CN101822865B - 一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪 - Google Patents

Abstract

一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，它涉及一种介入手术导管夹爪。以解决微创介入手术导管输送装置不能同时对推拉力和扭转力进行反馈的问题。对称放置的弹簧固定件内固连有压缩弹簧，压缩弹簧上连接有夹紧盘，通过两夹紧盘夹紧导管，夹紧盘通过钢丝绳与衔铁连接，衔铁与电磁铁相对设置，弹簧固定件与电磁铁均固定在内扭转环和内环端盖上，内扭转轴及内环轴与深沟球轴承的内圈配合，滑动套筒套装在深沟球轴承的外环上，滑动套筒与套筒型直线运动轴承的内圈配合，直线运动轴承固定在连接件上，连接件上布置有推力传感器，内扭转环上布置有扭转力传感器。本发明实现了介入手术导管的夹紧和推拉及扭转双重力反馈功能。

Description

一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪

技术领域

本发明涉及一种介入手术导管夹爪，具体涉及一种用于微创介入手术中输送导管并具有双重力反馈功能的夹爪。

背景技术

微创介入手术是目前医院临床治疗的主要手段之一，具有不开刀、创伤小、恢复快、效果好的特点，并将成为21世纪最有发展前途的临床医学专科之一。导管是介入手术中最主要的工具，而传统方式下，导管是由手工输送到患者体内。这就要求医生具有较丰富的临床经验，而且必须在现场实施操作，不可避免地受到辐射伤害。因此，介入手术开始逐渐实现远程操作，即医生远离手术现场，在操纵室借助于图像引导进行远程的导管输送操作。为了使医生在这个过程中真实地感知到导管输送的状态，需要将对导管实施推拉与扭转操作所需要的力反馈至控制室，并体现至操纵手柄上。目前，已经研发的导管输送装置，只有少数具有力反馈功能，而且主要集中在推拉力的反馈上。如果不能将推拉力和扭转力同时反馈回来，那么操作者就不能准确获知导管的受力情况，特别是当导管远端被血管壁卡住时，如果不能够凭借力反馈信息将导管退出而继续输送，将导致血管壁穿孔，对患者造成巨大的伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，以解决微创介入手术导管输送装置不能同时对导管推拉力和扭转力进行反馈的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的导管夹爪包括外扭转环、内扭转环、内环端盖、两个连接件、两个套筒型直线运动轴承、两个压缩弹簧、两个夹紧盘、两个电磁铁、六个推力传感器、四个扭转力传感器、两个紧固件、两个滑动套筒、四个深沟球轴承、两个外端盖、两个内套筒、两个弹簧固定件、四个滑轮、四个滑轮轴、两根钢丝绳、两个弹性挡圈和两个衔铁；每个连接件设有轴向中心台肩通孔，每个连接件由制成一体的大法兰盘、小法兰盘及设置在大法兰盘和小法兰盘之间的过渡套组成，两个连接件的大法兰盘相对设置，每个连接件的轴向中心台肩通孔内装有一个套筒型直线运动轴承，内扭转环和内环端盖均设有轴向中心通孔，内扭转环由内扭转盘和内扭转轴组成，内扭转轴与内扭转盘一侧端面的中心位置固接，内环端盖由内环盖和内环轴组成，内环轴与内环盖一侧端面的中心位置固接，内扭转轴设置在两个连接件的其中一个的轴向中心台肩通孔内，内环轴设置在两个连接件的剩余一个的轴向中心台肩通孔内，且内扭转盘和内环盖相对设置并位于两个大法兰盘之间，内扭转轴及内环轴各固装在两个深沟球轴承的内环中，内扭转轴及内环轴的外壁上各加工有一个环槽，且每个环槽内装有一个用于深沟球轴承轴向定位的弹性挡圈，内扭转轴及内环轴上各套装有一个内套筒，且内套筒位于两个深沟球轴承之间，每个套筒型直线运动轴承的内圈中装有一个与其配合的滑动套筒，且滑动套筒套装在两个深沟球轴承的外环上，每个套筒型直线运动轴承通过与小法兰盘可拆卸连接的外端盖轴向定位，紧固件的一端穿过外端盖的中心孔与滑动套筒的内壁螺纹连接，两个夹紧盘相对于两个连接件的中心轴线上下对称设置在内扭转盘与内环盖之间，每个夹紧盘装在弹簧固定件的中心弹簧孔内且与其滑动配合，弹簧固定件与内扭转盘和内环盖固接，夹紧盘与弹簧固定件之间固装有压缩弹簧，两个电磁铁相对于两个连接件的中心轴线对称设置在内扭转盘与内环盖之间，每个电磁铁与内扭转盘和内环盖固接，内扭转盘和内环盖可拆卸连接，每根钢丝绳的一端与相应的夹紧盘固接，每根钢丝绳的另一端穿过相应的压缩弹簧并绕过一对滑轮与相应的衔铁固接，衔铁与电磁铁相对设置，滑轮通过滑轮轴与内扭转盘和内环盖转动连接，外扭转环设置在内扭转盘和内环盖上，外扭转环与两个大法兰盘可拆卸连接，每个大法兰盘上均布固装有三个推力传感器，两个大法兰盘中的推力传感器一一对应设置，固装在与内扭转盘相邻一侧的大法兰盘上的推力传感器的端部与内扭转盘接触，固装在与内环盖相邻一侧的大法兰盘上的推力传感器的端部与内环盖接触，内扭转盘与内环盖相邻一侧的端面上设有两个圆弧形突起，每个圆弧形突起的两端各设有一个连接耳，每个连接耳上固装有一个扭转力传感器，扭转力传感器的端部与外扭转环接触。

本发明具有如下有益效果：一、本发明通过电磁铁通电拉动钢丝绳使压缩弹簧压缩松开导管，保证了其动作的快速性，而在断电后靠压缩弹簧的弹性力来夹紧导管，此种夹紧方式为弹性夹紧，保证夹紧的同时不对导管造成损坏。二、本发明采用了推力传感器和扭转力传感器，通过本发明的结构布置，保证了传感器检测到的力即为导管推拉力和与扭转力成比例的力，其检测精度高，能同时对导管推拉力和扭转力进行反馈，且反馈力数据准确可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构剖视图(图中←所指示方向定为左侧；→所指示方向定为右侧)，图2是图1的左视图，图3是图1的俯视图，图4是图1的A-A剖视图，图5是内扭转环10的主视图，图6是图5的俯视图，图7是图5的B-B剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图7说明本实施方式，本实施方式的导管夹爪包括外扭转环9、内扭转环10、内环端盖23、两个连接件5、两个套筒型直线运动轴承7、两个压缩弹簧12、两个夹紧盘13、两个电磁铁15、六个推力传感器14、四个扭转力传感器19、两个紧固件1、两个滑动套筒2、四个深沟球轴承3、两个外端盖4、两个内套筒6、两个弹簧固定件11、四个滑轮16、四个滑轮轴17、两根钢丝绳18、两个弹性挡圈24和两个衔铁25；每个连接件5设有轴向中心台肩通孔，每个连接件5由制成一体的大法兰盘5-1、小法兰盘5-2及设置在大法兰盘5-1和小法兰盘5-2之间的过渡套5-3组成，两个连接件5的大法兰盘5-1相对设置，每个连接件5的轴向中心台肩通孔内装有一个套筒型直线运动轴承7，内扭转环10和内环端盖23均设有轴向中心通孔，内扭转环10由内扭转盘10-1和内扭转轴10-2组成，内扭转轴10-2与内扭转盘10-1一侧端面的中心位置固接，内环端盖23由内环盖23-1和内环轴23-2组成，内环轴23-2与内环盖23-1一侧端面的中心位置固接，内扭转轴10-2设置在两个连接件5的其中一个的轴向中心台肩通孔内，内环轴23-2设置在两个连接件5的剩余一个的轴向中心台肩通孔内，且内扭转盘10-1和内环盖23-1相对设置并位于两个大法兰盘5-1之间，内扭转轴10-2及内环轴23-2各固装在两个深沟球轴承3的内环中，内扭转轴10-2及内环轴23-2的外壁上各加工有一个环槽，且每个环槽内装有一个用于深沟球轴承3轴向定位的弹性挡圈24，内扭转轴10-2及内环轴23-2上各套装有一个内套筒6，且内套筒6位于两个深沟球轴承3之间，每个套筒型直线运动轴承7的内圈中装有一个与其配合的滑动套筒2，且滑动套筒2套装在两个深沟球轴承3的外环上，每个套筒型直线运动轴承7通过与小法兰盘5-2可拆卸连接的外端盖4轴向定位，紧固件1的一端穿过外端盖4的中心孔与滑动套筒2的内壁螺纹连接，两个夹紧盘13相对于两个连接件5的中心轴线上下对称设置在内扭转盘10-1与内环盖23-1之间，每个夹紧盘13装在弹簧固定件11的中心弹簧孔内且与其滑动配合，弹簧固定件11与内扭转盘10-1和内环盖23-1固接，夹紧盘13与弹簧固定件11之间固装有压缩弹簧12，两个电磁铁15相对于两个连接件5的中心轴线对称设置在内扭转盘10-1与内环盖23-1之间，每个电磁铁15与内扭转盘10-1和内环盖23-1固接，内扭转盘10-1和内环盖23-1可拆卸连接(本实施方式中，二者通过两个内环锁紧螺栓26可拆卸连接，同时二者通过两个内环锁紧螺栓26锁紧)，每根钢丝绳18的一端与相应的夹紧盘13固接，每根钢丝绳18的另一端穿过相应的压缩弹簧12并绕过一对滑轮16与相应的衔铁25固接，衔铁25与电磁铁15相对设置，滑轮16通过滑轮轴17与内扭转盘10-1和内环盖23-1转动连接，外扭转环9设置在内扭转盘10-1和内环盖23-1上，外扭转环9与两个大法兰盘5-1可拆卸连接(本实施方式中，外扭转环9与两个大法兰盘5-1通过四个外环锁紧螺栓8可拆卸连接，同时二者通过四个外环锁紧螺栓8锁紧)，每个大法兰盘5-1上均布固装有三个推力传感器14，两个大法兰盘5-1中的推力传感器14一一对应设置，固装在与内扭转盘10-1相邻一侧的大法兰盘5-1上的推力传感器14的端部与内扭转盘10-1接触，固装在与内环盖23-1相邻一侧的大法兰盘5-1上的推力传感器14的端部与内环盖23-1接触，内扭转盘10-1与内环盖23-1相邻一侧的端面上设有两个圆弧形突起10-3，每个圆弧形突起10-3的两端各设有一个连接耳10-4，每个连接耳10-4上固装有一个扭转力传感器19，扭转力传感器19的端部与外扭转环9接触。

工作时，将导管30穿入到内扭转环10和内环端盖23设有的轴向中心通孔中，并由上下两个对称的夹紧盘13夹紧。当电磁铁15通电时吸引衔铁25，拉动钢丝绳18，钢丝绳18绕过滑轮16拉动夹紧盘13向远离导管30的方向运动，使夹紧盘13与导管30分开，松开导管30。而当电磁铁15断电时，电磁铁15对衔铁25没有吸引力的作用，在压缩弹簧12的弹性力作用下，夹紧盘13向接近导管30方向运动，夹紧导管30。

当外力带动连接件5向右侧移动时(见图1)，安装在内扭转盘10-1上的三个推力传感器14推动内扭转环10向右侧移动，内扭转环10夹紧夹紧盘13，夹紧盘13夹紧导管30，则内扭转环10带动导管30向右侧移动，此时推力传感器14检测到的力即为导管30前端所受到的阻力。

当外力带动内扭转环10转动时，内扭转环10夹紧夹紧盘13，夹紧盘13夹紧导管30，则内扭转环10转动带动导管30转动，此时扭转力传感器19检测到的力即是与导管30前端扭转所受力大小成比例的力。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的内扭转环10和内环端盖23的轴向中心通孔同轴设置。如此设置，便于导管30穿入。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的导管夹爪还包括四个固定轴20；每个弹簧固定件11通过两个固定轴20与内扭转盘10-1和内环盖23-1固接。如此设置，具有连接可靠的优点。

具体实施方式四：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或三的不同点是：本实施方式的导管夹爪还包括两个内环定位销22；内扭转环10和内环端盖23通过两个内环定位销22定位。如此设置，便于内扭转环10和内环端盖23的安装定位。

具体实施方式五：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四的不同点是：本实施方式的导管夹爪还包括两个外环定位销21；两个连接件5与外扭转环9通过两个外环定位销21定位。如此设置，便于连接件5与外扭转环9的安装定位。

工作过程：

参见图1～图4，当要执行推送导管30操作时，电磁铁15断电，靠压缩弹簧12的弹簧力作用在夹紧盘13上，夹紧导管30，外力推动连接件5运动时，推动力通过推力传感器14推动内扭转环10，而内扭转环10上连接有弹簧固定件11，其上固定有压缩弹簧12，压缩弹簧12上固定有夹紧盘13，此时夹紧盘13夹紧导管30，推力传感器14检测到的推动力即为导管30前端所受到的阻力；当要执行扭转导管30时，电磁铁15断电，靠压缩弹簧12的弹簧力作用在夹紧盘13上，夹紧导管30，外力带动连接件5扭转，将扭转力作用在扭转力传感器19上，扭转力传感器19带动内扭转环10，而内扭转环10上连接有弹簧固定件11，弹簧固定件11上固定有压缩弹簧12，压缩弹簧12与夹紧盘13固接，此时夹紧盘13夹紧导管30，则此时扭转力传感器19检测到的力即为与导管30前端所受到的扭转力大小成比例的力。当电磁铁15通电时，吸引衔铁25，拉动钢丝绳18，钢丝绳18通过固定在滑轮轴17上的滑轮16拉动夹紧盘13向远离导管30的方向运动，此时导管30处于松开状态。

Claims (5)

1.一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，其特征在于：所述导管夹爪包括外扭转环(9)、内扭转环(10)、内环端盖(23)、两个连接件(5)、两个套筒型直线运动轴承(7)、两个压缩弹簧(12)、两个夹紧盘(13)、两个电磁铁(15)、六个推力传感器(14)、四个扭转力传感器(19)、两个紧固件(1)、两个滑动套筒(2)、四个深沟球轴承(3)、两个外端盖(4)、两个内套筒(6)、两个弹簧固定件(11)、四个滑轮(16)、四个滑轮轴(17)、两根钢丝绳(18)、两个弹性挡圈(24)和两个衔铁(25)；每个连接件(5)设有轴向中心台肩通孔，每个连接件(5)由制成一体的大法兰盘(5-1)、小法兰盘(5-2)及设置在大法兰盘(5-1)和小法兰盘(5-2)之间的过渡套(5-3)组成，两个连接件(5)的大法兰盘(5-1)相对设置，每个连接件(5)的轴向中心台肩通孔内装有一个套筒型直线运动轴承(7)，内扭转环(10)和内环端盖(23)均设有轴向中心通孔，内扭转环(10)由内扭转盘(10-1)和内扭转轴(10-2)组成，内扭转轴(10-2)与内扭转盘(10-1)一侧端面的中心位置固接，内环端盖(23)由内环盖(23-1)和内环轴(23-2)组成，内环轴(23-2)与内环盖(23-1)一侧端面的中心位置固接，内扭转轴(10-2)设置在两个连接件(5)的其中一个的轴向中心台肩通孔内，内环轴(23-2)设置在两个连接件(5)的剩余一个的轴向中心台肩通孔内，且内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)相对设置并位于两个大法兰盘(5-1)之间，内扭转轴(10-2)及内环轴(23-2)各固装在两个深沟球轴承(3)的内环中，内扭转轴(10-2)及内环轴(23-2)的外壁上各加工有一个环槽，且每个环槽内装有一个用于深沟球轴承(3)轴向定位的弹性挡圈(24)，内扭转轴(10-2)及内环轴(23-2)上各套装有一个内套筒(6)，且内套筒(6)位于两个深沟球轴承(3)之间，每个套筒型直线运动轴承(7)的内圈中装有一个与其配合的滑动套筒(2)，且滑动套筒(2)套装在两个深沟球轴承(3)的外环上，每个套筒型直线运动轴承(7)通过与小法兰盘(5-2)可拆卸连接的外端盖(4)轴向定位，紧固件(1)的一端穿过外端盖(4)的中心孔与滑动套筒(2)的内壁螺纹连接，两个夹紧盘(13)相对于两个连接件(5)的中心轴线上下对称设置在内扭转盘(10-1)与内环盖(23-1)之间，每个夹紧盘(13)装在弹簧固定件(11)的中心弹簧孔内且与其滑动配合，弹簧固定件(11)与内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)固接，夹紧盘(13)与弹簧固定件(11)之间固装有压缩弹簧(12)，两个电磁铁(15)相对于两个连接件(5)的中心轴线对称设置在内扭转盘(10-1)与内环盖(23-1)之间，每个电磁铁(15)与内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)固接，内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)可拆卸连接，每根钢丝绳(18)的一端与相应的夹紧盘(13)固接，每根钢丝绳(18)的另一端穿过相应的压缩弹簧(12)并绕过一对滑轮(16)与相应的衔铁(25)固接，衔铁(25)与电磁铁(15)相对设置，滑轮(16)通过滑轮轴(17)与内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)转动连接，外扭转环(9)设置在内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)上，外扭转环(9)与两个大法兰盘(5-1)可拆卸连接，每个大法兰盘(5-1)上均布固装有三个推力传感器(14)，两个大法兰盘(5-1)中的推力传感器(14)一一对应设置，固装在与内扭转盘(10-1)相邻一侧的大法兰盘(5-1)上的推力传感器(14)的端部与内扭转盘(10-1)接触，固装在与内环盖(23-1)相邻一侧的大法兰盘(5-1)上的推力传感器(14)的端部与内环盖(23-1)接触，内扭转盘(10-1)与内环盖(23-1)相邻一侧的端面上设有两个圆弧形突起(10-3)，每个圆弧形突起(10-3)的两端各设有一个连接耳(10-4)，每个连接耳(10-4)上固装有一个扭转力传感器(19)，扭转力传感器(19)的端部与外扭转环(9)接触。

2.根据权利要求1所述的一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，其特征在于：内扭转环(10)和内环端盖(23)的轴向中心通孔同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，其特征在于：所述导管夹爪还包括四个固定轴(20)；每个弹簧固定件(11)通过两个固定轴(20)与内扭转盘(10-1)和内环盖(23-1)固接。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，其特征在于：所述导管夹爪还包括两个内环定位销(22)；内扭转环(10)和内环端盖(23)通过两个内环定位销(22)定位。

5.根据权利要求4所述的一种具有双重力反馈功能的介入手术导管夹爪，其特征在于：所述导管夹爪还包括两个外环定位销(21)；两个连接件(5)与外扭转环(9)通过两个外环定位销(21)定位。

Images