CN109303629B - 一种3d打印血管支架输送器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印血管支架输送器，属于对人体管状结构提供开口或防止塌陷的装置的技术领域，包括输送器本体，所述输送器本体包括外壳、驱动机构和投放机构，所述外壳为一端开口一端封闭的圆柱形薄壳体，在壳体的开口端设置有用于放置血管支架的支架收纳室，在壳体的封闭端设置有用于放置驱动机构的驱动机构收纳室，所述投放机构设置在支架收纳室与驱动机构收纳室之间，所述驱动机构包括双向驱动泵和驱动电机，所述投放机构包括同轴设置的多级液压缸和推料块。通过创造性设计，使输送器可将支架准确送至、并安放在预定位置，且可安全退回，实现全流程的机械化作业，具有较高的实用价值。

Description

一种3D打印血管支架输送器

技术领域

本发明涉及对人体管状结构提供开口或防止塌陷的装置的技术领域，具体涉及一种3D打印血管支架输送器。

背景技术

支架介入法具有创伤小、并发症少、效果好的优点，是治疗血管狭窄的主要方法。支架介入法通常需要运用输送机构将血管支架植入到体内。

现有输送机构一般包括相互连接的导管组件和手柄部，导管组件通常包括外套管和内管，血管支架可设置在内管和外套管之间，外套管与内管均为中空设置，可供导丝通过；手柄部包括适于握持的壳体以及用于驱动内管往复移动的驱动组件，外套管与壳体相固定，驱动组件与内管操作性接合。

介入手术过程中，医生利用导丝引导输送机构的导管组件到达手术部位，之后操作驱动组件使内管沿轴向向前移动，从而带着支架进入血管，之后，支架可展开并支承于血管内壁。整个过程由手术人员手动完成，其动作的准确度由手术人员的经验把握，在长时间操作中，难免出现差错，影响手术的精准度。

而近年来，随着3D打印技术逐渐成熟，3D打印血管支架也应运而生。3D打印血管支架具有构建效率高、与血管的匹配水平高、适应性强等优势。但如何将3D打印血管支架可靠并安全的运送到预定位置是急待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D打印血管支架输送器。

本发明通过以下技术方案实现：

一种3D打印血管支架输送器，包括输送器本体，所述输送器本体包括外壳、驱动机构和投放机构，所述外壳为一端开口一端封闭的圆柱形薄壳体，在壳体的开口端设置有用于放置血管支架的支架收纳室，在壳体的封闭端设置有用于放置驱动机构的驱动机构收纳室，所述投放机构设置在支架收纳室与驱动机构收纳室之间，

所述驱动机构包括双向驱动泵和与所述双向驱动泵驱动连接的驱动电机，所述双向驱动泵的进水管和出水管分别从外壳的轴向延伸至外壳的外部，

所述驱动机构还包括方向控制装置，所述方向控制装置包括进水分管、出水分管和流量调节阀，所述进水分管一端与进水管连通，另一端延伸至外壳的外部；所述出水分管一端与出水管连通，另一端延伸至外壳的外部，所述进水管、出水管、进水分管、出水分管均设置有流量调节阀，

所述血管支架包括采取3D打印制成的支架前段和支架后段，以及设置支架前段与支架后段之间可以折弯的连接部，

所述投放机构包括同轴设置在所述进水管外部的多级液压缸和多个设置在所述多级液压缸的最小活塞杆外部的推料块，所述最小活塞杆与双向驱动泵之间设置有波形伸缩管，所述最小活塞杆内贯通设置有分别与波形伸缩管及双向驱动泵连通的过水孔，所述最小活塞杆和波形伸缩管即构成所述的进水管，所述推料块抵靠在支架前段上形成推动。

进一步，所述支架前段和支架后段为圆筒柱状结构，所述圆筒柱状结构由环状梁和支承梁组成，环状梁设置一个、支承梁设置三个，三个支承梁均布在所述环状梁的圆周上。

进一步，所述推料块共设置三个、且均布在最小活塞杆的圆周上。

进一步，所述驱动连接包括设置在驱动电机输出轴上的大皮带轮、设置在双向驱动泵输入轴上的小皮带轮和连接在两者之间的驱动皮带。

进一步，还包括成像系统，所述成像系统包括设置在最小活塞杆端部的发光装置和CCD图像传感器。

进一步，所述外壳的封闭端也设置有成像系统。

进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括图片及信息处理器和显示器，所述图片及信息处理器与双向驱动泵、驱动电机、流量调节阀、CCD图像传感器及发光装置电性连接。

进一步，还包括过滤装置，所述过滤装置包括倾斜设置在进水管或出水管内的隔板，所述隔板将进水管或出水管分隔为第一通道和第二通道，所述第一通道内设置有电动阀门，第二通道内设置有过滤网，所述隔板上设置有过渡通道，且过渡通道的水位高于电动阀门。

进一步，还包括将支架收纳室与驱动机构收纳室两者密封隔离的分隔座，所述双向驱动泵固定在分隔座上。

本发明的有益效果在于：

1、通过支架收纳室实现对支架的放置；通过投放机构实现了对支架的准确推送和放置；

2、通过双向驱动泵进行前进和返回驱动，实现了机械驱动，避免了现有技术采用手动操作的不准确性；

3、通过方向控制装置解决了行进方向问题，在控制下可进行精确转向，易于实现智能控制；

4、将投放机构与驱动机构组合设计，使结构更简单，空间优化更合理；

5、采用多级液压缸，可用较短的空间得到更大的升长距离；

总之，通过创造性设计，使输送器可将支架准确送至、并安放在预定位置，且可安全退回，实现全流程的机械化作业，其安全性高、稳定性好，且结构简单，操作方便，使用成本低，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明输送器本体的全剖示图；

图3为本发明的侧视图；

图4为图2在A处的局部放大图；

图5为本发明输送器本体处于投放状态时的示意图；

图6为本发明的投放机构的示意图；

图7为本发明的驱动机构的示意图；

图8为本发明的血管支架的示意图；

图9为本发明的方向控制装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、外壳；2、驱动机构；3、投放机构；4、支架收纳室；5、驱动机构收纳室；6、双向驱动泵；7、驱动电机；8、进水管；9、出水管；10、方向控制装置；11、进水分管；12、出水分管；13、流量调节阀；14、血管支架；15、支架前段；16、支架后段；17、连接部；18、环状梁；19、支承梁；20、多级液压缸；21、推料块；22、波形伸缩管；23、过水孔；24、大皮带轮；25、小皮带轮；26、驱动皮带；27、发光装置；28、CCD图像传感器；29、图片及信息处理器；30、显示器；31、过滤装置；32、隔板；33、第一通道；34、第二通道；35、电动阀门；36、过滤网；37、过渡通道；38、分隔座；39、成像系统；40、控制系统；41、输送器本体；J1－流量调节阀I；J2－流量调节阀II；J3－流量调节阀III；J4－流量调节阀IV。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

如图1至图9所示，一种3D打印血管支架输送器，包括输送器本体41，输送器本体包括外壳1、驱动机构2和投放机构3，所述外壳为一端开口一端封闭的圆柱形薄壳体，在壳体的开口端设置有用于放置血管支架的支架收纳室4，在壳体的封闭端设置有用于放置驱动机构的驱动机构收纳室5，支架收纳室与驱动机构收纳室在壳体的轴向上分布，即位于壳体的两侧，所述投放机构设置在支架收纳室与驱动机构收纳室之间：

具体的，驱动机构包括双向驱动泵6和驱动电机7，双向驱动泵的进水管8和出水管9分别从外壳的轴向延伸至外壳的外部，实现与外部连通，使血液可以进入泵内，也可以被排出泵内，从而进行行走驱动。本实施例的双向驱动泵为没有安全阀的齿轮泵，不受压力的限制，可实现正转和反转双向驱动，从而不需要掉头即可直接进行前进和返回操作。

为对输送器行进方向进行调整和控制，本实施例还提供了方向控制装置10，如图9所示，该方向控制装置包括进水分管11、出水分管12和流量调节阀13，进水分管的一端与进水管连通，另一端延伸至外壳的外部；出水分管一端与出水管连通，另一端延伸至外壳的外部，进水管、出水管、进水分管、出水分管均设置有流量调节阀，通过进水分管、出水分管可分别对进水管和出水管进行分流作用，并通过流量调节阀调节各自流量，使输送器受力不均，发生偏转，从而实现转向。

进水分管和出水分管均可设置多根，本实施例为两根，对称设置在进水管或出水管的两侧，如图9所示，流量调节阀共设置一个，包括左上的流量调节阀IJ1，右上的流量调节阀IIJ2，左下的流量调节阀IIIJ3，右下的流量调节阀IVJ4，当需左转时，可关闭J1和J3，当右转时，可关闭J2和J4。当然，也可只是减少流量来控制。

本实施例的血管支架14包括采取3D打印制成的支架前段15和支架后段16，以及设置支架前段与支架后段之间可以折弯的连接部17。为提高与患者血管的匹配效果，支架前段和支架后段均为定制。本实施例的支架前段、支架后段的形状大小不作限制，可以是现有技术的任意形状，如支架前段、支架后段均为U形相接的网状结构，使其在径向有一定的扩张能力；本实施例的连接部的材料、形状、长短不作限制，其形状可以是全封结构，也可以是多孔的网状结构，还可以是连接带状的结构。通过将支架设为支架前段和支架后段的组合结构，并通过可以折弯的连接部，使两者之间可相互旋转，从而实现支架的折弯，使该支架可以放置在血管的折弯位置上，从而提高了适应性。

具体的，如图8所示，一种实施例的支架前段和支架后段均为圆筒柱状结构，圆筒柱状结构由环状梁18和支承梁19组成，环状梁设置一个、支承梁设置三个，三个支承梁均布在所述环状梁的圆周上。该结构相对于现有技术采用网状可以减少与血液的接触面积，可降低血液凝结和甚至再次形成血栓的风险。

为实现上述支架结构的放置，本实施例的投放机构包括多级液压缸20和推料块21，多级液压缸同轴设置在所述进水管外部，其包括多个活塞杆，推料块固定在最小一级的活塞杆的外部，最小活塞杆与双向驱动泵之间设置有波形伸缩管22，最小活塞杆内贯通设置有分别与波形伸缩管及双向驱动泵连通的过水孔23，从而实现血液的进入，最小活塞杆和波形伸缩管即构成所述的进水管，推料块抵靠在支架前段上，在多级液压缸的推动下将支架投放。

本实施例相对于现有技术具有以下优点：

1、通过支架收纳室实现对支架的放置；通过投放机构实现了对支架的准确推送和放置；

2、通过双向驱动泵进行前进和返回驱动，实现了机械驱动，避免了现有技术采用手动操作的不准确性；

3、通过方向控制装置解决了行进方向问题，在控制下可进行精确转向，易于实现智能控制；

4、将投放机构与驱动机构组合设计，使结构更简单，空间优化更合理；

5、采用多级液压缸，可用较短的空间得到更大的升长距离；

总之，本实施例通过创造性设计，使输送器可将支架准确送至、并安放在预定位置，且可安全退回，实现全流程的机械化作业，其安全性高、稳定性好，且结构简单，操作方便，使用成本低，具有较高的实用价值。

作为本实施例的改进，推料块共设置三个、且均布在最小活塞杆的圆周上，如图6所示，这样，推料块可避开支承梁直接作用在环状梁上，使作用力更均衡，投放更平稳。

作为本实施例的改进，驱动连接包括设置在驱动电机输出轴上的大皮带轮24、设置在双向驱动泵输入轴上的小皮带轮25和连接在两者之间的驱动皮带26。

作为本实施例的改进，还包括成像系统39，成像系统包括设置在最小活塞杆端部的发光装置27和CCD图像传感器28。

作为本实施例的改进，还包括控制系统40，控制系统包括图片及信息处理器29和显示器30，图片及信息处理器与双向驱动泵、驱动电机、流量调节阀、CCD图像传感器及发光装置电性连接。发光装置可以是红外线灯具，红外光使行进区域可通过图像传感器进行成像，并将成像信号转换为电信号，通过图片及信息处理器对电信号进行处理成像，并在显示器上显示，使行进区域可视，操作更准确。

作为本实施例的改进，外壳的封闭端也设置有成像系统。这样，可对返回路径成像，提高返回速度，缩短整个操作时间。

作为本实施例的改进，如图4所示，还包括过滤装置31，过滤装置包括倾斜设置在进水管内的隔板32，所述隔板将进水管分隔为第一通道33和第二通道34，第一通道内设置有电动阀门35，第二通道内设置有过滤网36，隔板上设置有过渡通道37，且过渡通道的水位高于电动阀门。电动阀门为常开状态，当双向驱动泵作为行进驱动时，血液直接通过第一通道；当双向驱动泵作为清理驱动时，电动阀门关闭，第一通道关闭，血液经过渡通道进入第二通道，并通过过滤网进行过滤，实现了两种状态的独立运行，互不影响，有利于提高机器人运行的平稳性和手术的可靠性。

另外，过滤网也可以是血液净化膜。

作为本实施例的改进还包括将支架收纳室与驱动机构收纳室两者密封隔离的分隔座38，所述双向驱动泵固定在分隔座上。通过分隔座将支架收纳室与驱动机构收纳室完全隔离，使驱动机构收纳室为密封的空间，可保护其内部不被浸湿，利于提高驱动机构使用寿命。同时，将分隔座也进行了多功能的设计，降低了对空间的需求，利于缩小内部空间，提高输送器的运行能力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：包括输送器本体，所述输送器本体包括外壳、驱动机构和投放机构，所述外壳为一端开口一端封闭的圆柱形薄壳体，在壳体的开口端设置有用于放置血管支架的支架收纳室，在壳体的封闭端设置有用于放置驱动机构的驱动机构收纳室，所述投放机构设置在支架收纳室与驱动机构收纳室之间，

所述驱动机构包括双向驱动泵和与所述双向驱动泵驱动连接的驱动电机，所述双向驱动泵的进水管和出水管分别从外壳的轴向延伸至外壳的外部，

所述驱动机构还包括方向控制装置，所述方向控制装置包括进水分管、出水分管和流量调节阀，所述进水分管一端与进水管连通，另一端延伸至外壳的外部；所述出水分管一端与出水管连通，另一端延伸至外壳的外部，所述进水管、出水管、进水分管、出水分管均设置有流量调节阀，

所述血管支架包括采取3D打印制成的支架前段和支架后段，以及设置支架前段与支架后段之间可以折弯的连接部，

所述投放机构包括同轴设置在所述进水管外部的多级液压缸和多个设置在所述多级液压缸的最小活塞杆外部的推料块，所述最小活塞杆与双向驱动泵之间设置有波形伸缩管，所述最小活塞杆内贯通设置有分别与波形伸缩管及双向驱动泵连通的过水孔，所述最小活塞杆和波形伸缩管即构成所述的进水管，所述推料块抵靠在支架前段上形成推动，

所述支架前段和支架后段为圆筒柱状结构，所述圆筒柱状结构由环状梁和支承梁组成，环状梁设置一个、支承梁设置三个，三个支承梁均布在所述环状梁的圆周上，

所述驱动连接包括设置在驱动电机输出轴上的大皮带轮、设置在双向驱动泵输入轴上的小皮带轮和连接在两者之间的驱动皮带。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：所述推料块共设置三个、且均布在最小活塞杆的圆周上。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：还包括成像系统，所述成像系统包括设置在最小活塞杆端部的发光装置和CCD图像传感器。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：所述外壳的封闭端也设置有成像系统。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括图片及信息处理器和显示器，所述图片及信息处理器与双向驱动泵、驱动电机、流量调节阀、CCD图像传感器及发光装置电性连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：还包括过滤装置，所述过滤装置包括倾斜设置在进水管或出水管内的隔板，所述隔板将进水管或出水管分隔为第一通道和第二通道，所述第一通道内设置有电动阀门，第二通道内设置有过滤网，所述隔板上设置有过渡通道，且过渡通道的水位高于电动阀门。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种3D打印血管支架输送器，其特征在于：还包括将支架收纳室与驱动机构收纳室两者密封隔离的分隔座，所述双向驱动泵固定在分隔座上。