專利名稱：微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
血管介入手術(shù)是指醫(yī)生在數(shù)字減影血管造影機(DSA)的導(dǎo)引下，操縱導(dǎo)管在 人體血管內(nèi)運動，對病灶進行治療，達到栓塞畸形血管、溶解血栓、擴張狹窄血管等目 的。與傳統(tǒng)“開放”手術(shù)相比，本方法具有創(chuàng)傷小、安全有效、術(shù)后恢復(fù)快、并發(fā)癥少 等優(yōu)點。血管介入手術(shù)的主要步驟就是將導(dǎo)管推送到病灶位置，并進行相應(yīng)的診斷和治 療。因此，能否將導(dǎo)管送到精確的病灶位置直接影響整個手術(shù)的質(zhì)量和患者的健康。人 工介入導(dǎo)管存在很多弊端(1)醫(yī)生在X射線環(huán)境下工作，長期操作對身體傷害很大；現(xiàn)有手術(shù)方法技巧性強，風(fēng)險性高，專科醫(yī)生手術(shù)培訓(xùn)時間長，限制了該項技術(shù)的廣 泛應(yīng)用；(3)由于操作復(fù)雜、手術(shù)時間長，醫(yī)生疲勞和人手操作不穩(wěn)定等因素會直接影 響手術(shù)質(zhì)量，進而影響患者生存質(zhì)量。這些缺點限制了血管介入手術(shù)的廣泛應(yīng)用，機器 人技術(shù)與血管介入技術(shù)有機結(jié)合是解決上述問題的重要途徑。人體內(nèi)血管不規(guī)則，彎曲狹長，為防止導(dǎo)管在前進過程中損壞血管壁或誤入血 管分支，導(dǎo)管推拉裝置需要具有較靈敏的力檢測功能及隨時能將導(dǎo)管回拉的功能?，F(xiàn)有的推拉裝置，一方面，需要醫(yī)務(wù)人員將所需送的導(dǎo)管從送管機構(gòu)的一端穿 入送管機構(gòu)，操作起來費時費力；另一方面，電機、傳感器與操作部分組件之間拆卸不 方便，不利于清洗消毒和數(shù)次使用后的更換；再者，測力裝置測到的力受自身機構(gòu)傳動 的影響，所測的力信號數(shù)據(jù)不準確，不便于信號處理。因此，發(fā)明一種微創(chuàng)血管介入手 術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置有著極其重要的現(xiàn)實應(yīng)用意義。本發(fā)明的目的就在于提供一種具有較靈敏力檢測功能以及在導(dǎo)管誤入血管分支 或碰觸血管壁時能及時將導(dǎo)管拉回的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用作微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人的末端執(zhí)行器，它包括移動部件和開合部 件。通過移動部件和開合部件的配合動作，完成推送、空返、空進、拉回四個動作。開 合部件閉合時，移動部件向前移動，推送導(dǎo)管前進，向后移動，拉回導(dǎo)管；開合部件張 開時，移動部件向前移動，實現(xiàn)空進，移動部件向后移動，實現(xiàn)空返。開合部件的張合由雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵控制，雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵通電，帶動裝在電磁 鐵軸上的齒輪轉(zhuǎn)動，，通過齒輪之間的嚙合，將動力傳遞到中間是方孔的齒輪，該齒輪 轉(zhuǎn)動帶動套在方孔內(nèi)的方桿轉(zhuǎn)動，進而帶動一橢圓形的開合板轉(zhuǎn)動，頂著開合部件實現(xiàn) 開合動作。移動部件動力來自于直流伺服電機，需要向前移動時，電機正轉(zhuǎn)，帶動一組嚙 合的齒輪轉(zhuǎn)動，纏繞在齒輪軸上的繩一端繼續(xù)纏繞，一端釋放，從而拉著移動部件向前移動；電機反轉(zhuǎn)，繩纏繞和釋放的方向相反，移動部件后退。優(yōu)點與特點本發(fā)明的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置中裝有高精度力傳感器，能夠 實時檢測導(dǎo)管碰觸血管壁的力，且檢測到的力只有導(dǎo)管和血管壁的碰觸力，不受機構(gòu)中 摩擦力和機構(gòu)自身傳動的影響，檢測準確可靠；該傳感器采用卡扣安裝形式，安裝拆卸 十分方便，便于執(zhí)行部分消毒；采用高分辨率編碼器，精確記錄電機轉(zhuǎn)動圈數(shù)，從而得 到移動裝置的移動距離和所處位置；張合部件的張合動作通過雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵的通斷電 控制，電磁鐵正向通電時，張合機構(gòu)張開，進行放進管或取出管的操作，電磁鐵反向通 電時，張合機構(gòu)閉合，夾緊導(dǎo)管工作，控制方法簡單，容易實現(xiàn)；整個推拉裝置的執(zhí)行 部件和動力部件可以并且很容易拆裝，便于使用前的消毒和數(shù)次使用后的更換；張合機 構(gòu)可以人為干預(yù)，向前推送導(dǎo)管時，如出現(xiàn)意外，醫(yī)生可以隨時張開張合機構(gòu)，送管動 作將立即停止，避免了控制不力產(chǎn)生意外。


圖1是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推送裝置張合動力部示意2是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推送裝置移動動力部示意3是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推送裝置執(zhí)行部件示意4是微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推送裝置測力原理示意圖
具體實施例方式下面給出本發(fā)明的具體實施方案，并結(jié)合附圖加以說明。1、結(jié)合圖1說明移動指張合動作雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵1正向瞬間通電，達到一端 極限位置，第一齒輪4隨之轉(zhuǎn)動一定角度，與第一齒輪嚙合的第二齒輪6也相應(yīng)轉(zhuǎn)動，進 而帶動與第二齒輪嚙合的第三齒輪7轉(zhuǎn)動，第三齒輪中心開有方孔，方桿8套在方孔中， 因而方桿跟隨第三齒輪轉(zhuǎn)動。方桿同時套在開合板42中，帶動開合板隨之轉(zhuǎn)動，利用開 合板的橢圓面頂著左側(cè)移動指32和右側(cè)移動指33轉(zhuǎn)動，完成張開動作。雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵 1反向瞬間通電，達到另一端的極限位置，各個齒輪轉(zhuǎn)向與上述張開動作時的轉(zhuǎn)向相反， 開合板42的橢圓面逐漸脫離右側(cè)移動指32和左側(cè)移動指33，則兩移動指在第二彈簧27 作用下壓在一起，完成移動指的閉合動作。雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵1固定在電磁鐵支架2上， 電磁鐵支架2通過支架3固定在外部機架上。2、結(jié)合圖2說明移動指移動動作具體實施方法正向啟動電機17，通過減速器 16的減速，將動力傳遞到第四齒輪14、第五齒輪19、齒輪軸20。傳動繩在齒輪軸的光 軸部分纏繞兩圈，繩的一端繞過第一繩輪10，系在滑塊連接板23的后端，繩的另一端繞 過第二繩輪43，繞過移動指另一端與該端對稱的兩個繩輪，系在滑塊連接板23的前端。 這樣，齒輪軸20轉(zhuǎn)動，繩一端向齒輪軸上纏繞，另一端釋放，拉動移動指向前移動。電 機反轉(zhuǎn)，繩纏繞和釋放的方向相反，拉動移動指向后移動。3、測力的具體實施方法移動指上裝有力傳感器31，能夠準確檢測到導(dǎo)管碰 觸血管壁的力，當導(dǎo)管前端遇到阻力時，該阻力作用在移動指上，移動指上端就會略向 后擺動，從而向下壓力傳感器31，送管的阻力和傳感器的壓力成杠桿關(guān)系(如圖4)，檢
4測到的力不受機構(gòu)自身摩擦力和傳動機構(gòu)的影響，準確可靠。該傳感器的傳感器架30采用 卡扣安裝形式安裝在移動指固定箱26上，安裝拆卸十分方便，同樣便于執(zhí)行部分消毒。
4、如圖3所示，移動指中包括張合部件和移動部件，張合部件主要包括左側(cè)移 動指32，右側(cè)移動指33，兩移動指通過銷軸28連接，張合動作時兩移動指分別繞銷軸28 轉(zhuǎn)動，完成張合動作。為防止導(dǎo)管在移動指張開時上下攢動，移動指上裝有保持架39， 保持架內(nèi)裝有第三彈簧37，彈簧裝在保持架銷軸38上，可以人為打開保持架，方便裝入 和拿出導(dǎo)管，整個保持架借助保持架護罩40固定在右側(cè)移動指上，整個張合部件通過銷 軸28安裝在移動指固定箱26上，限位桿41安裝在移動指固定箱內(nèi)，用于限制整個張合 部件自身擺動，避免其擺動影響力傳感器測力，限位板22限制張合部件向后擺動過大， 損壞傳感器。移動部件主要包括第一滑塊24、第二滑塊29，兩滑塊固定在滑塊連接板 上，繩輪傳動帶動滑塊連接板移動，兩滑塊隨之在機架36的滑槽內(nèi)移動，移動指固定箱 卡在滑塊連接板內(nèi)，因此整個張合部件隨之移動，移動的最大距離由限位開關(guān)35限制。
權(quán)利要求
1.一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于包括夾持導(dǎo)管移動的 移動部件和在導(dǎo)管放入和取出時張開，在需要移動導(dǎo)管過程中閉合的張合部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于導(dǎo) 管推拉裝置包括移動部件和張合部件，其中移動部件用于完成推送導(dǎo)管、自身空返、自 身空進、拉回導(dǎo)管四個動作；張合部件的作用是在其張開時，拿出或放入導(dǎo)管，閉合 時，夾持導(dǎo)管跟隨移動部件移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于所 述移動部件裝有力傳感器，將送管的阻力和傳感器的壓力設(shè)計成杠桿關(guān)系，保證測力的 準確性和可靠性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，其特征在于移 動部件上的力傳感器，通過卡扣形式安裝在移動指固定箱上，便于拆卸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人導(dǎo)管推拉裝置，屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。它用作微創(chuàng)血管介入手術(shù)機器人的末端執(zhí)行器，包括移動部件和張合部件，移動部件包括移動動力部和移動執(zhí)行部，移動動力來自直流伺服電機，通過齒輪傳遞動力到繩輪，繩拉動執(zhí)行部移動。張合部件包括張合動力部和張合執(zhí)行部，動力來自雙向旋轉(zhuǎn)電磁鐵，通過齒輪進行動力傳遞，完成張合動作，移動部件和張合部件配合動作，完成移動部件推送導(dǎo)管、自身空返、自身空進、拉回導(dǎo)管四個動作。張合部件閉合時，移動部件向前移動，推送導(dǎo)管前進，向后移動，拉回導(dǎo)管；張合部件張開時，移動部件向前移動，實現(xiàn)移動部件自身的空進，移動部件向后移動，實現(xiàn)移動部件自身的空返。
文檔編號A61B19/00GK102018573SQ20101053554
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者侯增廣, 張?zhí)? 曾達幸, 楊雪, 王洪波, 胡國清, 胡星, 袁林 申請人:燕山大學(xué)