CN105662588B - 一种主从式微创血管介入手术远程操作系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，属于医疗设备技术领域；它包括：医生控制平台、主端控制计算机、视觉反馈检测设备、导丝导管操作器、从端控制计算机和从端位姿调节平台；所述医生控制平台依据医生的操作进行模拟导管和导丝医疗行为的运动，并将该运动对应的运动信息发送给主端控制计算机；主端控制计算机将接收的运动信息作为运动控制命令发送给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的运动控制命令发送给导丝导管操作器；导丝导管操作器依据接收到的运动控制命令运动，进而对患者进行医疗行为；本发明能够根据医生的操作信息完成介入动作，并能将实时的触觉信息反馈给医生，提高介入手术的安全性和可操作性。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种主从式微创血管介入手术远程操作系统。
背景技术
心血管系统疾病是人类最为常见的一类疾病，是目前世界人口的一大死因，严重威胁人类健康。血管疾病的情况主要有血管肿瘤、血栓堵塞、血管畸形、血管收缩、血管硬化等。血管微创介入手术是一项主要用于诊断和治疗心脑血管病症的内科手术。其是在医学影像设备的引导下，借助于介入导管沿血管的管腔到达较远的病变部位，如冠状动脉、脑部、肝脏和肾脏的血管内，然后对病变部位实行微创治疗的一种新兴医疗手术。血管微创介入手术不仅能有效地解决血管病症，而且还有不开刀、创伤小、恢复快、效果好的特点。因此，血管微创介入手术已经广泛应用于临床血管造影、血管成形术、血栓或异物的摘除、治疗肿瘤或血管畸形、血栓溶解等方面。虽然介入手术有诸多优点，但仍然存在许多不足之处。目前，在手术插管过程中，较为普遍的做法是在X光影像或其他灰度图像的监控和引导下，直接由技术熟练的操作人员手工完成导管的插入过程。然而，作为一种新技术，它需要大量的操作技巧。首先，对手术人员来说，使导丝快速而又准确地到达目标位置是一个十分困难的工作。错误或重复的操作可能会对人体血管造成一定的损伤，给手术带来了一定的风险。此外，操作进行身体内部，它是不可能直接监控。医生插入导管需要更多的技能和经验。在操作上，例如导管插入到病人的血管。任何错误都会伤害患者造成损害。一个有经验的神经外科医生可以实现精密的手术约2mm。然而，血管和导管之间的接触力不能被检测的。并且，在操作过程中X-射线相机被使用，长时间的手术过程会对病人造成损伤。更重要的是进行心血管介入治疗时，专业医师也需要在X线照射下进行手术操作。尽管医生穿防护服，但这是非常难保护到医生被X射线辐射的手和脸。而且医护人员接受放射线照射机会更是与病人，目前医疗防护条件差，从事心血管介入治疗的专业医师和医护人员的心身健康都会不同程度地受到损害。
主从微创血管介入手术辅助操作系统，即将医生与患者分离开，可以使介入手术中插管过程更加容易和准确，同时减少X线对专业医师和医护人员造成的伤害。医生操作主端系统，从端系统接受到指令后，操作导管对患者进行介入手术。同时在从端上安装各种传感器以获取体内特别是血管内的特定信息。
主从式微创血管介入手术辅助系统可以让医生在一个安全的不受X光辐射的环境中操作手术，医生的生理颤抖和误操作都可以通过系统过滤掉，减少医生的培训时间。近年来，遥操作主从式微创血管介入手术辅助系统已成为一个研究热点。传统手术中医生直接操作手术器械，器械与人体组织的接触信息可以直接让医生感受到，而微创手术中医生在主端操作，不能直接感受到从端机械与人体组织的接受信息。因此，在微创手术中，医生由于缺少了触觉信息而使得手术增加了危险，可能因操作不当或过猛损坏了病人的器官。触觉反馈在很多研究中都有涉及，但反馈方式与传统的直接通过接触手术器械感受的方式相差甚远，同时，医生的操作方式和传统的方式也大大不同，这使得，传统介入手术所积累的经验技巧得不到很好的利用，这也不符合人体工学的要求。而且在实际手术中医生的操作必定是对导管和导丝的操作会进行频繁的更替或者同时进行。在众多研究中，手术现场的导管操作机器人装置设计都基于摩擦滚轮的方式，这种方式容易对导管造成损坏，损坏的导管也可能对血管造成伤害，同时摩擦推动本身存在推进误差。并且也没有对导管和导丝同时进行操作的功能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，适用于血管造影等血管疾病诊断，血栓、静脉石摘除和溶解，血管瘤或血管畸形、狭窄等血管疾病的治疗方面，能够允许医生像传统手术一样去操作，可以同时对导管和导丝进行操作，且能够根据医生的操作信息完成介入动作，并能将实时的触觉信息直观的反馈给医生，提高介入手术的安全性和可操作性，结构简单易实现。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，包括：由医生控制平台和主端控制计算机组成的主端机构及由视觉反馈检测设备、导丝导管操作器、从端控制计算机和从端位姿调节平台组成的从端机构；
所述医生控制平台依据医生的操作进行模拟导管和导丝医疗行为的运动，并将该运动对应的运动信息发送给主端控制计算机；主端控制计算机将接收的运动信息作为运动控制命令发送给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的运动控制命令发送给导丝导管操作器；导丝导管操作器依据接收到的运动控制命令运动，进而对患者进行医疗行为，所述医疗行为产生作用力；
导丝导管操作器在对患者进行医疗行为过程中产生的作用力对应的触觉信息、视觉反馈检测设备的输入端采集的所述医疗行为的视觉信息和从端位姿调节平台的位姿信息均反馈给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的触觉信息、视觉信息及位姿信息均反馈给主端控制计算机；主端控制计算机将接收到的触觉信息反馈给医生控制平台，医生控制平台根据所述触觉信息进行与所述模拟导管和导丝医疗行为的运动的相反运动，所述相反运动产生的阻力作为触觉反馈传输给医生；主端控制计算机将接收到的视觉信息及位姿信息均通过显示屏反馈给医生，医生根据所述视觉信息调整对医生控制平台的操作，医生根据位姿信息调整导丝导管操作器的位姿；
所述从端位姿调节平台与手术病床固连，用于安装导丝导管操作器，并对导丝导管操作器的位姿进行调整。
进一步的，所述医生控制平台进行相反运动产生的阻力对应的阻力信息反馈给主端控制计算机，主端控制计算机对所述阻力信息与导丝导管操作器的作用力对应的受力信息进行对比，再传输给医生控制平台，医生控制平台调整其提供的阻力信息使其与导丝导管操作器的受力信息一致，形成闭环控制。
进一步的，所述医生控制平台包括力学反馈组件、医生操作组件、运动检测组件、触觉检测组件及平台滑轨；
所述平台滑轨包括滑条和用于安装滑条的滑轨支架；
所述力学反馈组件包括轴向力设备和手柄支架；所述轴向力设备为曲柄滑块结构，用于带动医生操作组件进行轴向运动或转动；轴向力设备通过手柄支架安装在滑条上，轴向力设备随滑条沿滑轨支架的滑槽移动；
所述医生操作组件包括操作手柄、手柄限位器及底座；操作手柄通过手柄限位器固定在底座上；
所述触觉检测组件包括推拉力传感器和连接件；所述推拉力传感器的侧面和连接件的侧面对接后的一端与操作手柄未安装有手柄限位器的一端连接，另一端与轴向力设备连接；
所述运动检测组件包括运动定位板、激光测距仪及激光测距仪支架；两个激光测距仪分别安装在激光测距仪支架的两端；所述运动定位板固定在手柄支架上，并位于两个激光测距仪之间。
进一步的，所述导丝导管操作器包括：导丝、导丝操作器、导管、导管操作器、滑动支架、轴向运动控制器及外壳；
所述导丝操作器用于对手术用的导丝进行旋转、夹紧及放松操作，并检测导丝在手术中的受力情况；
所述导管操作器用于对手术用的导管进行旋转、夹紧及放松操作，并检测导管在手术中的受力情况；
所述滑动支架用于对导丝和导管进行支撑，并限制导丝在进入导管之前的运动轨迹，防止导丝在进入导管之前发生弯曲；
所述轴向运动控制器用于控制导管和导丝的轴向运动；
所述外壳用于对导丝操作器、导管操作器和滑动支架进行支撑。
进一步的，所述轴向运动控制器包括：伺服电机、线性滑台及外壳安装台；外壳安装台与线性滑台滑动配合，伺服电机固定在线性滑台上，并控制外壳安装台沿线性滑台的滑动方向运动，其中，线性滑台的滑动方向与导丝的轴向一致；
所述外壳固定在外壳安装台上，并随外壳安装台沿线性滑台的滑动方向运动；
所述滑动支架包括：滑轨和支架；滑轨安装在外壳内，两个以上支架的底端均与滑轨滑动配合，使支架沿滑轨的滑动方向运动，其中，滑轨的滑动方向与导丝的轴向一致；导丝穿过一部分支架的顶端及导管穿过另一部分支架的顶端后，导丝与导管孔轴配合。
进一步的，所述导丝操作器和导管操作器均安装在外壳内，且分别位于滑动支架的两端，导丝未与导管配合的一端穿过导丝操作器，导管未与导丝配合的一端穿过导管操作器；
其中，所述导丝操作器包括导丝扭转器、导丝扭转器夹持机构、导丝受力检测机构和导丝扭转器旋转机构；
所述导丝扭转器实现对导丝的夹紧与放松操作；导丝扭转器包括工作轮及支撑轴；所述工作轮的外圆周面加工有周向齿；所述支撑轴内加工有轴向通孔，轴向通孔内安装有用于夹紧导丝的爪钳；工作轮与支撑轴同轴分布并螺纹连接，通过工作轮与支撑轴的相对旋转，使得径向压紧或放松支撑轴内的爪钳，进而实现对导丝的夹紧或放松；导丝扭转器通过支撑架安装在外壳内，导丝同轴穿过导丝扭转器；
所述导丝受力检测机构在导丝的夹紧状态下检测导丝的受力情况，并将数据传输至从端控制计算机；
所述导丝扭转器夹持机构实现对导丝扭转器的支撑轴的夹紧与放松；
所述导丝扭转器旋转机构实现对导丝扭转器工作轮的旋转操作：当导丝扭转器被夹紧状态下通过旋转导丝扭转器实现对导丝的夹紧与放松操作；当在导丝被夹紧且导丝扭转器未被夹紧的状态下通过对导丝扭转器的旋转来控制导丝的旋转和轴向运动；
所述导管操作器与导丝操作器结构相同；
所述导丝受力检测机构包括推拉力传感器、传感器支架、U型板、预紧板、滑轨A和滑轨B及支撑连接板；
所述滑轨B由两个导轨及与两个导轨滑动配合的连接架组成；
推拉力传感器通过传感器支架安装在外壳内，滑轨B安装在外壳内，滑轨A位于传感器支架和滑轨B之间，并通过支撑连接板安装在外壳内，且滑轨A的滑块一端与推拉力传感器连接，两个U型板分别安装在滑轨A的滑块的另一端和滑轨B的连接架上，且两个U型板平行；预紧板为楔形块，安装在滑轨B的连接架上，用于与外部的结构抵触，实现对滑轨B轴向锁紧；导丝扭转器位于两个U型板之间；
所述导丝扭转器夹持机构包括夹齿、凸轮、直流电机I及电机安装架I；
直流电机I通过电机安装架I安装在外壳内；夹齿套装在导丝扭转器的支撑轴上；凸轮安装在直流电机I的输出轴上，在直流电机I的作用下挤压或放松夹齿；
所述导丝扭转器旋转机构包括：惰轮、直流电机II、旋转齿轮、电机安装架I I及惰轮安装架；
直流电机II通过电机安装架II固定在外壳内，旋转齿轮安装在直流电机II的输出轴上，并与导丝扭转器的工作轮啮合，旋转齿轮通过直流电机II的旋转控制导丝扭转器的旋转；惰轮通过惰轮安装架固定在外壳内，并与导丝扭转器的工作轮啮合。
进一步的，所述从端位姿调节平台包括：六连杆机械臂、转盘、升降机构及底座；
所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述从端位姿调节平台上的导丝导管操作器沿竖直方向的移动和自锁；
所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述导丝导管操作器在水平面内的平移和绕竖直方向旋转的调节和锁紧；
所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述导丝导管操作器绕转盘中心线旋转的调节和自锁；
所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向。
进一步的，所述升降机构包括升降手轮、升降蜗杆、升降涡轮、升降螺杆、导向底柱、上支撑板及下支撑板；
所述四个导向底柱的一端固定在底座上，另一端固定有下支撑板；四个升降螺杆的一端与下支撑板的四个角螺纹连接，另一端穿过上支撑板的四个角后，分别与四个升降涡轮同轴固定，其中，上支撑板通过升降螺杆外圆周面的环形台阶面进行轴向限位；升降蜗杆安装在上支撑板上，升降蜗杆的两端分别与两个升降涡轮啮合，其中，位于升降蜗杆同一端的两个升降涡轮分别位于升降蜗杆外圆周面的两侧；升降手轮用于带动升降蜗杆转动。
进一步的，所述六连杆机械臂包括水平双六连杆机构、锁紧机构、支撑板及上端盖；
其中，所述支撑板通过支架与所述升降机构固定连接，且支撑板上设有四个铰接点；
所述水平双六连杆机构包括十个连杆和四个铰接杆；五个连杆顺序铰接组成第一连杆组，第一连杆组的两端分别与支撑板上的两个铰接点铰接形成六边形结构，第一连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅰ；另五个连杆顺序铰接组成第二连杆组，第二连杆组的两端分别与支撑板上的另两个铰接点铰接形成六边形结构，第二连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅱ；且平面六连杆机构Ⅰ与平面六连杆机构Ⅱ上下平行对称放置；第一连杆组的四个连接点与第二连杆组的四个连接点通过四个铰接杆对应活动连接；
所述锁紧机构包括锁紧连杆、锁紧滑槽、压紧滑块、大齿轮、小齿轮、安装板及锁紧手柄；
安装板通过支架固定在支撑板上，并与支撑板之间留有设定距离；三个锁紧滑槽位于安装板与支撑板之间，并分别铰接在支撑板上；三个锁紧连杆的一端分别与第一连杆组的四个连接点中的任意三个连接点铰接，另一端分别与三个锁紧滑槽滑动配合；大齿轮和三个小齿轮分别通过各自的转轴安装在安装板上，三个小齿轮均与大齿轮啮合，且三个小齿轮的转轴分别固定有锁紧螺杆；三个压紧滑块分别通过滑轨安装在安装板上，三个压紧滑块的一端分别与三个锁紧螺杆一一螺纹配合，另一端分别与三个锁紧滑槽一一相对；锁紧手柄用于带动大齿轮转动。
进一步的，所述转盘包括从端夹具和分度转盘；
所述分度转盘包括分度盘、定盘、轴、连接板、转盘手轮、转盘蜗杆及转盘涡轮；
所述定盘的外圆周面固定有分度刻度环；
所述分度盘的边缘处固定有游标；
连接板固定在六连杆机械臂上，定盘固定在连接板上；轴的一端与分度盘同轴固定，另一端穿过定盘及连接板后，与转盘涡轮固定连接；转盘蜗杆通过支架安装在连接板上，并与转盘涡轮啮合；转盘手轮用于带动转盘蜗杆转动；
所述从端夹具包括从端支撑板、定位销Ⅰ、定位销Ⅱ及锁紧螺栓；
从端支撑板固定在分度盘上，且通过分度盘的中心；定位销Ⅰ、定位销Ⅱ固定在从端支撑板的设定位置，锁紧螺栓位于从端支撑板的中心,并与从端支撑板螺纹连接；导丝导管操作器放置于从端支撑板上，由定位销Ⅰ和定位销Ⅱ对其定位，锁紧螺栓将导丝导管操作器与从端支撑板锁紧。
有益效果：(1)本发明导丝导管操作器推送运动的结构设计模仿医生的抓送方式，符合仿生学的要求，同时能够有效降低推进误差；且通过直接操作导丝和导管，符合人体工学的要求，能够充分利用传统手术中所获取的操作经验技巧；
(2)本发明通过导丝受力检测机构和导管受力检测机构为医生提供操作导丝和导管所需要的实时、准确的力反馈，能够让医生有亲临现场操作的感觉，医生根据力觉反馈和视觉反馈执行手术决策，手术的安全性能够有效地提高；
(3)本发明在手术中能够单独对导管或导丝进行操作，也可同时对导管和导丝进行操作，使手术的步骤更加的真实，有效的提高了手术的效果和医生的体验。
(4)本发明的从端位姿调节平台无电机等电气设备，功能完全由机械机构实现，降低了装置对其他医疗设备的电磁干扰，提高了装置对外界电磁干扰的抗干扰能力，从而提升了装置的安全性和可靠性。
(5)本发明的从端位姿调节平台采用水平双六连杆机构，相对串联结构的机械臂而言，提升了平台的强度、刚度和稳定性，增强了平台对外界振动及从端机器人内部振动的抗干扰能力，提高了手术精度和安全性。
(6)本发明的升降机构和转盘中，通过涡轮蜗杆副和螺旋副，可实现机械式自锁，六连杆机械臂需手动锁紧，但采用齿轮组结构，可实现水平双六连杆机构的快速自锁，从而使医生在双手操作下可以方便快捷地实现从端机器人空间位置和姿态的五自由度调整。
(7)本发明通过检测医生所感受到的真实的触觉反馈数值，使用闭环控制提高触觉反馈的精度。
附图说明
图1为本发明的工作组成及原理图。
图2为本发明的医生控制平台的总体结构图。
图3为本发明的医生控制平台的总体结构爆炸图。
图4为本发明的导丝导管操作器的总体结构图。
图5为本发明的轴向运动控制器的结构图。
图6为本发明的滑动支架的结构图。
图7为本发明的导丝操作器的结构图。
图8为本发明的导丝受力检测机构和导管受力检测机构的结构图。
图9为本发明的导丝扭转器夹持机构和导管扭转器夹持机构的结构图。
图10为本发明的导丝扭转器旋转机构和导管扭转器旋转机构的结构图。
图11为本发明的导管操作器的结构图。
图12为本发明的从端位姿调节平台的结构组成图。
图13为本发明的底座的结构图。
图14为本发明的六连杆机械臂结构图。
图15为本发明的六连杆机械臂结构爆炸图。
图16为本发明的转盘结构图。
图17为本发明的转盘结构爆炸图。
图18为本发明的升降机构结构图。
图19为本发明的升降机构结构爆炸图。
其中，1-2为六连杆机械臂，1-3为转盘，1-4为升降机构，1-5为底座，1-2-1为水平双六连杆机构，1-2-2为锁紧机构，1-2-3为支撑板，1-2-4为上端盖，1-2-1-1为连杆Ⅰ，1-2-1-2为连杆Ⅱ，1-2-2-1为锁紧连杆，1-2-2-2为锁紧滑槽，1-2-2-3为压紧滑块，1-2-2-4为大齿轮，1-2-2-5为安装板，1-2-2-6为锁紧手柄，1-2-2-7为小齿轮，1-3-1为从端夹具，1-3-2为分度转盘，1-3-1-1为从端支撑板，1-3-1-2为定位销Ⅰ，1-3-1-3为定位销Ⅱ，1-3-1-4为锁紧螺栓，1-3-2-1为分度盘，1-3-2-2为定盘，1-3-2-3为轴，1-3-2-4为连接板，1-3-2-5为分度刻度环，1-3-2-6为游标，1-3-2-7为转盘手轮，1-3-2-8为转盘蜗杆，1-3-2-9为转盘涡轮，1-4-1为升降手轮，1-4-2为升降蜗杆，1-4-3为升降涡轮，1-4-4为升降螺杆，1-4-5为导向底柱，1-4-6为上支撑板，1-4-7为下支撑板，1-5-1为配重底板，1-5-2为万向轮；
2-1为导丝，2-2为导丝操作器，2-3为滑动支架，2-4为导管，2-5为导管操作器，2-6为轴向运动控制器，2-2-1为导丝受力检测机构，2-2-1-1为推拉力传感器，2-2-1-2为传感器支架，2-2-1-3为支撑连接板，2-2-1-4为滑轨A，2-2-1-5为U型板，2-2-1-6预紧板，2-2-1-7为滑轨B，2-2-2为导丝扭转器夹持机构，2-2-2-1为直流电机I，2-2-2-2为电机安装架I，2-2-2-3为夹齿，2-2-2-4为凸轮，2-2-3为导丝扭转器旋转机构，2-2-3-1为直流电机II，2-2-3-2为旋转齿轮，2-2-3-3为电机安装架II，2-2-3-4为惰轮，2-2-3-5为惰轮安装架，2-2-4为导丝扭转器，2-3-1为支架，2-3-2为滑轨，2-5-1为导管受力检测机构，2-5-2为导管扭转器夹持机构，2-5-3为导管扭转器旋转机构，2-5-4为导管扭转器，2-6-1-1为伺服电机，2-6-1-2为线性滑台，2-6-2为外壳，2-6-3为外壳安装台；
3-1为力学反馈组件，3-2为医生操作组件，3-3为运动检测组件，3-4为触觉检测组件，3-5为平台滑轨，3-1-1为轴向力设备，3-1-2为手柄支架，3-2-1为操作手柄，3-2-2为手柄限位器，3-2-3为底座，3-3-1为运动定位板，3-3-2为激光测距仪，3-3-3为激光测距仪支架，3-4-1为推拉力传感器，3-4-2为连接件，3-5-1为滑条，3-5-2为滑轨支架。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，参见附图1，包括：由医生控制平台和主端控制计算机组成的主端机构及由视觉反馈检测设备、导丝导管操作器、从端控制计算机和从端位姿调节平台组成的从端机构；
所述医生控制平台依据医生的操作进行模拟导管和导丝医疗行为的运动，并将该运动对应的运动信息发送给主端控制计算机；主端控制计算机将接收的运动信息作为运动控制命令发送给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的运动控制命令发送给导丝导管操作器；导丝导管操作器依据接收到的运动控制命令运动，进而对患者进行医疗行为，所述医疗行为产生作用力；
导丝导管操作器在对患者进行医疗行为过程中产生的作用力对应的触觉信息、视觉反馈检测设备的输入端采集的所述医疗行为的视觉信息和从端位姿调节平台的位姿信息均反馈给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的触觉信息、视觉信息及位姿信息均反馈给主端控制计算机；主端控制计算机将接收到的触觉信息反馈给医生控制平台，医生控制平台根据所述触觉信息进行与所述模拟导管和导丝医疗行为的运动的相反运动，所述相反运动产生的阻力作为触觉反馈传输给医生；主端控制计算机将接收到的视觉信息及位姿信息均通过显示屏反馈给医生，医生根据所述视觉信息调整对医生控制平台的操作，医生根据位姿信息调整导丝导管操作器的位姿；其中，所述医生控制平台进行相反运动产生的阻力对应的阻力信息反馈给主端控制计算机，主端控制计算机对所述阻力信息与导丝导管操作器的作用力对应的受力信息进行对比，再传输给医生控制平台，医生控制平台调整其提供的阻力信息使其与导丝导管操作器的受力信息一致，形成闭环控制；
所述从端位姿调节平台与手术病床固连，用于安装导丝导管操作器，并对导丝导管操作器的位姿进行调整；
所述医生控制平台包括力学反馈组件3-1、医生操作组件3-2、运动检测组件3-3、触觉检测组件3-4及平台滑轨3-5；所述力学反馈组件3-1与医生操作组件3-2连接；所述力学反馈组件3-1输入端接收主端控制计算机的力学反馈信息，输出端向医生操作组件3-2提供反馈阻力；所述触觉检测组件3-4安装在力学反馈组件3-1与医生操作组件3-2连接处，输入端为检测的真实的触觉反馈信息，输出端为将真实的力学反馈信息发送至主端控制计算机；运动检测组件3-3通过力学反馈组件3-1及触觉检测组件3-4与医生操作组件3-2连接，输入端为检测医生的手术操作信息，输出端为将手术操作信息发送至主端控制计算机；所述平台滑轨3-5支撑医生操作组件3-2，用于减小摩擦力与重力产生的误差；
所述平台滑轨3-5包括滑条3-5-1和用于安装滑条3-5-1的滑轨支架3-5-2；
所述力学反馈组件3-1包括轴向力设备3-1-1和手柄支架3-1-2；所述轴向力设备3-1-1为曲柄滑块结构，，用于带动医生操作组件3-2进行轴向运动或转动；轴向力设备3-1-1通过手柄支架3-1-2安装在平台滑轨3-5的滑条3-5-1上，轴向力设备3-1-1可随滑条3-5-1沿滑轨支架3-5-2的滑槽移动；
所述医生操作组件3-2包括操作手柄3-2-1、手柄限位器3-2-2及底座3-2-3；操作手柄3-2-1通过手柄限位器3-2-2固定在底座3-2-3上；
所述触觉检测组件3-4包括推拉力传感器3-4-1和连接件3-4-2；所述推拉力传感器3-4-1的侧面和连接件3-4-2的侧面对接后的一端与操作手柄3-2-1未安装有手柄限位器3-2-2的一端连接，另一端与轴向力设备3-1-1连接；
所述运动检测组件3-3包括运动定位板3-3-1、激光测距仪3-3-2及激光测距仪支架3-3-3；两个激光测距仪3-3-2分别安装在激光测距仪支架3-3-3的两端；所述运动定位板3-3-1固定在手柄支架3-1-2上，并位于两个激光测距仪3-3-2之间；
当通过操作轴向力设备3-1-1带动操作手柄3-2-1移动时，进而带动触觉检测组件3-4、力学反馈组件3-1及运动定位板3-3-1一起沿平台滑轨3-5移动，通过激光测距仪3-3-2测量运动定位板3-3-1的0mm-9.5mm的运动距离，进而得到操作手柄3-2-1的移动距离；
参见附图4，所述导丝导管操作器包括：手术用的导丝2-1、导丝操作器2-2-2、手术用的导管2-4、导管操作器2-5、滑动支架2-3、轴向运动控制器2-6及外壳2-6-2；
所述轴向运动控制器2-6用于控制导管2-4和导丝2-1的轴向运动以及导管操作器2-5和导丝操作器2-2的回撤；
所述外壳2-6-2用于对导丝操作器2-2、导管操作器2-5和滑动支架2-3进行支撑；
所述滑动支架2-3用于对导丝2-1和导管2-4进行支撑，使导丝2-1和导管2-4在运动过程中保持稳定，并限制导丝2-1在进入导管2-4之前的运动轨迹，防止导丝2-1在进入导管2-4之前发生弯曲；
所述导丝操作器2-2通过医生的远程控制实现对手术用的导丝2-1的旋转、夹紧及放松操作，并检测导丝2-1在手术中的受力情况向医生发出触觉反馈信息；
所述导管操作器2-5通过医生的远程控制实现对手术用的导管2-4的旋转、夹紧及放松操作，并检测导管2-4在手术中的受力情况向医生发出触觉反馈信息；
其中，参见附图5，所述轴向运动控制器2-6包括：伺服电机2-6-1-1、线性滑台2-6-1-2及外壳安装台2-6-3；外壳安装台2-6-3与线性滑台2-6-1-2滑动配合，伺服电机2-6-1-1固定在线性滑台2-6-1-2上，并控制外壳安装台2-6-3沿线性滑台2-6-1-2的滑动方向运动，其中，线性滑台2-6-1-2的滑动方向与导丝2-1或导管2-4的轴向一致；所述线性滑台2-6-1-2的行程根据单程推进尺寸选择为0-300mm；
所述外壳2-6-2固定在外壳安装台2-6-3上，并可随外壳安装台2-6-3沿线性滑台2-6-1-2的滑动方向运动；
参见附图6，所述滑动支架2-3包括：滑轨2-3-2和支架2-3-1；滑轨2-3-2安装在外壳2-6-2内，两个以上支架2-3-1的底端均与滑轨2-3-2滑动配合，使得支架2-3-1能够沿滑轨2-3-2的滑动方向运动，其中，滑轨2-3-2的滑动方向与导丝2-1或导管2-4的轴向一致；支架2-3-1的顶端有导管2-4或导丝2-1穿过，实现支撑导管2-4和防止导丝2-1的弯曲；
所述导丝操作器2-2和导管操作器2-5均安装在外壳2-6-2内，且分别位于滑动支架2-3的两端，导丝2-1依次穿过导丝操作器2-2与一部分支架2-3-1的顶端及导管2-4依次穿过导管操作器2-5与另一部分支架2-3-1的顶端后，导丝2-1与导管2-4孔轴配合；
其中，参见附图7，所述导丝操作器2-2包括导丝扭转器2-2-4、导丝扭转器夹持机构2-2-2、导丝受力检测机构2-2-1和导丝扭转器旋转机构2-2-3；
其中，所述导丝扭转器2-2-4实现对导丝2-1的夹紧与放松操作；导丝扭转器2-2-4包括工作轮及支撑轴，所述工作轮的外圆周面加工有周向齿；所述支撑轴内加工有轴向通孔，轴向通孔内安装有用于夹紧导丝的爪钳；工作轮与支撑轴同轴分布并螺纹连接，通过工作轮与支撑轴的相对旋转，使得径向压紧或放松支撑轴内的爪钳，进而实现对导丝2-1的夹紧或放松；导丝扭转器2-2-4通过支撑架安装在外壳2-6-2内，导丝2-1同轴穿过导丝扭转器2-2-4；
参见附图8，所述导丝受力检测机构2-2-1在导丝2-1的夹紧状态下可检测到导丝2-1的受力情况，并将数据传输至从端控制计算机；它包括推拉力传感器2-2-1-1、传感器支架2-2-1-2、U型板2-2-1-5、预紧板2-2-1-6、滑轨A2-2-1-4和滑轨B2-2-1-7及支撑连接板2-2-1-3；所述推拉力传感器2-2-1-1的量程为0-5N，精度为0.025％；所述滑轨B2-2-1-7由两个导轨及与两个导轨滑动配合的连接架组成；推拉力传感器2-2-1-1通过传感器支架2-2-1-2安装在外壳2-6-2内，滑轨B2-2-1-7安装在外壳2-6-2内，滑轨A2-2-1-4位于传感器支架2-2-1-2和滑轨B2-2-1-7之间，并通过支撑连接板2-2-1-3安装在外壳2-6-2内，且滑轨A2-2-1-4的滑块一端与推拉力传感器2-2-1-1连接，两个U型板2-2-1-5分别安装在滑轨A2-2-1-4的滑块的另一端和滑轨B2-2-1-7的连接架上，且两个U型板2-2-1-5平行；预紧板2-2-1-6为楔形块，安装在滑轨B2-2-1-7的连接架上，用于与外部的结构抵触，实现对滑轨B2-2-1-7轴向锁紧；导丝扭转器2-2-4位于两个U型板2-2-1-5之间，当导丝2-1将受到的力传递给导丝扭转器2-2-4后，导丝扭转器2-2-4向靠近推拉力传感器2-2-1-1的方向移动，直到抵触到U型板2-2-1-5，导丝扭转器2-2-4将受力通过U型板2-2-1-5及滑轨A2-2-1-4传递给推拉力传感器2-2-1-1，进而测出导丝2-1的受力；其中，滑轨A2-2-1-4和滑轨B2-2-1-7利用滚珠有效的减少了摩擦力造成的机械误差；
参见附图9，所述导丝扭转器夹持机构2-2-2实现对导丝扭转器2-2-4的支撑轴的夹紧与放松；它包括夹齿2-2-2-3、凸轮2-2-2-4、直流电机I2-2-2-1及电机安装架I2-2-2-2；直流电机I2-2-2-1通过电机安装架I2-2-2-2安装在外壳2-6-2内；夹齿2-2-2-3套装在导丝扭转器2-2-4的支撑轴上；凸轮2-2-2-4安装在直流电机I2-2-2-1的输出轴上，在直流电机I2-2-2-1的作用下挤压或放松夹齿2-2-2-3，实现对导丝扭转器2-2-4支撑轴的夹紧；
参见附图10，所述导丝扭转器旋转机构2-2-3实现对导丝扭转器2-2-4工作轮的旋转操作：当导丝扭转器2-2-4被夹齿2-2-2-3的夹紧状态下可通过旋转导丝扭转器2-2-4实现对导丝2-1的夹紧与放松操作；当导丝2-1被夹紧且导丝扭转器2-2-4未被夹齿2-2-2-3夹紧的状态下可通过对导丝扭转器2-2-4的旋转来控制导丝2-1的旋转和轴向运动；所述导丝扭转器旋转机构2-2-3包括：惰轮2-2-3-4、直流电机II2-2-3-1、旋转齿轮2-2-3-2、电机安装架II2-2-3-3及惰轮安装架2-2-3-5；直流电机II2-2-3-1通过电机安装架II2-2-3-3固定在外壳2-6-2内，旋转齿轮2-2-3-2安装在直流电机II2-2-3-1的输出轴上，并与导丝扭转器2-2-4的工作轮啮合，旋转齿轮2-2-3-2通过直流电机II2-2-3-1的旋转控制导丝扭转器2-2-4的旋转；惰轮2-2-3-4通过惰轮安装架2-2-3-5固定在外壳2-6-2内，并与导丝扭转器2-2-4的工作轮啮合，对导丝扭转器2-2-4起到支撑作用；
参见附图11，所述导管操作器2-5包括导管扭转器2-5-4、导管扭转器夹持机构2-5-2、导管受力检测机构2-5-1和导管扭转器旋转机构2-5-3；
其中，所述导管扭转器2-5-4与导丝扭转器2-2-4的结构相同，但导管扭转器2-5-4与导丝扭转器2-2-4的支撑轴内部的爪钳尺寸不同，以满足夹持导管2-4和导丝2-1的需求；导管扭转器2-5-4通过支撑架安装在外壳2-6-2内，导管2-4同轴穿过导管扭转器2-5-4；
所述导管扭转器夹持机构2-5-2、导管受力检测机构2-5-1和导管扭转器旋转机构2-5-3分别与导丝扭转器夹持机构2-2-2、导丝受力检测机构2-2-1和导丝扭转器旋转机构2-2-3结构组成及作用均相同；
所述从端位姿调节平台，参见附图12，包括：六连杆机械臂1-2、转盘1-3、升降机构1-4及底座1-5；
设竖直方向为Z轴方向，水平面内两互相垂直的方向分别为X轴和Y轴；
所述升降机构1-4安装在底座1-5上，实现安装在所述平台上的导丝导管操作器沿Z轴方向的平移自由度的调整和自锁；
所述六连杆机械臂1-2安装在升降机构1-4上，实现所述导丝导管操作器在水平面内的平移和绕Z轴方向旋转的调节和锁紧，其中，导丝导管操作器在水平面内的任意平移运动能够分解为沿X轴和Y轴的运动，即实现所述导丝导管操作器三个自由度的运动；
所述转盘1-3安装在六连杆机械臂1-2上，实现所述导丝导管操作器绕转盘1-3中心线旋转自由度的调节和自锁；
参见附图13，所述底座1-5用于支撑六连杆机械臂1-2、转盘1-3及升降机构1-4组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向；其中，所述底座1-5包括配重底板1-5-1和万向轮1-5-2，四个万向轮1-5-2安装在配重底板1-5-1的四个角，使得所述调整机构和导丝导管操作器的整体质心位于四个万向轮1-5-2的对称中心；
参见附图14、15，所述升降机构1-4包括升降手轮1-4-1、升降蜗杆1-4-2、四个升降涡轮1-4-3、四个升降螺杆1-4-4、四个导向底柱1-4-5、上支撑板1-4-6及下支撑板1-4-7；
所述四个导向底柱1-4-5竖直放置，且导向底柱1-4-5的一端固定在配重底板1-5-1上，另一端固定有下支撑板1-4-7；四个升降螺杆1-4-4的一端与下支撑板1-4-7的四个角螺纹连接，另一端穿过上支撑板1-4-6的四个角后，分别与四个升降涡轮1-4-3同轴固定，其中，上支撑板1-4-6通过升降螺杆1-4-4外圆周面的环形台阶面进行限位；升降蜗杆1-4-2安装在上支撑板1-4-6上，并与四个升降涡轮1-4-3中心的对称轴同轴，且升降蜗杆1-4-2的两端分别与两个升降涡轮1-4-3啮合，其中，位于升降蜗杆1-4-2同一端的两个升降涡轮1-4-3分别位于升降蜗杆1-4-2外圆周面的两侧；升降手轮1-4-1固定在升降蜗杆1-4-2的端面，通过带动升降蜗杆1-4-2旋转，进而带动四个升降涡轮1-4-3和四个升降螺杆1-4-4同步旋转，由于升降螺杆1-4-4与导向底柱1-4-5之间为螺纹连接，升降螺杆1-4-4随自身旋转而沿导向底柱1-4-5方向做升降运动；
参见附图16、17，所述六连杆机械臂1-2包括水平双六连杆机构1-2-1、锁紧机构1-2-2、支撑板1-2-3及上端盖1-2-4；
其中，所述支撑板1-2-3通过支架固定在上支撑板1-4-6上，在六连杆机械臂1-2与升降机构1-4之间起到连接作用，且对水平双六连杆机构1-2-1和锁紧机构1-2-2起到支撑作用；其中，支撑板1-2-3上设有两个以上铰接点；
所述水平双六连杆机构1-2-1实现导丝导管操作器水平方向两个平移自由度和绕竖直方向旋转自由度的调整，以使导丝导管操作器实现在水平面上设定工作空间内位置和姿态的调整；所述水平双六连杆机构1-2-1包括十个连杆和四个铰接杆；五个连杆顺序铰接组成第一连杆组，第一连杆组的两端分别与支撑板1-2-3上的两个铰接点铰接形成六边形结构，即连杆Ⅰ1-2-1-1的一端和连杆Ⅱ1-2-1-2的一端分别与支撑板1-2-3活动连接，第一连杆组与支撑板1-2-3形成平面六连杆机构Ⅰ；另五个连杆顺序铰接组成第二连杆组，第二连杆组的两端分别与支撑板1-2-3上的另两个铰接点铰接形成六边形结构，第二连杆组与支撑板1-2-3形成平面六连杆机构Ⅱ；且平面六连杆机构Ⅰ与平面六连杆机构Ⅱ上下平行对称放置，且第一连杆组的四个连接点与第二连杆组的四个连接点通过四个铰接杆对应活动连接；
所述锁紧机构1-2-2实现当导丝导管操作器到达水平面内设定位置和姿态后，对水平双六连杆机构1-2-1进行锁紧；所述锁紧机构1-2-2包括锁紧连杆1-2-2-1、锁紧滑槽1-2-2-2、压紧滑块1-2-2-3、大齿轮1-2-2-4、小齿轮1-2-2-7、安装板1-2-2-5及锁紧手柄1-2-2-6；所述安装板1-2-2-5上加工有一个大及三个与大孔距离均相同的小孔，安装板1-2-2-5通过支架固定在支撑板1-2-3上，并与支撑板1-2-3之间留有设定距离；三个锁紧滑槽1-2-2-2位于安装板1-2-2-5与支撑板1-2-3之间，并分别铰接于支撑板1-2-3的三个设定位置d、e、f，即与安装板1-2-2-5的小孔相对的位置，且铰接点位于每个锁紧滑槽1-2-2-2的中心，锁紧滑槽1-2-2-2可以铰接点为中心进行旋转；三个锁紧连杆1-2-2-1的一端分别与第一连杆组的四个连接点中的任意三个连接点铰接，另一端分别与三个锁紧滑槽1-2-2-2滑动配合；大齿轮1-2-2-4的转轴安装在安装板1-2-2-5的大孔中，三个小齿轮1-2-2-7的转轴分别安装在安装板1-2-2-5的小孔中，并均与大齿轮1-2-2-4啮合，三个小齿轮的转轴分别固定有锁紧螺杆；三个压紧滑块1-2-2-3分别通过滑轨安装在安装板1-2-2-5上，且三个压紧滑块1-2-2-3的一端分别与三个锁紧螺杆一一螺纹配合，另一端分别与三个锁紧滑槽1-2-2-2一一相对；锁紧手柄1-2-2-6固定在大齿轮1-2-2-4上；当通过转动锁紧手柄1-2-2-6带动大齿轮1-2-2-4转动时，小齿轮1-2-2-7随之转动，能够通过较小的传动比实现小齿轮1-2-2-7的快速旋转；小齿轮1-2-2-7通过锁紧螺杆带动压紧滑块1-2-2-3沿滑轨竖直向下做直线运动，并抵触在锁紧滑槽1-2-2-2内的锁紧连杆1-2-2-1上，实现对锁紧连杆1-2-2-1的锁定；压紧滑块1-2-2-3与锁紧滑槽1-2-2-2同时对锁紧连杆1-2-2-1施加正压力并通过摩擦力锁紧锁紧连杆1-2-2-1；
所述上端盖1-2-4通过支架固定在安装板1-2-2-5上，并与安装板1-2-2-5之间留有设定距离；
参见附图18、19，所述转盘1-3包括从端夹具1-3-1和分度转盘1-3-2；
所述分度转盘1-3-2实现导丝导管操作器与水平方向夹角的调整、定位和自锁，同时连接从端夹具1-3-1和六连杆机械臂1-2；所述分度转盘1-3-2包括分度盘1-3-2-1、定盘1-3-2-2、轴1-3-2-3、连接板1-3-2-4、转盘手轮1-3-2-7、转盘蜗杆1-3-2-8及转盘涡轮1-3-2-9；所述定盘1-3-2-2的外圆周面固定有分度刻度环1-3-2-5，用于显示刻度；所述分度盘1-3-2-1的边缘处固定有作为指针用的游标1-3-2-6；连接板1-3-2-4固定在水平双六连杆机构1-2-1中的第一连杆组和第二连杆组的位于中间的两个连杆上，定盘1-3-2-2固定在连接板1-3-2-4上；轴1-3-2-3的一端与分度盘1-3-2-1同轴固定，另一端穿过定盘1-3-2-2及连接板1-3-2-4后,与转盘涡轮1-3-2-9固定连接；转盘蜗杆1-3-2-8通过支架安装在连接板1-3-2-4上，并与转盘涡轮1-3-2-9啮合；转盘手轮1-3-2-7固定在转盘蜗杆1-3-2-8上；通过转动转盘手轮1-3-2-7，带动转盘蜗杆1-3-2-8旋转，进而带动转盘涡轮1-3-2-9和分度盘1-3-2-1一同旋转，分度盘1-3-2-1上的游标3-2-5指向定盘1-3-2-2的分度刻度环3-2-4的刻度，进而指示固定在分度盘1-3-2-1上的从端夹具1-3-1和导丝导管操作器沿水平方向的夹角；
所述从端夹具1-3-1实现导丝导管操作器相对所述从端位姿调节平台的装夹和分离，方便导丝导管操作器和从端位姿调节平台的使用、维护、消毒等；所述从端夹具1-3-1包括从端支撑板1-3-1-1、定位销Ⅰ1-3-1-2、定位销Ⅱ1-3-1-3及锁紧螺栓1-3-1-4；从端支撑板1-3-1-1固定在分度盘1-3-2-1上，且通过分度盘1-3-2-1的中心；定位销Ⅰ1-3-1-2、定位销Ⅱ1-3-1-3固定在从端支撑板1-3-1-1的设定位置，锁紧螺栓1-3-1-4位于从端支撑板1-3-1-1的中心,并与从端支撑板1-3-1-1螺纹连接；导丝导管操作器放置于从端支撑板1-3-1-1上，由定位销Ⅰ1-3-1-2和定位销Ⅱ1-3-1-3对其定位，锁紧螺栓1-3-1-4将导丝导管操作器与从端支撑板1-3-1-1锁紧。
基于一种主从式微创血管介入手术远程操作系统的工作方法，具体步骤如下：
第一步，通过从端位姿调节平台将所述从端机构与手术病床连接：
将从端位姿调节平台移动到手术病床一侧，并将手术病床T型导轨滑入下支撑板侧边的T型槽中，并通过定位销及紧定螺钉锁紧，实现从端位姿调节平台与手术病床的定位和固连；由于平台底座装有万向轮，从端位姿调节平台可随病床移动，从而在手术过程中，实现从端机器人与病床相对位置固定；
第二步，调节导丝导管操作器的位姿：
(1)高度的调整：手动转动升降手轮，带动升降蜗杆旋转，进而带动四个升降涡轮和四个升降螺杆同步旋转，由于升降螺杆与导向底柱之间为螺纹连接，升降螺杆随自身旋转而沿导向底柱方向做升降运动，从而带动六连杆机械臂、转盘和导丝导管操作器做竖直方向移动，实现导丝导管操作器高度的调节；由于升降机构中涡轮蜗杆副和螺旋副都可以实现自锁，因此，当导丝导管操作器在竖直方向调整至手术所需高度时，即可同时实现竖直高度的自锁；
(2)导丝导管操作器水平方向的位置和绕竖直方向旋转角度的调整：通过导丝导管操作器上的扶手拉动导丝导管操作器，在水平双六连杆机构约束下，可以调整导丝导管操作器在水平面内的沿水平方向的位置及绕竖直方向旋转的角度；
(3)导丝导管操作器水平方向的位置和绕竖直方向旋转角度的锁紧：当导丝导管操作器在水平方向调整至手术设定位置，且绕竖直方向的旋转角度调整至手术设定角度时，通过转动锁紧手柄，带动大齿轮转动，从而带动三个小齿轮同步转动，且通过较小的传动比实现三个小齿轮的快速转动，进而分别带动三个锁紧螺杆旋转，在螺旋副作用下，三个压紧滑块沿滑轨竖直向下做直线运动，并抵触在锁紧滑槽内的锁紧连杆上，实现对锁紧连杆的锁定；且由于锁紧螺杆与压紧滑块间为螺旋副连接，因此可实现锁紧机构的自锁，进而最终实现整个水平双六连杆机构的快速自锁；
(4)调节导丝导管操作器绕水平方向的旋转角度：通过转动转盘手轮，带动转盘蜗杆转动，从而带动转盘涡轮、分度盘、从端夹具及导丝导管操作器一起绕水平方向旋转，通过分度盘上的游标指向定盘上的分度刻度环的刻度得知导丝导管操作器绕水平方向的旋转角度，且由涡轮蜗杆机构实现自锁，至此，导丝导管操作器调整至与水平方向呈任意夹角且即时实现自锁；
在以上对导丝导管操作器的五个自由度的调整，能够任意两两同时进行，还能够交替进行，最终在竖直高度、水平方向两自由度的位置、绕竖直方向角度、与水平方向夹角五个自由度上将导丝导管操作器调整至手术设定的空间位置和姿态，并实现即时自锁或手动锁定；
第三步，医生控制平台检测医生的操作信息：
在微创血管介入手术过程中，医生根据主端控制计算机上的视觉反馈和手上的力反馈情况，直接控制医生控制平台的操作手柄，医生的操作信息需要检测和提取出来；通过运动检测组件和激光测距仪双重检测操作手柄的轴向运动信息，保证操作手柄的轴向运动信息准确性；
第四步，操作信息的传递：
医生控制平台检测到的操作信息发送到主端控制计算机，主端控制计算机进行处理，主端控制计算机与从端控制计算机通过网络连接，并将所述操作信息信息发送到从端控制计算机，从端控制计算机再将其发送到导管导丝控制器；
第五步，导管导丝控制器在接收到从端控制计算机的操作信息后执行介入操作：
(1)选择操作对象为导丝、导管或导丝-导管共同控制：
在进行手术操作时，根据不同医生对操作对象的不同要求，选择操作对象为导丝、导管或导丝-导管共同操作；
(2)对操作对象进行夹紧：
若操作对象为导丝，则导丝扭转器夹持机构通过控制直流电机I将导丝扭转器的支撑轴夹紧后，导丝扭转器旋转机构通过控制直流电机II转动进而控制导丝扭转器的工作轮转动，导丝扭转器夹紧导丝；
若操作对象为导管，则导管扭转器夹持机构通过控制直流电机I将导管扭转器的支撑轴夹紧后，导管扭转器旋转机构通过控制直流电机II转动进而控制导管扭转器的工作轮转动，导管扭转器夹紧导管；
若操作对象为导丝-导管共同操作，则导丝扭转器夹持机构和导管扭转器夹持机构通过控制各自的直流电机I将导丝扭转器的支撑轴与导管扭转器的支撑轴夹紧后，导丝扭转器旋转机构和导管扭转器旋转机构通过控制各自的直流电机II转动进而控制导丝扭转器和导管扭转器的工作轮转动，导丝扭转器和导管扭转器分别夹紧导丝和导管；
(3)对操作对象进行手术操作：
A、当进行旋转运动时：
若操作对象为导丝，在(2)中的导丝扭转器夹紧导丝后，导丝扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导丝扭转器的支撑轴；然后，导丝扭转器旋转机构通过控制直流电机II旋转进而控制导丝扭转器旋转，实现导丝的旋转运动；
若操作对象为导管，在(2)中的导管扭转器夹紧导管后，导管扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导管扭转器的支撑轴；然后，导管扭转器旋转机构通过控制直流电机II旋转进而控制导管扭转器旋转，实现导管的旋转运动；
若操作对象为导丝导管共同操作，在(2)中的导管扭转器和导丝扭转器分别夹紧导管和导丝后，导管扭转器夹持机构和导丝扭转器夹持机构通过控制各自的直流电机I旋转，使夹齿分别放松导管扭转器和导丝扭转器的支撑轴；然后，导管扭转器旋转机构和导丝扭转器旋转机构通过控制各自的直流电机II旋转进而控制导管扭转器和导丝扭转器旋转，实现导管和导丝的旋转运动；
导丝扭转器旋转机构和导管扭转器旋转机构的控制直流电机II的转速根据医生的主端控制来设定，进而设定导丝和导管的旋转信息；利用安装在直流电机II上的MR编码器检测导管、导丝的旋转信息，并输出至从端控制计算机，从端控制计算机端进一步对直流电机II的转速进行控制，实现闭环及高精度控制；
B、当进行轴向运动时：
若操作对象为导丝，在(2)中的导丝扭转器夹紧导丝后，导丝扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导丝扭转器的支撑轴；然后，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导丝操作器沿其轴向运动，实现导丝的轴向运动；
若操作对象为导管，在(2)中的导管扭转器夹紧导管后，导管扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导管扭转器的支撑轴；然后，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导管操作器沿其轴向运动，实现导管的轴向运动；
若操作对象为导丝导管共同操作，在(2)中的导管扭转器和导丝扭转器分别夹紧导管和导丝后，导管扭转器夹持机构和导丝扭转器夹持机构通过控制各自的直流电机I旋转，使夹齿分别放松导管扭转器和导丝扭转器的支撑轴；然后，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导管操作器和导丝操作器沿其轴向运动，实现导管和导丝的轴向运动；
导丝和导管的轴向运动信息通过安装在轴向运动控制器上的直线位移传感器滑块随着外壳的同步移动采集，直线位移传感器实时感应直线位移传感器滑块位置的变化即可得出导管、导丝的轴向位移及速率输出至从端控制计算机，从端控制计算机进一步对伺服电机的转速进行控制，实现闭环控制，实现高精度控制；
C、当进行旋转与轴向运动的复合运动时：
若操作对象为导丝，在(2)中的导丝扭转器夹紧导丝后，导丝扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导丝扭转器的支撑轴；然后，导丝扭转器旋转机构通过控制直流电机II旋转进而控制导丝扭转器旋转，同时，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导丝操作器沿其轴向运动，实现导丝的旋转与轴向运动复合运动；
若操作对象为导管，在(2)中的导管扭转器夹紧导管后，导管扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿放松导管扭转器的支撑轴；然后，导管扭转器旋转机构通过控制直流电机II旋转进而控制导管扭转器旋转，同时，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导管操作器沿其轴向运动，实现导管的旋转与轴向运动复合运动；
若操作对象为导丝导管共同操作，在(2)中的导管扭转器和导丝扭转器分别夹紧导管和导丝后，导管扭转器夹持机构和导丝扭转器夹持机构通过控制各自的直流电机I旋转，使夹齿分别放松导管扭转器和导丝扭转器的支撑轴；然后，导管扭转器旋转机构和导丝扭转器旋转机构通过控制各自的直流电机II旋转进而控制导管扭转器和导丝扭转器旋转，同时，轴向运动控制器通过伺服电机控制线性滑台带动外壳及导管操作器和导丝操作器沿其轴向运动，实现导管和导丝的旋转与轴向运动复合运动；
(4)对操作对象进行回撤运动：
当导管操作器和导丝操作器在(3)的轴向运动中达到线性滑台的最大行程时：
导丝扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿夹紧导丝扭转器的支撑轴；导丝扭转器旋转机构通过控制直流电机II逆向转动进而控制导丝扭转器的工作轮逆向转动，使得导丝扭转器放松导丝；外壳及导丝操作器在伺服电机和线性滑台作用下后撤至初始位置，且导丝位置保持不变；
导管扭转器夹持机构通过控制直流电机I旋转，使夹齿夹紧导管扭转器的支撑轴；导管扭转器旋转机构通过控制直流电机II逆向转动进而控制导管扭转器的工作轮逆向转动，使得导管扭转器放松导管；外壳及导管操作器在伺服电机和线性滑台作用下后撤至初始位置，且导管位置保持不变；
(5)对操作对象进行受力检测：
在导丝和导管的运动中，导丝和导管的受力将传递至导丝扭转器和导管扭转器上，推拉力传感器通过检测到导丝扭转器和导管扭转器的受力情况，得到导丝和导管在轴向上的受力信息，并将受力信息传递至从端控制计算机为医生提供触觉反馈；
(6)重复进行(2)至(5)的操作，直到手术结束；
第六步，从端控制计算机接收到导丝导管操作器的受力信息的触觉反馈后，将所述受力信息反馈给主端控制计算机，主端控制计算机进而再将其反馈给医生控制平台；
第七步，医生控制平台接收到导丝导管操作器的受力信息后，力学反馈组件通过轴向力设备内的电机驱动提供与操作手柄运动方向相反的阻力，所述阻力作为触觉反馈传输给医生，医生根据所述触觉反馈及自身的经验对医生操作组件进行操作控制；
同时，触觉反馈检测组件检测出力学反馈组件提供的阻力的大小后，将真实的阻力信息反馈给主端控制计算机，主端控制计算机对真实的阻力信息与导丝导管操作器的受力信息进行对比，再传输给力学反馈组件，力学反馈组件调整其提供的阻力信息使其与导丝导管操作器的受力信息一致，形成闭环控制，提高触觉反馈的精度。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，包括：由医生控制平台和主端控制计算机组成的主端机构及由视觉反馈检测设备、导丝导管操作器、从端控制计算机和从端位姿调节平台组成的从端机构；
所述医生控制平台依据医生的操作进行模拟导管和导丝医疗行为的运动，并将该运动对应的运动信息发送给主端控制计算机；主端控制计算机将接收的运动信息作为运动控制命令发送给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的运动控制命令发送给导丝导管操作器；导丝导管操作器依据接收到的运动控制命令运动，进而对患者进行医疗行为，所述医疗行为产生作用力；
导丝导管操作器在对患者进行医疗行为过程中产生的作用力对应的触觉信息、视觉反馈检测设备的输入端采集的所述医疗行为的视觉信息和从端位姿调节平台的位姿信息均反馈给从端控制计算机；从端控制计算机将接收到的触觉信息、视觉信息及位姿信息均反馈给主端控制计算机；主端控制计算机将接收到的触觉信息反馈给医生控制平台，医生控制平台根据所述触觉信息进行与所述模拟导管和导丝医疗行为的运动的相反运动，所述相反运动产生的阻力作为触觉反馈传输给医生；主端控制计算机将接收到的视觉信息及位姿信息均通过显示屏反馈给医生，医生根据所述视觉信息调整对医生控制平台的操作，医生根据位姿信息调整导丝导管操作器的位姿；
所述从端位姿调节平台与手术病床固连，用于安装导丝导管操作器，并对导丝导管操作器的位姿进行调整。
2.如权利要求1所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述医生控制平台进行相反运动产生的阻力对应的阻力信息反馈给主端控制计算机，主端控制计算机对所述阻力信息与导丝导管操作器的作用力对应的受力信息进行对比，再传输给医生控制平台，医生控制平台调整其提供的阻力信息使其与导丝导管操作器的受力信息一致，形成闭环控制。
3.如权利要求1所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述医生控制平台包括力学反馈组件、医生操作组件、运动检测组件、触觉检测组件及平台滑轨；
所述平台滑轨包括滑条和用于安装滑条的滑轨支架；
所述力学反馈组件包括轴向力设备和手柄支架；所述轴向力设备为曲柄滑块结构，用于带动医生操作组件进行轴向运动或转动；轴向力设备通过手柄支架安装在滑条上，轴向力设备随滑条沿滑轨支架的滑槽移动；
所述医生操作组件包括操作手柄、手柄限位器及底座；操作手柄通过手柄限位器固定在底座上；
所述触觉检测组件包括推拉力传感器和连接件；所述推拉力传感器的侧面和连接件的侧面对接后的一端与操作手柄未安装有手柄限位器的一端连接，另一端与轴向力设备连接；
所述运动检测组件包括运动定位板、激光测距仪及激光测距仪支架；两个激光测距仪分别安装在激光测距仪支架的两端；所述运动定位板固定在手柄支架上，并位于两个激光测距仪之间。
4.如权利要求1所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述导丝导管操作器包括：导丝、导丝操作器、导管、导管操作器、滑动支架、轴向运动控制器及外壳；
所述导丝操作器用于对手术用的导丝进行旋转、夹紧及放松操作，并检测导丝在手术中的受力情况；
所述导管操作器用于对手术用的导管进行旋转、夹紧及放松操作，并检测导管在手术中的受力情况；
所述滑动支架用于对导丝和导管进行支撑，并限制导丝在进入导管之前的运动轨迹，防止导丝在进入导管之前发生弯曲；
所述轴向运动控制器用于控制导管和导丝的轴向运动；
所述外壳用于对导丝操作器、导管操作器和滑动支架进行支撑。
5.如权利要求4所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述轴向运动控制器包括：伺服电机、线性滑台及外壳安装台；外壳安装台与线性滑台滑动配合，伺服电机固定在线性滑台上，并控制外壳安装台沿线性滑台的滑动方向运动，其中，线性滑台的滑动方向与导丝的轴向一致；
所述外壳固定在外壳安装台上，并随外壳安装台沿线性滑台的滑动方向运动；
所述滑动支架包括：滑轨和支架；滑轨安装在外壳内，两个以上支架的底端均与滑轨滑动配合，使支架沿滑轨的滑动方向运动，其中，滑轨的滑动方向与导丝的轴向一致；导丝穿过一部分支架的顶端及导管穿过另一部分支架的顶端后，导丝与导管孔轴配合。
6.如权利要求4或5所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述导丝操作器和导管操作器均安装在外壳内，且分别位于滑动支架的两端，导丝未与导管配合的一端穿过导丝操作器，导管未与导丝配合的一端穿过导管操作器；
其中，所述导丝操作器包括导丝扭转器、导丝扭转器夹持机构、导丝受力检测机构和导丝扭转器旋转机构；
所述导丝扭转器实现对导丝的夹紧与放松操作；导丝扭转器包括工作轮及支撑轴；所述工作轮的外圆周面加工有周向齿；所述支撑轴内加工有轴向通孔，轴向通孔内安装有用于夹紧导丝的爪钳；工作轮与支撑轴同轴分布并螺纹连接，通过工作轮与支撑轴的相对旋转，使得径向压紧或放松支撑轴内的爪钳，进而实现对导丝的夹紧或放松；导丝扭转器通过支撑架安装在外壳内，导丝同轴穿过导丝扭转器；
所述导丝受力检测机构在导丝的夹紧状态下检测导丝的受力情况，并将数据传输至从端控制计算机；
所述导丝扭转器夹持机构实现对导丝扭转器的支撑轴的夹紧与放松；
所述导丝扭转器旋转机构实现对导丝扭转器工作轮的旋转操作：当导丝扭转器被夹紧状态下通过旋转导丝扭转器实现对导丝的夹紧与放松操作；当在导丝被夹紧且导丝扭转器未被夹紧的状态下通过对导丝扭转器的旋转来控制导丝的旋转和轴向运动；
所述导管操作器与导丝操作器结构相同；
所述导丝受力检测机构包括推拉力传感器、传感器支架、U型板、预紧板、滑轨A和滑轨B及支撑连接板；
所述滑轨B由两个导轨及与两个导轨滑动配合的连接架组成；
推拉力传感器通过传感器支架安装在外壳内，滑轨B安装在外壳内，滑轨A位于传感器支架和滑轨B之间，并通过支撑连接板安装在外壳内，且滑轨A的滑块一端与推拉力传感器连接，两个U型板分别安装在滑轨A的滑块的另一端和滑轨B的连接架上，且两个U型板平行；预紧板为楔形块，安装在滑轨B的连接架上，用于与外部的结构抵触，实现对滑轨B轴向锁紧；导丝扭转器位于两个U型板之间；
所述导丝扭转器夹持机构包括夹齿、凸轮、直流电机I及电机安装架I；
直流电机I通过电机安装架I安装在外壳内；夹齿套装在导丝扭转器的支撑轴上；凸轮安装在直流电机I的输出轴上，在直流电机I的作用下挤压或放松夹齿；
所述导丝扭转器旋转机构包括：惰轮、直流电机II、旋转齿轮、电机安装架II及惰轮安装架；
直流电机II通过电机安装架II固定在外壳内，旋转齿轮安装在直流电机II的输出轴上，并与导丝扭转器的工作轮啮合，旋转齿轮通过直流电机II的旋转控制导丝扭转器的旋转；惰轮通过惰轮安装架固定在外壳内，并与导丝扭转器的工作轮啮合。
7.如权利要求1所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述从端位姿调节平台包括：六连杆机械臂、转盘、升降机构及底座；
所述升降机构安装在底座上，实现安装在所述从端位姿调节平台上的导丝导管操作器沿竖直方向的移动和自锁；
所述六连杆机械臂安装在升降机构上，实现所述导丝导管操作器在水平面内的平移和绕竖直方向旋转的调节和锁紧；
所述转盘安装在六连杆机械臂上，实现所述导丝导管操作器绕转盘中心线旋转的调节和自锁；
所述底座用于支撑六连杆机械臂、转盘及升降机构组成的调整机构，并实现所述调整机构在地面的平移和转向。
8.如权利要求7所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述升降机构包括升降手轮、升降蜗杆、升降涡轮、升降螺杆、导向底柱、上支撑板及下支撑板；
四个所述导向底柱的一端固定在底座上，另一端固定有下支撑板；四个升降螺杆的一端与下支撑板的四个角螺纹连接，另一端穿过上支撑板的四个角后，分别与四个升降涡轮同轴固定，其中，上支撑板通过升降螺杆外圆周面的环形台阶面进行轴向限位；升降蜗杆安装在上支撑板上，升降蜗杆的两端分别与两个升降涡轮啮合，其中，位于升降蜗杆同一端的两个升降涡轮分别位于升降蜗杆外圆周面的两侧；升降手轮用于带动升降蜗杆转动。
9.如权利要求7所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述六连杆机械臂包括水平双六连杆机构、锁紧机构、支撑板及上端盖；
其中，所述支撑板通过支架与所述升降机构固定连接，且支撑板上设有四个铰接点；
所述水平双六连杆机构包括十个连杆和四个铰接杆；五个连杆顺序铰接组成第一连杆组，第一连杆组的两端分别与支撑板上的两个铰接点铰接形成六边形结构，第一连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅰ；另五个连杆顺序铰接组成第二连杆组，第二连杆组的两端分别与支撑板上的另两个铰接点铰接形成六边形结构，第二连杆组与支撑板形成平面六连杆机构Ⅱ；且平面六连杆机构Ⅰ与平面六连杆机构Ⅱ上下平行对称放置；第一连杆组的四个连接点与第二连杆组的四个连接点通过四个铰接杆对应活动连接；
所述锁紧机构包括锁紧连杆、锁紧滑槽、压紧滑块、大齿轮、小齿轮、安装板及锁紧手柄；
安装板通过支架固定在支撑板上，并与支撑板之间留有设定距离；三个锁紧滑槽位于安装板与支撑板之间，并分别铰接在支撑板上；三个锁紧连杆的一端分别与第一连杆组的四个连接点中的任意三个连接点铰接，另一端分别与三个锁紧滑槽滑动配合；大齿轮和三个小齿轮分别通过各自的转轴安装在安装板上，三个小齿轮均与大齿轮啮合，且三个小齿轮的转轴分别固定有锁紧螺杆；三个压紧滑块分别通过滑轨安装在安装板上，三个压紧滑块的一端分别与三个锁紧螺杆一一螺纹配合，另一端分别与三个锁紧滑槽一一相对；锁紧手柄用于带动大齿轮转动。
10.如权利要求7所述的一种主从式微创血管介入手术远程操作系统，其特征在于，所述转盘包括从端夹具和分度转盘；
所述分度转盘包括分度盘、定盘、轴、连接板、转盘手轮、转盘蜗杆及转盘涡轮；
所述定盘的外圆周面固定有分度刻度环；
所述分度盘的边缘处固定有游标；
连接板固定在六连杆机械臂上，定盘固定在连接板上；轴的一端与分度盘同轴固定，另一端穿过定盘及连接板后，与转盘涡轮固定连接；转盘蜗杆通过支架安装在连接板上，并与转盘涡轮啮合；转盘手轮用于带动转盘蜗杆转动；
所述从端夹具包括从端支撑板、定位销Ⅰ、定位销Ⅱ及锁紧螺栓；
从端支撑板固定在分度盘上，且通过分度盘的中心；定位销Ⅰ、定位销Ⅱ固定在从端支撑板的设定位置，锁紧螺栓位于从端支撑板的中心,并与从端支撑板螺纹连接；导丝导管操作器放置于从端支撑板上，由定位销Ⅰ和定位销Ⅱ对其定位，锁紧螺栓将导丝导管操作器与从端支撑板锁紧。
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