CN112546396A - 一种导轨直推式血管介入手术机器人及其导丝递送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导轨直推式血管介入手术机器人，所述导管设置在所述导管驱动模块上，所述导丝设置在所述导丝驱动模块上，并穿设在所述导管中；所述导丝驱动模块可夹紧或松开所述导丝；所述导管驱动模块包括导管夹持器、辅助压块和导管驱动运载部，所述导管夹持器和辅助压块设置在所述导管驱动运载部上，所述导管驱动运载部致动所述导管夹持器和辅助压块。本发明还提供一种导丝递送方法。本发明提供的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法在导管夹持器和导丝夹持器之间没有任何导丝防弯曲装置，靠导丝自身的韧性递送；通过导管驱动模块和导丝驱动模块相互协同配合，限制导管夹持器和导丝夹持器之间的距离，实现导丝在递送时不弯曲。

Description

一种导轨直推式血管介入手术机器人及其导丝递送方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种导轨直推式血管介入手术机器人及其导丝递送方法。

背景技术

血管腔内技术已经成为血管治疗的基本手段，目前实施的多数血管重建手术都需借助这项技术。导丝和导管的操作是血管腔内技术的核心内容，决定着手术质量。目前，临床中医生借助数字剪影血管造影成像技术(DSA)手动完成导丝和导管在病人血管内的定位操作。常规被动导丝、指引导管、球囊导管是手术中使用的基本器械。使用机器人装置进行导管和导丝的定位操作，有利于提高定位操作精度、降低医生疲劳度、改善手术质量。

导轨直推式血管介入手术机器人是将导管夹持器和导丝夹持器固定在直线导轨上，其中导管固定在导管夹持器上，导管与导管夹持器不发生分离；而导丝夹持器既可以夹紧又可以松开导丝。在使用机器人辅助血管介入手术过程中，导管和导丝在手术过程中通过导管夹持器和导丝夹持器带动实现递送和后撤，将导管和导丝从大腿股动脉送到病灶位置，所以需要将导管和导丝递送较大距离，手术完成后再后撤导管和导丝。

在导轨直推式血管介入手术机器人的导管夹持器和导丝夹持器之间有着一段距离的导丝，由于导丝是长柔性材料，如果导管夹持器和导丝夹持器之间距离过大，两个夹持器中间的裸露导丝就会在下次递送时弯曲，导致导丝无法正常递送。现有技术中通过采用伸缩套筒或者多点夹持的方法来支撑导丝，防止上述部分导丝弯曲。然而上述方式成本高，且安装和操作复杂，且还会损耗导丝的术中可使用长度。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，在导管夹持器和导丝夹持器之间没有任何的导丝防弯曲装置，靠导丝自身的韧性递送；将导管夹持器和导丝夹持器之间的距离限制在一个范围内，可实现导丝在整个手术过程中递送时不弯曲。

为了至少实现上述目的之一，本发明提供的实施例中采用的技术方案为：提供一种导轨直推式血管介入手术机器人，所述导轨直推式血管介入手术机器人包括导管驱动模块，导丝驱动模块，导管，导丝和控制器；所述控制器控制所述导管驱动模块和导丝驱动模块进行移动；所述导管设置在所述导管驱动模块上，所述导丝设置在所述导丝驱动模块上，并穿设在所述导管中；所述导丝驱动模块可夹紧或松开所述导丝；所述导管驱动模块包括导管夹持器、辅助压块和导管驱动运载部，所述导管夹持器和辅助压块设置在所述导管驱动运载部上，所述导管驱动运载部致动所述导管夹持器和辅助压块。

进一步地，所述导管固连在所述导管夹持器上。

进一步地，所述导丝驱动模块包括导丝夹持器和导丝驱动运载部；所述导丝夹持器设置在所述导丝驱动运载部上，所述导丝驱动运载部致动所述导丝夹持器。

进一步地，所述导丝设置在所述导丝夹持器上，所述导丝夹持器可夹紧或松开所述导丝。

进一步地，所述辅助压块设置在所述导管夹持器和所述导丝夹持器之间，所述导丝通过所述辅助压块后穿设在所述导管中，所述辅助压块可夹紧或松开所述导丝。

进一步地，所述导管夹持器和所述导丝夹持器之间只设置有所述辅助压块。

本发明还提供一种根据上述的导轨直推式血管介入手术机器人的导丝递送方法，所述控制器限制所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离进行所述导丝的递送，并保持所述导管驱动模块与所述导丝驱动模块之间的导丝不弯曲。

进一步地，所述导丝的递送包括前进和后撤；所述前进为导丝向靠近血管方向移动，所述后撤为导丝向远离血管方向移动。

进一步地，所述前进的具体步骤为：所述控制器接收到所述导丝前进指令；所述辅助压块松开所述导丝，所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述导管驱动模块保持固定不动，所述导丝驱动模块向前递送所述导丝；实时检测所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离；

当所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离大于最小距离d_min时，所述导丝驱动模块一直向前移动；当检测到所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到所述最小距离d_min时，所述导丝驱动模块停止移动；

此时，所述辅助压块夹紧导丝，所述导丝夹持器松开所述导丝，所述导丝驱动模块后撤指定位移d_s1后停止移动；所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述辅助压块松开所述导丝；所述导丝驱动模块继续移动，向前递送所述导丝；

循环上述步骤直到所述导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

进一步地，所述后撤的具体步骤为：所述控制器接收到所述导丝后撤指令；所述辅助压块松开所述导丝，所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述导管驱动模块保持固定不动，所述导丝驱动模块后撤递送所述导丝；实时检测所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离；

当所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离小于最大距离d_max时，所述导丝驱动模块一直往后移动；当检测到所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到所述最大距离d_max时，所述导丝驱动模块停止移动；

此时，所述辅助压块夹紧所述导丝，所述导丝夹持器松开所述导丝，所述导丝驱动模块前进指定位移d_s1后停止移动；所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述辅助压块松开所述导丝；所述导丝驱动模块继续移动，后撤递送所述导丝；

循环上述步骤直到所述导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

本发明提供的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法与现有技术相比，有益效果在于：

本发明的提供的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，在导管夹持器和导丝夹持器之间没有任何的导丝防弯曲装置，靠导丝自身的韧性递送；将导管夹持器和导丝夹持器之间的距离限制在一个范围内，通过导管驱动模块和导丝驱动模块相互协同配合的方式，实现导丝在整个手术过程中递送时不弯曲。

总之，本发明提供了一种成本低、操作方便的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，其在血管介入手术机器人领域中具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例提供的导轨直推式血管介入手术机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的导丝向前递送的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的导丝后撤递送的方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

1-导管夹持器，2-导丝夹持器，3-辅助压块，4-导管，5-导丝，6-导管驱动运载部，7-导丝驱动运载部。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下，将通过具体实施例对本发明的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法作详细说明：

如图1所示，本发明的导轨直推式血管介入手术机器人包括导管驱动模块和导丝驱动模块。导管驱动模块包括导管夹持器1、辅助压块3和导管驱动运载部6；导丝驱动模块包括导丝夹持器2和导丝驱动运载部7。导轨直推式血管介入手术机器人还包括导管4，导丝5和控制器(图中未示出)等零部件。

导管4固连在所述导管夹持器1上，所述导管夹持器1设置在所述导管驱动运载部6上。控制器控制导管驱动运载部6致动导管夹持器1前后移动，进而实现导管4的前进和后撤动作。

导丝5穿设在所述导丝夹持器2中，伸出所述导丝夹持器2后穿入所述导管4中。所述导丝夹持器2可夹紧或松开所述导丝5，所述导丝夹持器2设置在所述导丝驱动运载部7上。控制器控制导丝驱动运载部7致动导丝夹持器2前后移动，当所述导丝夹持器2夹紧导丝5时，进而实现导丝5的前进和后撤动作。前进是指导丝5向靠近血管方向移动；后撤是指导丝5向远离血管方向移动。

辅助压块3设置在所述导管驱动运载部6上，并设置在导管夹持器1和导丝夹持器2之间。辅助压块3可将位于导管夹持器1和导丝夹持器2之间的导丝夹紧或松开。

本发明的导轨直推式血管介入手术机器人在导管夹持器和导丝夹持器之间只有辅助压块，没有其它导丝防弯曲装置。本发明提供的导丝递送方法通过限制导管夹持器1和导丝夹持器2之间的距离来防止导丝弯曲。

如图2所示，为本发明提供的导丝向前递送的方法流程。具体的操作步骤为：向控制器输入递送控制指令，控制器接收到导丝前进指令。辅助压块3松开导丝5，导丝夹持器2夹紧导丝，导管夹持器1在导管驱动运载部6的作用下保持固定不动，保证导丝5递送时导管4不会发生滑动。

导丝驱动运载部7致动导丝夹持器2向前移动，即导丝驱动模块向前递送导丝5；实时检测导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离，具体的检测方式可采用本领域常见的方式，例如通过传感器或通过导丝驱动运载部7和导管驱动运载部6的运动反馈等。

当导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离大于最小距离d_min时，导丝驱动模块一直向前移动；当检测到导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到最小距离d_min时，导丝驱动模块停止移动。导管驱动模块中的辅助压块3夹紧导丝，导丝夹持器2松开导丝5，然后被导丝驱动模块运载部7致动后撤指定位移d_s1后停止移动，实现了导丝驱动模块后撤而导丝5静止；然后导丝夹持器2继续夹紧导丝5，辅助压块3松开导丝5；导丝驱动模块继续移动，向前递送导丝5；循环往复上述步骤直到导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

如图3所示，为本发明提供的导丝后撤递送的方法流程。具体的操作步骤为：向控制器输入递送控制指令，控制器接收到导丝后撤指令。辅助压块3松开导丝5，导丝夹持器2夹紧导丝，导管夹持器1在导管驱动运载部6的作用下保持固定不动，保证导丝5递送时导管4不会发生滑动。导丝驱动运载部7致动导丝夹持器2往后移动，即导丝驱动模块后撤递送导丝5；实时检测导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离。

当导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离小于最大距离d_max时，导丝驱动模块一直往后移动；当检测到导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到最大距离d_max时，导丝驱动模块停止移动。导管驱动模块中的辅助压块3夹紧导丝，导丝夹持器2松开导丝5，然后被导丝驱动模块运载部7致动前进指定位移d_s1后停止，实现了导丝驱动模块前进而导丝5静止；然后导丝夹持器2继续夹紧导丝5，辅助压块3松开导丝5；导丝驱动模块继续移动，后撤递送导丝5；循环往复上述步骤直到导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

本发明提供的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，针对导丝夹持器和导管夹持器之间没有导丝的路径限制，为了递送导丝时导丝不会弯曲，限制两个夹持器之间的距离不能过大；本发明提供的导丝递送方法基于导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离有一定限制的条件下，通过导管驱动模块和导丝驱动模块相互协同配合的方式，实现导丝的前进和后撤递送。

相比于现有技术，本发明中的导丝驱动模块会根据条件进行位置自动调整，后续无需手动调整导丝驱动模块的位置，大幅减少了操作者的动作数量与关注点。另外相比于现有技术中导管驱动模块与导丝驱动模块之间需要设置辅助支撑机构来防止导丝弯曲的方式，辅助支撑机构由于受到尺寸限制，通常会占用导丝的有效长度；且附加了辅助支撑机构后，导管驱动模块与导丝驱动模块之间的相对距离也受到了限制。

本发明的提供的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，在导管夹持器和导丝夹持器之间没有任何的导丝防弯曲装置，靠导丝自身的韧性递送；将导管夹持器和导丝夹持器之间的距离限制在一个范围内，可实现导丝在整个手术过程中递送时不弯曲。

总之，本发明提供了一种成本低、操作方便的导轨直推式血管介入手术机器人及导丝递送方法，其在血管介入手术机器人领域中具有广泛的应用前景。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组件合。

Claims (10)

1.一种导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述导轨直推式血管介入手术机器人包括导管驱动模块，导丝驱动模块，导管，导丝和控制器；所述控制器控制所述导管驱动模块和导丝驱动模块进行移动；所述导管设置在所述导管驱动模块上，所述导丝设置在所述导丝驱动模块上，并穿设在所述导管中；所述导丝驱动模块可夹紧或松开所述导丝；所述导管驱动模块包括导管夹持器、辅助压块和导管驱动运载部，所述导管夹持器和辅助压块设置在所述导管驱动运载部上，所述导管驱动运载部致动所述导管夹持器和辅助压块。

2.根据权利要求1所述的导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述导管固连在所述导管夹持器上。

3.根据权利要求2所述的导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述导丝驱动模块包括导丝夹持器和导丝驱动运载部；所述导丝夹持器设置在所述导丝驱动运载部上，所述导丝驱动运载部致动所述导丝夹持器。

4.根据权利要求3所述的导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述导丝设置在所述导丝夹持器上，所述导丝夹持器可夹紧或松开所述导丝。

5.根据权利要求4所述的导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述辅助压块设置在所述导管夹持器和所述导丝夹持器之间，所述导丝通过所述辅助压块后穿设在所述导管中，所述辅助压块可夹紧或松开所述导丝。

6.根据权利要求5所述的导轨直推式血管介入手术机器人，其特征在于：所述导管夹持器和所述导丝夹持器之间只设置有所述辅助压块。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的导轨直推式血管介入手术机器人的导丝递送方法，其特征在于：所述控制器限制所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离进行所述导丝的递送，并保持所述导管驱动模块与所述导丝驱动模块之间的导丝不弯曲。

8.根据权利要求7所述的导丝递送方法，其特征在于：所述导丝的递送包括前进和后撤；所述前进为导丝向靠近血管方向移动，所述后撤为导丝向远离血管方向移动。

9.根据权利要求8所述的导丝递送方法，其特征在于：所述前进的具体步骤为：所述控制器接收到所述导丝前进指令；所述辅助压块松开所述导丝，所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述导管驱动模块保持固定不动，所述导丝驱动模块向前递送所述导丝；实时检测所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离；

当所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离大于最小距离d_min时，所述导丝驱动模块一直向前移动；当检测到所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到所述最小距离d_min时，所述导丝驱动模块停止移动；

此时，所述辅助压块夹紧导丝，所述导丝夹持器松开所述导丝，所述导丝驱动模块后撤指定位移d_s1后停止移动；所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述辅助压块松开所述导丝；所述导丝驱动模块继续移动，向前递送所述导丝；

循环上述步骤直到所述导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

10.根据权利要求9所述的导丝递送方法，其特征在于：所述后撤的具体步骤为：所述控制器接收到所述导丝后撤指令；所述辅助压块松开所述导丝，所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述导管驱动模块保持固定不动，所述导丝驱动模块后撤递送所述导丝；实时检测所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离；

当所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离小于最大距离d_max时，所述导丝驱动模块一直往后移动；当检测到所述导管驱动模块和导丝驱动模块之间的距离达到所述最大距离d_max时，所述导丝驱动模块停止移动；

此时，所述辅助压块夹紧所述导丝，所述导丝夹持器松开所述导丝，所述导丝驱动模块前进指定位移d_s1后停止移动；所述导丝夹持器夹紧所述导丝，所述辅助压块松开所述导丝；所述导丝驱动模块继续移动，后撤递送所述导丝；

循环上述步骤直到所述导丝驱动模块到达指令位置或收到停止指令。

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