CN111110989B - 一种血管介入手术导丝导管推进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种血管介入手术导丝导管推送装置，用于对导丝和导管进行推送，包括导丝推进装置、导丝捻旋装置、气囊支架导管推进装置整套解决方案。导丝推送装置由驱动电机、锥齿轮组、滚轮及导丝电动夹紧机构组成。导丝捻旋装置由驱动电机、齿轮齿条运动副、滑轨滑块组、导丝电动夹紧机构组成。气囊支架导管推进装置由驱动电机、锥齿轮组、滚轮及导管手动夹紧机构组成。本发明装置有效集成了导丝和导管的推进动作，适用于市面上主流的导丝和RX快速交换球囊导管，模拟人工送丝的动作，能够实现一个手术过程均使用介入设备完成操作，减轻了术者的劳动强度和遭受辐射的时间。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种血管介入手术导丝导管推进装置。
背景技术
血管类疾病是人类进入二十一世纪的头号重大疾病。采用微创的介入手术可成功的进行血管疏通、支架释放，解除病患痛苦。传统手术中，在X射线的图像引导下，借助导丝和导管在血管腔体内进行操作。全过程中，医生需要穿戴沉重的铅服在X射线下工作，同时完全采用手工对导丝和导管进行旋转、推拉、折弯等动作，铅服十分厚重，长时间手工操作导丝和导管，使得医护人员更容易疲劳，医生手部的微弱动作，就会对远端的导丝和导管端部产生巨大的作用，因此对医生的技术水平和经验要求较高。
采用微创辅助机器手术系统进行手术，可降低手术操作要求，减少对医生的辐射，同时可以加强医生与图像之间的交互，快速定位病灶位置。美国Corpath和Hansen机器人可以在医生操纵下进行导管的操作，但结构复杂，需要采用专用的导管，同时导管的进给、旋转等，没有反馈等，无法满足医疗器械对安全性的要求。在整个过程中，对于导丝的操作尤为重要，如何精密的操作导丝的进退和旋转，是介入机器人中的重点。
发明内容
为满足临床上的上述应用和现有仪器的不足，本发明的目的是提供一种适用于主流导丝和RX快速交换球囊导管的血管介入手术导丝导管推送装置，完成整个手术导丝、导管的介入操作。
本发明提供的血管介入手术导丝导管推送装置包括导丝推进装置、导丝捻旋装置气囊支架导管推送装置。
所述导丝推送装置包括驱动电机、锥齿轮组、滚轮及导丝电动夹紧机构，电磁铁通电从动滚轮与主动滚轮分开，术者将导丝穿过动脉鞘放置在两滚轮之间后面的导丝支撑块上，然后电磁铁断电，在弹簧力的复位下从动滚轮压紧主动滚轮及导丝完成导丝夹紧动作，电机驱动锥齿轮组带动主动轴旋转，从而带动安装在主动轴的主动滚轮旋转，在摩擦力的作用下实现导管的推进动作。
所述导丝捻旋装置包括驱动电机、齿轮齿条运动副、滑轨滑块组、导丝电动夹紧机构，两电磁铁断电，在弹簧力的复位下两从动滚轮压紧主动滚轮及导丝完成导丝夹紧动作，驱动电机带动主动齿轮旋转，左右齿条在滑轨滑块的导向下分别一个向上运动，一个向下运动，左齿条带动安装在齿条固定板上的两滚轮向上运动，右齿条带动安装在齿条固定板上的两滚轮向下运动，实现捻旋功能，完成导丝的转向操作。
所述气囊支架导管推进装置包括驱动电机、锥齿轮组、滚轮及导管手动夹紧机构，导丝到达病灶后，术者将气囊支架导管套过导丝放置在导管支撑块上，然后拨动手轮，在连杆的作用下从动滚轮与主动滚轮分开，气囊支架导管卡在两滚轮之间，松开手轮，在弹簧力的复位下连杆摆动，从动滚轮转向主动滚轮完成导管夹紧动作，电机驱动锥齿轮组带动主动轴旋转，从而带动安装在主动轴的主动滚轮旋转，在摩擦力的作用下实现导管的推进动作。
本发明装置的优势：适用于市面主流的导丝和RX快速交换球囊导管；高度模仿人工穿丝及捻旋动作；集成了导丝导管推进动作，且结构紧凑；开放式放置导丝，不用穿过孔洞引起导丝刮伤污染；与介入导丝接触的滚轮易于拆卸更换；预放置好导丝后术者在隔离区就能控制导丝的推进及转向，实现导丝到达病灶处，然后将气囊支架导管套进导丝，操作设备控制气囊支架导管的推进，使气囊支架到达病灶处，完成支架的放置操作。导丝导管的推进、旋转、夹紧、放松均能通过远程电动控制，减少了术者遭受辐射的时间，减轻术者的劳动强度。
附图说明
图1是本发明所涉及的血管介入手术导丝导管推进装置总体结构图。
图2是本发明导丝推进装置结构示意图。
图3a是本发明导丝捻旋装置结构示意图。
图3b是本发明导丝捻旋装置后视图。
图4a是本发明气囊支架导管推进装置结构图。
图4b是本发明气囊支架导管推进装置右视图。
其中，1为气囊支架导管推进装置，2为上下板支架，3为气囊支架导管，4为动脉鞘，5为动脉鞘固定夹，6为导丝推进装置，7为上安装板，8为导丝捻旋装置，9为导丝支撑块，10为导丝，11为支撑块支架，12为下安装板，1-1为电机，1-2为电机安装座，1-3为主动锥齿轮，1-4为轴承座，1-5为轴承，1-6为从动锥齿轮，1-7为主动轴，1-8为主动滚轮，1-9为从动滚轮，1-10为销轴，1-11为连杆，1-12为回转轴，1-13为手轮，1-14为导管支撑块，1-15为拉伸弹簧，1-16为调节螺栓，1-17为调节螺栓安装座，6-1为电机，6-2为主动锥齿轮，6-3为电机安装座， 6-4为轴承座，6-5为轴承，6-6为从动锥齿轮，6-7为主动轴，6-8为主动滚轮，6-9为电磁铁，6-10为Y型接头，6-11为销轴，6-12为从动滚轮，6-13为导丝支撑块，8-1为主动齿轮，8-2为齿条安装板，8-3为电磁铁安装板，8-4为滑块安装板，8-5为电磁铁，8-6为滑块，8-7为滑轨，8-8为固定滚轮支架，8-9为固定滚轮，8-10为左齿条，8-11为右齿条，8-12为活动滚轮，8-13为活动滚轮支架，8-14为电机，8-15为电机安装座。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例为：所述导丝推进装置包括电机、锥齿轮组、导丝电动夹紧机构，其中导丝夹紧机构为电磁铁驱动滚轮前进夹紧导丝，所述电机驱动锥齿轮组，从而带动齿轮轴上的滚轮旋转实现导丝的推进操作。所述导丝捻旋装置包括电机、齿轮齿条组、滑轨滑块、导丝电动夹紧机构，其中导丝夹紧机构为电磁铁驱动滚轮前进夹紧导丝，所述电机驱动齿轮齿条组，从而带动齿条安装板上的滚轮分别向上、下运动，完成捻旋动作实现导丝的旋转操作。所述导管推进装置包括电机、锥齿轮组、导管夹紧机构，其中导管夹紧机构为手动拨动摆杆弹簧复位夹紧导管，所述电机驱动锥齿轮组，从而带动齿轮轴上的滚轮旋转实现导管的推进操作。
如图1所示，本发明的血管介入手术导丝导管推进装置包括气囊支架导管推送装置1、上下板支架2、气囊支架导管3、动脉鞘4、动脉鞘固定夹5、导丝推送装置6、上安装板7、导丝捻旋转装置8、导丝支撑块9、导丝10、支撑块支架11、下安装板12，上下板支架2将下安装板12和上安装板7连接起来。
如图2所示为导丝推送装置结构示意图，包括电机6-1，主动锥齿轮6-2，电机安装座6-3，轴承座6-4，轴承6-5，从动锥齿轮6-6，主动轴6-7，主动滚轮6-8，电磁铁6-9，Y型接头6-10，销轴6-11，从动滚轮6-12，导丝支撑块6-13。其中电机6-1安装在电机安装座6-3上，电机安装座6-3安装在下安装板12上，主动锥齿轮6-2与电机6-1直连，主动轴6-7与从动锥齿轮6-6连接通过轴承6-5安装在下安装板12上的轴承座6-4上，主动滚轮6-8安装在主动轴6-7上，电磁铁6-9安装在上安装板7上，电磁铁6-9通过Y型接头6-10、销轴6-11安装从动滚轮6-12。
进一步的，电磁铁6-9通电，从动滚轮6-12与主动滚轮6-8分开，术者将导丝穿进动脉鞘，另一端放置在导丝支撑块6-13上，然后电磁铁6-9断电，在电磁铁弹簧复位下从动滚轮6-12将导丝10夹紧，电机6-1带动主动锥齿轮6-2旋转，从动锥齿轮6-6被驱动带动主动轴6-7旋转，从而驱动主动滚轮6-8转动，实现导丝10的推进操作。
如图3a所示为导丝捻旋装置结构示意图，所述的导丝捻旋装置为左右对称结构，包括主动齿轮8-1，齿条安装板8-2，电磁铁安装板8-3，滑块安装板8-4，电磁铁8-5，滑块8-6，滑轨8-7，固定滚轮支架8-8，固定滚轮8-9，左齿条8-10，右齿条8-11，活动滚轮8-12，活动滚轮支架8-13，电机8-14，电机安装座8-15。如图3b所示，其中电机8-14安装在电机安装座8-15上，主动齿轮8-1与电机8-14直连，固定滚轮支架8-8和固定滚轮8-9安装在齿条安装板8-2上，电磁铁8-5连接活动滚轮8-12和活动滚轮支架8-13安装在电磁铁安装板8-3上，滑轨8-7、左齿条8-10、电磁铁安装板8-3均安装在齿条安装板8-2上，滑块8-6安装在滑块安装板8-4上。
进一步的，电磁铁8-5断电，在弹簧复位下活动滚轮8-12朝对侧固定滚轮8-9运动将导丝10夹紧，电机8-14驱动主动齿轮8-11旋转，左齿条8-10在滑块8-6的引导下向上做直线运动，安装在左侧齿条固定板8-2上的固定滚轮8-8、活动滚轮8-12向上做直线运动，右齿条8-11在对侧滑块8-6的引导下向下做直线运动，安装在右侧齿条固定板8-2上的固定滚轮8-8、活动滚轮8-12向下做直线运动，左右滚轮运动方向相反，即产生捻旋导丝的效果，从而改变导丝的方向。
如图4a所示为气囊支架导管推送装置结构图，包括电机1-1，电机安装座1-2，主动锥齿轮1-3，轴承座1-4，轴承1-5，从动锥齿轮1-6，主动轴1-7，主动滚轮1-8，从动滚轮1-9，销轴1-10，连杆1-11，回转轴1-12，手轮1-13，导管支撑块1-14，拉伸弹簧1-15，调节螺栓1-16，调节螺栓安装座1-17。其中电机1-1安装在电机安装座1-2，电机安装座1-2安装在下安装板12上，主动锥齿轮1-3与电机1-1直连，主动轴1-7与从动锥齿轮1-6连接通过轴承1-5安装在下安装板12上的轴承座1-4上，主动滚轮1-8安装在主动轴1-7上，连杆1-11安装在上安装板7上的回转轴1-12上，连杆1-11两端分别安装从动滚轮1-9、销轴1-10和手轮1-13。
进一步的，如图4b所示拉伸弹簧1-15两端分别连接手轮1-13和调节螺栓1-16，安装在上安装板7上的调节螺栓安装座1-17可以调节调节螺栓1-16的旋入深度从而调节拉伸弹簧1-15的拉紧力，保证导管有合适的夹紧力。术者将导管套进导丝后放置在导管支撑块1-14上，拨动手轮1-13，气囊支架导管卡进滚轮之间，松开手轮1-13，在拉伸弹簧1-15的复位下连杆1-11绕回转轴1-12摆动，从动滚轮1-9压紧导管3，电机1-1带动主动锥齿轮1-3旋转，从动锥齿轮1-6被驱动带动主动轴1-7旋转，从而驱动主动滚轮1-8转动，实现导管3的推进操作。
本发明的血管介入手术导丝导管推进装置可以远程操作导丝到达病灶处，并且可将气囊支架送入到病灶辅助术者完成介入手术，解决现有手术过程中医生遭受过多辐射等问题。
本发明在不改变现有手术流程及器械的基础上适用于市面上主流的0.014″的导丝和RX快速交换球囊导管，本装置采用的低压伺服电机可实现导丝导管推进速度达到0-100mm/s的范围调节，其中的夹紧滚轮为弹性的医用橡胶，在夹紧最后，会对导丝进行挤压，形成形变，产生较大的摩擦力，并可通过弹簧调节夹紧力，本装置结构紧凑、功能齐全，与介入导丝接触的零件易与拆卸清洗更换。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种血管介入手术导丝导管推进装置，用于对导丝进行推送及旋转，对导管进行推送，适用于市面上主流的导丝和RX快速交换球囊导管，其特征在于，包括导丝推进装置、导丝捻旋装置、气囊支架导管推进装置；
所述导丝推进装置包括第一驱动电机、第一锥齿轮组、第一滚轮组及第一导丝电动夹紧机构，所述第一滚轮组包括第一从动滚轮和第一主动滚轮，所述第一导丝电动夹紧机构包括第一电磁铁，所述第一电磁铁通过Y型接头、销轴安装所述第一从动滚轮，所述第一电磁铁通电使所述第一从动滚轮与所述第一主动滚轮分开，术者将所述导丝穿过动脉鞘放置在两滚轮之间后面的导丝支撑块上，然后所述第一电磁铁断电，在弹簧力的复位下所述第一从动滚轮压紧所述第一主动滚轮及所述导丝完成导丝夹紧动作，所述第一驱动电机驱动所述第一锥齿轮组带动第一主动轴旋转，从而带动安装在所述第一主动轴的所述第一主动滚轮旋转，在摩擦力的作用下实现导丝的推进动作；
所述导丝捻旋装置包括第二驱动电机、齿轮齿条运动副、滑轨滑块组、第二滚轮组及第二导丝电动夹紧机构，所述第二滚轮组包括活动滚轮和固定滚轮，所述齿轮齿条运动副包括左齿条、右齿条、齿条固定板和主动齿轮，所述第二导丝电动夹紧机构包括两个第二电磁铁，所述两个第二电磁铁断电，在弹簧力的复位下两个所述活动滚轮压紧所述固定滚轮及所述导丝完成导丝夹紧动作，所述第二驱动电机带动所述主动齿轮旋转，所述左齿条和所述右齿条在所述滑轨滑块组的导向下分别一个向上运动，一个向下运动，所述左齿条带动安装在所述齿条固定板上的所述第二滚轮组向上运动，所述右齿条带动安装在所述齿条固定板上的所述第二滚轮组向下运动，实现捻旋功能，完成导丝的转向操作；
所述气囊支架导管推进装置包括第三驱动电机、第二锥齿轮组、第三滚轮组及导管手动夹紧机构，所述导管手动夹紧机构包括手轮和连杆，所述第三滚轮组包括第三从动滚轮和第三主动滚轮，所述导丝到达病灶后，术者将所述气囊支架导管套过所述导丝放置在导管支撑块上，然后拨动所述手轮，在所述连杆的作用下所述第三从动滚轮与所述第三主动滚轮分开，所述气囊支架导管卡在两滚轮之间，松开所述手轮，在弹簧力的复位下所述连杆摆动，所述第三从动滚轮转向所述第三主动滚轮完成导管夹紧动作，所述第三驱动电机驱动所述第二锥齿轮组带动第二主动轴旋转，从而带动安装在所述第二主动轴的所述第三主动滚轮旋转，在摩擦力的作用下实现导管的推进动作；
所述导丝穿过动脉鞘放置在所述导丝支撑块上，所述第一电磁铁断电，推送所述第一滚轮组夹紧所述导丝，所述第一驱动电机动作带动所述第一滚轮组转动使所述导丝前进；当所述导丝到达血管分叉处，所述第二电磁铁断电，所述第二滚轮组夹紧所述导丝，所述第一电磁铁通电，推送所述第一滚轮组放开导丝，所述第二驱动电机动作带动所述第二滚轮组分别上下运动使所述导丝旋转进入正确的分叉血管；
所述导丝到达病灶处后，术者将所述气囊支架导管从所述导丝末端套进，然后拨动所述导管手动夹紧机构使所述第三滚轮组将所述导管夹紧，所述导丝固定在所述导丝推进装置上保持位置不变，所述第三驱动电机动作带动所述第三滚轮组使所述导管前进。
2.根据权利要求1所述的一种血管介入手术导丝导管推进装置，其特征在于，所述第一驱动电机与所述第三驱动电机均使用低压伺服电机，可以精确的控制推送速度，所述第一锥齿轮组和所述第二锥齿轮组的配置使得所述第一驱动电机和所述第三驱动电机横向安装，节省竖向空间使空间紧凑。
3.根据权利要求1所述的一种血管介入手术导丝导管推进装置，其特征在于，所述气囊支架导管推进装置采用手动夹紧，通过弹簧驱动所述第三滚轮组夹紧所述导管，所述弹簧末端连接在调节螺栓上，通过所述调节螺栓拧入深度调节所述弹簧夹紧力。
4.根据权利要求1所述的一种血管介入手术导丝导管推进装置，其特征在于，所述导丝捻旋装置具有两个所述第二导丝电动夹紧结构，减少所述导丝捻旋打滑现象的发生。
5.根据权利要求1所述的一种血管介入手术导丝导管推进装置，其特征在于，所述导丝捻旋装置用所述主动齿轮驱动左右齿条分别向相反方向运动，模拟人工搓丝的动作，达到捻旋导丝改变方向的目的。
6.根据权利要求1所述的一种血管介入手术导丝导管推进装置，其特征在于，所述第一滚轮组、所述第二滚轮组及所述第三滚轮组均采用弹性的医用橡胶，在夹紧最后，会对所述导丝进行挤压，形成形变，产生较大的摩擦力。
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