)器人主端裝置，涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，包括觸覺力輸出機(jī)構(gòu)、動作采集機(jī)構(gòu)和操作導(dǎo)管；觸覺力輸出機(jī)構(gòu)包括套筒結(jié)構(gòu)和活塞結(jié)構(gòu)，操作導(dǎo)管的一端與活塞結(jié)構(gòu)連接，操作導(dǎo)管的另一端與動作采集機(jī)構(gòu)位置對應(yīng)，活塞結(jié)構(gòu)設(shè)置在套筒結(jié)構(gòu)中，活塞結(jié)構(gòu)與套筒結(jié)構(gòu)滑動連接，套筒結(jié)構(gòu)包括電磁線圈，活塞結(jié)構(gòu)和套筒結(jié)構(gòu)之間填充有磁流變液；動作采集機(jī)構(gòu)包括軸向信息采集結(jié)構(gòu)和周向信息采集結(jié)構(gòu)，軸向信息采集結(jié)構(gòu)用于采集操作導(dǎo)管的軸向位置信息，周向信息采集結(jié)構(gòu)用于采集操作導(dǎo)管的周向位置信息。本發(fā)明能夠為操作者在操作手術(shù)中提供擬真的手術(shù)環(huán)境，能夠反映術(shù)中的介入阻力，保障手術(shù)的安全順利完成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶觸覺反饋的血管介入手術(shù)機(jī)器人主端裝置。

背景技術(shù)

近些年來，由于環(huán)境惡化與人不良的生活習(xí)慣，心血管疾病患病率與致死率逐年升高，已經(jīng)成為人類生命安全的最大威脅，而血管栓塞是常見的心血管疾病癥狀。目前治療血管栓塞最有效的方法是血管介入手術(shù)，通過人為干預(yù)，利用導(dǎo)管導(dǎo)絲進(jìn)行導(dǎo)航，介入至病灶處放置支架來疏通血管、消除病灶。為避免傳統(tǒng)手術(shù)醫(yī)生長時間暴露在輻射下的問題，目前已經(jīng)已有醫(yī)療公司和高校開發(fā)了主從式血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，用于醫(yī)生在遠(yuǎn)端通過操縱機(jī)器人完成手術(shù)。由于使用主從式機(jī)器人進(jìn)行介入手術(shù)，醫(yī)生在遠(yuǎn)端缺乏對導(dǎo)管介入環(huán)境的直接感知，因此為保障手術(shù)的安全進(jìn)行，需要在主端為醫(yī)生提供更多的臨場真實環(huán)境細(xì)節(jié)。國內(nèi)外的醫(yī)療企業(yè)與高校科研機(jī)構(gòu)所設(shè)計機(jī)器人采用的力反饋方案多為電機(jī)提供力反饋、電流變液提供力反饋，均存在一定的缺陷。且機(jī)器人主端操作器多采用操作桿、操縱按鈕等機(jī)械結(jié)構(gòu)，無法適用傳統(tǒng)介入手術(shù)的操作方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶觸覺反饋的血管介入手術(shù)機(jī)器人主端裝置，應(yīng)用磁流變液技術(shù)提供觸覺力反饋，為醫(yī)生提供臨場沉浸式手術(shù)阻力環(huán)境；采用操作導(dǎo)管與動作采集機(jī)構(gòu)進(jìn)行動作采集，最大程度保留了傳統(tǒng)介入手術(shù)中醫(yī)生的操作經(jīng)驗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種帶觸覺反饋的血管介入手術(shù)機(jī)器人主端裝置，包括觸覺力輸出機(jī)構(gòu)、動作采集機(jī)構(gòu)、操作導(dǎo)管和控制器；

所述觸覺力輸出機(jī)構(gòu)包括套筒結(jié)構(gòu)和活塞結(jié)構(gòu)，所述操作導(dǎo)管的一端與所述活塞結(jié)構(gòu)連接，所述操作導(dǎo)管的另一端與所述動作采集機(jī)構(gòu)位置對應(yīng)，所述活塞結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述套筒結(jié)構(gòu)中，所述活塞結(jié)構(gòu)與所述套筒結(jié)構(gòu)滑動連接，所述套筒結(jié)構(gòu)包括電磁線圈，所述活塞結(jié)構(gòu)和所述套筒結(jié)構(gòu)之間填充有磁流變液；

所述動作采集機(jī)構(gòu)包括軸向信息采集結(jié)構(gòu)和周向信息采集結(jié)構(gòu)，所述軸向信息采集結(jié)構(gòu)用于采集所述操作導(dǎo)管的軸向位置信息，所述周向信息采集結(jié)構(gòu)用于采集所述操作導(dǎo)管的周向位置信息；

所述電磁線圈、所述軸向信息采集結(jié)構(gòu)和所述周向信息采集結(jié)構(gòu)均分別與所述控制器電連接。

優(yōu)選地，所述套筒結(jié)構(gòu)包括螺旋結(jié)構(gòu)、外殼、第一端蓋和第二端蓋，所述螺旋結(jié)構(gòu)包括螺旋本體和第一阻擋本體，所述第一阻擋本體設(shè)置在所述螺旋本體的凹槽中，所述第一阻擋本體用于改變磁感線的路徑，所述螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述外殼的內(nèi)側(cè)，所述電磁線圈位于所述螺旋結(jié)構(gòu)和所述外殼之間，所述第一端蓋位于所述螺旋結(jié)構(gòu)和所述外殼的一端，所述第二端蓋位于所述螺旋結(jié)構(gòu)和所述外殼的另一端，所述操作導(dǎo)管貫穿所述第二端蓋設(shè)置。

優(yōu)選地，所述螺旋本體采用鐵磁材料制成；所述第一阻擋本體采用非鐵磁材料制成。