CN113729966B - 并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 - Google Patents
并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113729966B CN113729966B CN202111036296.9A CN202111036296A CN113729966B CN 113729966 B CN113729966 B CN 113729966B CN 202111036296 A CN202111036296 A CN 202111036296A CN 113729966 B CN113729966 B CN 113729966B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- guide wire
- pushing mechanism
- balloon catheter
- sliding table
- catheter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/37—Master-slave robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
- A61M25/0105—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
- A61M25/0116—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning self-propelled, e.g. autonomous robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
- A61M25/09—Guide wires
- A61M25/09041—Mechanisms for insertion of guide wires
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
Abstract
本发明提供一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法,包括:导丝操作模块,该模块包括导丝推送机构和导丝更换机构,所述导丝推送机构完成导引导丝或治疗导丝的前进、后退及旋转操作,所述导丝更换机构完成导引导丝更换为治疗导丝的操作,所述导丝推送机构再将治疗导丝递送到指定位置;造影导管的推送机构,实现造影导管的前进、后退及旋转操作;球囊导管的推送机构,实现携带支架的球囊导管的前进、后退操作;所述球囊导管和治疗导丝采用交替渐进驱动的协同递送,所述造影导管和导引导丝采用并行驱动的协同递送。本发明采用交替渐进式和并行驱动的推送方式,极大的缩短了机构长度,能保证导丝的可更换性和力反馈功能。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,具体地,涉及一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及其控制方法。
背景技术
随着社会经济的发展,心血管疾病已经成为世界上死亡率最高的疾病。目前,心血管介入手术治疗已经广泛应用于血管疾病的治疗。外科医生在手术过程中需要穿戴厚重的铅衣用来阻碍X射线的辐射,长时间高强度的手术会造成腰椎劳损。同时,面部和手臂仍然暴露在辐射之下,这对外科医生的身体安全造成了极大的损害。
在血管介入手术过程中,主要包括股动脉/桡动脉血管穿刺、导引导丝和造影导管的协同递进、数字减影血管造影(DSA)、治疗导丝(PTCA)和球囊导管的协同递进、血管支架的安放等五个步骤。其中导引导丝和造影导管的协同递进以及治疗导丝和球囊导管的协同递进是手术过程中耗时较长的环节,也是需要在X射线辅助影像导航下进行的环节。
血管介入手术机器人,可以有效替代医生的双手,完成导丝/导管等医疗器械的递送和旋捻操作。一方面,血管介入手术机器人准确度高,可控性强,另一方面采用主从控制的方式,可以隔断X射线对医生的辐射,保护外科医生的身体安全。然而,主从控制方式阻断了医生双手天然的力反馈功能,即“手感”。
基于对现有血管介入机器人的研究发现,为完成导管和导丝的递送过程,大多采用前后串联式的设计,结构冗长。为了测得导丝的反馈力信息,需要添加多个传感器和导电滑环,绕线复杂并且导丝的安放需要穿过很多结构,为外科医生的操作增加了工作量,无法满足手术过程中需要频繁的更换导丝以及消毒功能。因此,研制一款结构简单,具有可更换性和力反馈功能的血管介入手术机器人具有广泛的研发和应用前景。
经过对现有技术的检索发现,中国发明专利CN201780000453.6,名称为:“血管介入手术机器人的导管推送控制方法及导管推送设备”,安装压力传感器测摩擦块对导丝的推力,在支撑座设置扭矩传感器用以检测导丝所受扭矩。其不足之处在于只能完成对导管的递送,无法完成完整的手术操作。
进一步检索中发现,中国发明专利CN201810108561.1,名称为:“一种渐进式的心脑血管介入手术机器人”,包括推送导丝机构和旋转导丝机构,球囊导管推进机构,造影剂注射模块,同时旋转导丝机构可提供实时力反馈功能。其不足之处一方面在于导丝的放置需要穿过多个闭口机构,增加医生工作量,无法保证消毒和更换导丝功能,另一方面为保证完整功能,整体结构冗长。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法,能完成造影导管和导引导丝的协同递送以及球囊导管和治疗导丝的协同递送完整手术流程,且保证导丝的可更换性以及进一步的力反馈功能。
本发明的第一方面,提供一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,包括:
导丝操作模块,该模块包括导丝推送机构和导丝更换机构,所述导丝推送机构完成导引导丝或治疗导丝的前进、后退及旋转操作,所述导丝更换机构将导引导丝更换为治疗导丝的操作,所述导丝推送机构再将治疗导丝递送到指定位置;
造影导管的推送机构,实现造影导管的前进、后退及旋转功能;
球囊导管的推送机构,实现携带支架的球囊导管的前进、后退操作;
所述球囊导管和治疗导丝采用交替渐进驱动的协同递送,所述造影导管和导引导丝采用并行驱动的协同递送。
可选地,所述造影导管的推送机构包括第一驱动模组滑台,所述导丝推送机构包括第二驱动模组滑台,其中:
所述导丝推送机构的第二驱动模组滑台位于所述造影导管的推送机构的第一驱动模组滑台之上,所述球囊导管的推送机构随着所述第一驱动模组滑台进行递送,同时导引导丝的所述导丝推送机构也随着所固定的第二驱动模组滑台进行滑动;
所述第一驱动模组滑台、第二驱动模组滑台还能实现交替运动,所述治疗导丝和球囊导管分别在所述导丝推送机构和所述球囊导管的推送机构作用下交替递送。
可选地,所述造影导管的推送机构还包括:第一旋转驱动电机、第一传动组件、第一齿轮副和第一移动基座,其中,所述造影导管通过所述第一齿轮副与所述第一旋转驱动电机相连并固定在所述第一驱动模组滑台上的第一移动基座,所述第一传动组件一端与所述第一移动基座相连且能随着所述第一移动基座滑动,另一端与所述造影导管相连,所述第一传动组件带动所述造影导管前进、后退和/或旋转。
可选地,所述导丝推送机构还包括:第二旋转驱动电机、旋转底板、第二传动组件、第二移动基座,其中,所述旋转底板通过所述第一开口齿轮副与所述第二旋转驱动电机相连,所述导丝推送机构固定在所述第二驱动模组滑台的第二移动基座上,所述第二驱动模组滑台与所述第一驱动模组滑台的第一移动基座相连;所述第二传动组件一端与所述旋转底板相连,另一端与所述第二驱动模组滑台上的第二移动基座相连;所述第二传动组件带动所述第二驱动模组滑台上的第二移动基座滑动,所述第二驱动模组滑台位于所述第一驱动模组滑台的第一移动基座上。
可选地,所述旋转底板和第一开口齿轮副均采用开口设计,采用舵机控制开口的开合,当处于开口状态时,实现导丝的释放;当开口处于闭合状态时,实现导丝的夹持。
可选地,所述导丝更换机构,包括:夹持底板、夹持弹簧、固定夹持板、移动夹持板、舵机和直线导轨,其中,固定夹持板固定在夹持底板上,移动夹持板的一端通过夹持弹簧与夹持底板相连,另一端与固定在夹持底板上的直线导轨相连,舵机固定在夹持底板上,通过所述舵机来控制移动夹持板和固定夹持板的距离增大或缩小,其中,当舵机与移动夹持板接触时,固定夹持板和移动夹持板之间距离变大,此时导丝更换机构处于开口状态用于更换导丝;当舵机离开移动夹持板时,夹持弹簧复位,在弹力的作用下,固定夹持板和移动夹持板之间距离缩小,,导丝更换机构处于闭合状态将导丝夹紧。
可选地,所述球囊导管的推送机构,包括球囊导管底板、直线导轨、滑块、复位弹簧、移动底板、第三齿轮副、摩擦轮对、移动轴、固定轴、第二齿轮副、第三驱动旋转电机和第三驱动部件。其中,第三驱动部件通过第二齿轮副带动作为主动轮的第一摩擦轮旋转,主动轮轴上的齿轮与作为从动轮的第二摩擦轮上的齿轮构成第三齿轮副啮合,所述摩擦轮的啮合旋转控制球囊导管的递送;所述摩擦轮支撑用于支撑第一摩擦轮、第二摩擦轮,第二摩擦轮通过连接件与导轨相连,所述连接件与所述复位弹簧相连,便于更换球囊导管。
可选地,所述导丝操作模块还包括力反馈机构,所述力反馈机构用以检测导引导丝、治疗导丝递送过程中所受力。
可选地,所述力反馈机构包括联轴器、齿轮轴、扭矩传感器,所述第二旋转驱动电机通过联轴器与扭矩传感器和齿轮轴相连,进而通过所述第一开口齿轮副,将运动传递到导丝更换机构;导引导丝或治疗导丝被夹持推送或旋转时,导丝末端受到的力会实时传递到所述扭矩传感器上。
本发明的第二方面,提供上述心血管介入手术机器人的并行渐进控制方法,包括:
球囊导管和治疗导丝的交替渐进驱动的协同递送控制;
造影导管和导引导丝的并行驱动的协同递送控制;
其中:
所述交替渐进驱动,是指治疗导丝和球囊导管分别在导丝推送机构和球囊导管的驱动机构作用下交替递送;
所述并行驱动,是指导丝推送机构所在的第一驱动模组滑台位于造影导管的推送机构所在的第二驱动模组滑台之上,导丝推送机构能随着造影导管的推送机构的第二驱动模组滑台进行递送,同时,导丝推送机构能随着所固定的第一驱动模组滑台进行滑动。
与现有技术相比,本发明实施例具有如下至少一种有益效果:
本发明提供的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法,可以实现针对冠心病血管介入手术治疗的完整过程,包括造影导管的递送、旋转,导引导丝和治疗导丝的递送、旋转,球囊导管的递送,采用交替渐进式和并行驱动的推送方式,极大的缩短了机构长度,并且符合医生在手术过程中交替递送导丝导管的操作方式。
本发明提供的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法,采用开口齿轮副和开口的旋转底板以及球囊导管的推送机构(可调整间距的摩擦轮),符合手术医生从上往下放置导丝操作,便于更换导丝和消毒。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本发明一实施例的心血管介入手术机器人的总体原理图;
图2是本发明一较优实施例的心血管介入手术机器人的总体结构示意图;
图3是本发明一实施例的造影导管旋转递送装置的结构示意图;
图4是本发明一实施例的导引/治疗导丝旋转递送装置的结构示意图;
图5是本发明一实施例的导引/治疗导丝夹持装置的结构示意图;
图6是本发明一实施例的球囊导管递送装置的结构示意图;
图中:第一移动基座1,造影导管2,造影导管推送机构3,球囊导管4,导引/治疗导丝推送机构5,导引/治疗导丝6,第二移动基座71,第二驱动模组滑台72,总底板81,第一驱动模组滑台82,球囊导管推送机构9;
第一齿轮副31a/b,Y型连接阀32,电机支撑座33,第一旋转驱动电机34,球囊导管支撑架35;
电机支撑架501,第二旋转驱动电机502,扭矩传感器503,齿轮504,齿轮副505a/b,齿轮506,连接轴507,开口轴承508a/b,旋转底板509,电源模块510,导丝更换机构511,轴承支撑座512a/b,齿轮支撑板513;
螺柱5111,夹持底板5112,夹持弹簧5113,固定夹持板5114,移动夹持板5115,舵机5116,直线导轨5117,WIFI模块514;
球囊导管底板901,直线导轨902,滑块903,复位弹簧904,移动底板905,第三齿轮副906a/b,摩擦轮对907a/b,移动轴908,固定轴909,第二齿轮副910a/b,第三旋转驱动电机911,电机固定板912。
具体实施方式
下面描述的实施例仅仅用于说明和解释本发明,并不以任何形式限制本发明。对本领域的普通技术人员来说,可以在不脱离本发明构思的前提下做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
图1是本发明一实施例的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人的总体原理图。根据图1所示,本实施例中的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,包括:导丝操作模块、造影导管的推送机构、球囊导管的推送机构,其中,导丝操作模块包括导丝推送机构和导丝更换机构,导丝推送机构完成导引导丝或治疗导丝的前进、后退及旋转操作,导丝更换机构将导引导丝更换为治疗导丝的操作,导丝推送机构再将治疗导丝递送到指定位置;造影导管的推送机构实现造影导管的前进、后退及旋转功能;球囊导管的推送机构实现携带支架的球囊导管的前进、后退操作;球囊导管和治疗导丝采用交替渐进驱动的协同递送,造影导管和导引导丝采用并行驱动的协同递送。
本实施例可以实现针对冠心病血管介入手术治疗的完整过程,包括造影导管的递送、旋转,导引导丝和治疗导丝的递送、旋转,球囊导管的递送,采用交替渐进式和并行驱动的推送方式,极大的缩短了机构长度,并且符合医生在手术过程中交替递送导丝导管的操作方式。
作为上述实施例的优选,导丝操作模块还包括力反馈机构,力反馈机构用以检测导引导丝、治疗导丝递送过程中所受力。
为了减小整个机器人的尺寸,在另一较优实施例中,造影导管的推送机构包括第一驱动模组滑台,导丝推送机构包括第二驱动模组滑台。其中,第一驱动模组滑台与造影导管的推送机构直接相连,同时导丝推送机构的第二模组滑台位于第一模组滑台的上面,也起到推送导丝的功能。球囊导管的推送机构随着第一驱动模组滑台进行递送,同时导引导丝的导丝推送机构也随着所固定的第二驱动模组滑台进行滑动;另外,第一驱动模组滑台、第二驱动模组滑台还能实现交替运动,治疗导丝和球囊导管分别在导丝推送机构和球囊导管的推送机构作用下交替递送。这样,将第二模组滑台位于第二模组滑台之上,不同于其他前后串联设计,可以缩小整体尺寸。
图2是本发明一较优实施例的心血管介入手术机器人的总体结构示意图。如图2所示,本优选实施例中,一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,图中:总底板81,固定在总底板81上的第一驱动模组滑台82,第一移动基座1上固定有造影导管推送机构3,固定在第一移动基座1上的第二驱动模组滑台72,第二移动基座71,导引/治疗导丝6,球囊导管4,球囊导管推送机构9。其中第二移动基座71、第二驱动模组滑台72作为导丝推送机构的部件;总底板81、第一驱动模组滑台82、第一移动基座1和造影导管推送机构3作为造影导管的推送机构的部件。
具体的,第二移动基座71通过固定在第一移动基座1上的第二驱动模组滑台72完成递送,同时第一移动基座1通过固定在总底板81上的第一驱动模组滑台82完成递送,两者的并行交替递进完成对导引/治疗导丝递送装置5的递送,且第二驱动模组滑台72位于第一驱动模组滑台82的第一移动基座1上方以减小整体尺寸。在之前的机构中,造影导管和导引/治疗导丝的推送机构都是前后放置,两个机构没有关联。而本实施例中,导引/治疗导丝的递送机构放置于造影导管的推送机构的上方,造影导管递送的同时,导丝也可以相应递送,当造影导管位置固定,导丝还可以继续独立递送,整体尺寸相当于减小了一半。
如图3所示,在一优选实施例中,造影导管的推送机构包括第一齿轮副31a/b,第一旋转驱动电机34、第一传动组件、第一驱动模组滑台和第一移动基座。第一传动组件包括电机支撑座33和球囊导管支撑架35。造影导管2与Y型阀相连固定在球囊导管支撑架35上,固定在电机支撑座33的第一旋转驱动电机34带动齿轮31a旋转,完成造影导管2的旋转,第一驱动模组滑台1通过第一移动基座上的电机支撑座33和球囊导管支撑架35完成造影导管2的递送。
如图4所示,在一优选实施例中,导丝推送机构包括第二驱动模组滑台72、第二旋转驱动电机502、旋转底板509、第二传动组件和第二移动基座71,可以完成递送导引导丝、治疗导丝的夹持、旋转、递送功能,递送功能通过模组滑台来实现。具体的,导丝推送机构包括固定在第二移动基座71的电机支撑座501,电机支撑座501用于支撑第二驱动旋转电机502,第二驱动旋转电机502通过扭矩传感器503与齿轮504相连,齿轮504通过固定在齿轮支撑板513上的齿轮505a和505b的啮合关系,将扭矩传递给开口齿轮506,四个齿轮构成第一开口齿轮副,开口齿轮506通过齿轮轴507与开口轴承508a/b相连,开口轴承508a/b通过轴承支撑座512a/b与第二移动基座71相连,旋转底板509与齿轮轴507相连,电源模块510和导丝更换机构511固定在旋转底板509上。旋转底板509的两端设有凹槽,该凹槽开口用于导丝的安装和更换,当安装或更换导丝时,导丝更换机构511的固定夹持板5114和移动夹持板5115形成的开口、旋转底板509的凹槽开口、开口齿轮506的开口与开口轴承508a/b的开口在一直线上,开口满足同一导丝放置或取出的要求。
整个导丝推送机构采用全开口设计,外科医生可自上而下放置导丝,保证了可更换性和消毒性。四个齿轮(齿轮504、齿轮505a和505b、齿轮506)形成的第一开口齿轮副机构可以采用现有技术,导丝舵机和复位弹簧的组合可以控制导丝的夹持。目前的心血管手术机器人,为了测导丝的扭矩,大多采用导电滑环和扭矩传感器的组合,导丝只能“捅”进去,不便于更换导丝和消毒,且绕线复杂,有的机构无法实现360度的旋转。本实施例可以有效解决上述存在的问题,通过第一开口齿轮副机构,将传感器下移,保证机构的开口性能。
如图5所示,在一优选实施例中,导丝更换机构包括通过螺柱5111固定在旋转底板509上的夹持底板5112,固定夹持板5114固定在夹持底板5112上,移动夹持板5115通过夹持弹簧5113与夹持底板5112相连,另一端与固定在夹持底板5112上的直线导轨5117相连,舵机5116固定在夹持底板5112上,当舵机5116与移动夹持板5115接触时,导丝更换机构处于开口状态(即旋转底板509的凹槽开口、开口齿轮506的开口与开口轴承508a/b的开口在同一直线上,同时固定夹持板5114和移动夹持板5115之间距离变大即将导丝松开),可更换导丝,当舵机5116离开移动夹持板5115时,弹簧复位,在弹力的作用下,导丝更换机构处于闭合状态(即固定夹持板5114和移动夹持板5115将导丝夹紧),将导丝夹紧,WIFI模块5114与舵机5116相连,控制舵机5116的旋转。移动夹持板5115和固定夹持板5114的距离缩小后可以将导丝夹紧。本实施例中,固定夹持板5114、移动夹持板5115的夹紧和松开实现开合设置,从而实现对导丝的夹紧和松开,用于更换导丝。当舵机5116复位时,移动夹持板5115松开,导丝从上往下通过第一开口齿轮副、旋转底板的凹槽开口和导丝更换机构的固定夹持板5114与移动夹持板5115中间,然后舵机5116旋转,固定夹持板5114和移动夹持板5115将导丝夹紧。
如图6所示,在一优选实施例中,球囊导管的推送机构,包括球囊导管底板901、直线导轨902、滑块903、复位弹簧904、移动底板905、第三齿轮副906a/b、摩擦轮对907a/b、移动轴908、固定轴909、第二齿轮副910a/b、第三驱动电机911和第三驱动部件。其中移动底板905通过复位弹簧904与造影导管底板901相连,另一端与固定在造影导管底板901上的直线导轨902的滑块903相连,摩擦轮907b和齿轮906b与固定在移动底板上的移动轴908相连,第三旋转驱动电机911通过电机固定板912与造影导管底板901相连,摩擦轮907和齿轮906a、齿轮910b与固定在底板901上的固定轴909相连,齿轮910a与电机911相连。第三驱动旋转电机911通过第二齿轮副910a/b和第三齿轮副906a/b的啮合关系,将动力传递到摩擦轮对907a/b上,完成对球囊导管的递送。当将球囊导管放置好后,松开移动摩擦轮,在弹力的作用下,将球囊导管夹紧。球囊导管采用可调整间距的摩擦轮的方式驱动,即采用开口设置。
以上是本发明中的优选结构设计的一种,当然在其他实施例中,上述各模块也可以是其他的结构,只要能实现上述的功能即可。进一步的,上述各个优选结构可以单独使用,在互相不冲突的前提下,也可以任意组合使用,当在一个产品中组合使用效果会更好。
具体的,以下为了更好理解本发明的技术方案,基于上述优选特征对本发明装置的工作过程进行详细说明:
将所述装置安装完毕后,外科医生将造影导管和Y型阀连接固定好,Y型阀的另一输入口与造影剂相连,然后将导引导丝一端穿入造影导管,另一端从上往下经过开口夹持机构放置好。
外科医生离开所述装置,操作主手远程控制所述装置,控制导引/治疗导丝推送机构5上的WIFI模块5114,将导引导丝夹紧,然后交替控制第一驱动模组滑台82和第二驱动模组滑台72,在造影剂和传感器的协同引导下将造影导管递送到指定病患处。
外科医生操作主手,远程控制所述装置的WIFI模块5114,舵机与移动夹持板接触,固定夹持板5114和移动夹持板5115之间距离变大即将导丝松开,且旋转底板509的凹槽开口、开口齿轮副506的开口与开口轴承508a/b的开口在同一直线上,将导引导丝取出,放置治疗导丝,然后将球囊导管和治疗导丝连接好,穿入造影导管,另外治疗导丝的末端和造影导管的末端分别放置在导引/治疗导丝推送机构5和球囊导管推送机构9。然后控制WIFI模块5114,舵机复位,固定夹持板5114和移动夹持板5115之间距离变小将治疗导丝夹紧。
最后通过主手,在造影剂和传感器的协同引导下,远程控制球囊导管和治疗导丝的协同递送,即驱动导引/治疗导丝推送机构5前进一端距离后,驱动球囊导管推送机构9上的摩擦轮,递送球囊导管前进一端距离,交替协同将球囊导管递送到达狭窄位置后,将球囊导管前端的球囊支架撑开。
在实际手术过程中,外科医生需要频繁更换导丝,所述装置采用开口设计方案,可以完成该手术流程。具体方案为医生通过远程WIFI模块5114进而控制舵机5116,将移动夹持板5115顶开,外科医生取出呈松弛状态的旧导丝,从上往下放置好新导丝,然后远程控制舵机5116复位,在夹持弹簧的作用下,移动夹持板5115将再次与固定夹持板5114配合将新导丝夹紧,即完成导丝的更换。
当手术结束后,将所有导丝/导管交替撤回,即交替控制球囊导管推送机构的摩擦轮和导丝推送机构的第二驱动模组滑台,将治疗导丝和球囊导管收回后,控制第一驱动模组滑台将造影导管撤回,最后回收所有装置,完成整个手术流程。
本发明用于心血管介入手术治疗中并行渐进递送造影导管、导引/治疗导丝、球囊导管,可完全复现手术流程,缩短了机构的长度,采用可更换式的开口机构设计,便于更换导丝和消毒。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,包括:
导丝操作模块,该模块包括导丝推送机构和导丝更换机构,所述导丝推送机构完成导引导丝或治疗导丝的前进、后退及旋转操作,所述导丝更换机构将导引导丝更换为治疗导丝的操作,所述导丝推送机构再将治疗导丝递送到指定位置;
造影导管的推送机构,实现造影导管的前进、后退及旋转功能;
球囊导管的推送机构,实现携带支架的球囊导管的前进、后退操作;
所述球囊导管和治疗导丝采用交替渐进驱动的协同递送,所述造影导管和导引导丝采用并行驱动的协同递送;
所述造影导管的推送机构包括第一驱动模组滑台,所述导丝推送机构包括第二驱动模组滑台,其中:
所述导丝推送机构的第二驱动模组滑台位于所述造影导管的推送机构的第一驱动模组滑台之上,所述球囊导管的推送机构随着所述第一驱动模组滑台进行递送,同时导引导丝的所述导丝推送机构也随着所固定的第二驱动模组滑台进行滑动;
所述第一驱动模组滑台、第二驱动模组滑台还能实现交替运动,所述治疗导丝和球囊导管分别在所述导丝推送机构和所述球囊导管的推送机构作用下交替递送。
2.根据权利要求1所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述造影导管的推送机构还包括:第一旋转驱动电机、第一传动组件、第一齿轮副和第一移动基座,其中,所述造影导管通过所述第一齿轮副与所述第一旋转驱动电机相连并固定在所述第一驱动模组滑台上的第一移动基座,所述第一传动组件一端与所述第一移动基座相连且能随着所述第一移动基座滑动,另一端与所述造影导管相连,所述第一传动组件带动所述造影导管前进、后退和/或旋转。
3.根据权利要求2所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述导丝推送机构还包括:第二旋转驱动电机、旋转底板、第二传动组件、第二移动基座,其中,所述旋转底板通过第一开口齿轮副与所述第二旋转驱动电机相连,所述导丝推送机构固定在所述第二驱动模组滑台的第二移动基座上,所述第二驱动模组滑台与所述第一驱动模组滑台的第一移动基座相连;所述第二传动组件一端与所述旋转底板相连,另一端与所述第二驱动模组滑台上的第二移动基座相连;所述第二传动组件带动所述第二驱动模组滑台上的第二移动基座滑动,所述第二驱动模组滑台位于所述第一驱动模组滑台的第一移动基座上。
4.根据权利要求3所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述旋转底板和第一开口齿轮副均采用开口设计,采用舵机控制开口的开合,当处于开口状态时,实现导丝的释放;当开口处于闭合状态时,实现导丝的夹持。
5.根据权利要求1所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述导丝更换机构,包括:夹持底板、夹持弹簧、固定夹持板、移动夹持板、舵机和直线导轨,其中,固定夹持板固定在夹持底板上,移动夹持板的一端通过夹持弹簧与夹持底板相连,另一端与固定在夹持底板上的直线导轨相连,舵机固定在夹持底板上,通过所述舵机来控制移动夹持板和固定夹持板的距离增大或缩小,其中,当舵机与移动夹持板接触时,固定夹持板和移动夹持板之间距离变大,此时导丝更换机构处于开口状态用于更换导丝;当舵机离开移动夹持板时,夹持弹簧复位,在弹力的作用下,固定夹持板和移动夹持板之间距离缩小,导丝更换机构处于闭合状态将导丝夹紧。
6.根据权利要求1所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述球囊导管的推送机构,包括球囊导管底板、直线导轨、滑块、复位弹簧、移动底板、第三齿轮副、摩擦轮对、移动轴、固定轴、第二齿轮副、第三驱动旋转电机和第三驱动部件;其中,第三驱动部件通过第二齿轮副带动作为主动轮的第一摩擦轮旋转,主动轮轴上的齿轮与作为从动轮的第二摩擦轮上的齿轮构成第三齿轮副啮合,所述摩擦轮的啮合旋转控制球囊导管的递送;所述摩擦轮支撑用于支撑第一摩擦轮、第二摩擦轮,第二摩擦轮通过连接件与导轨相连,所述连接件与所述复位弹簧相连,便于更换球囊导管。
7.根据权利要求6所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述导丝操作模块还包括力反馈机构,所述力反馈机构用以检测导引导丝、治疗导丝递送过程中所受力。
8.根据权利要求7所述的并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人,其特征在于,所述力反馈机构包括联轴器、齿轮轴、扭矩传感器,第二旋转驱动电机通过联轴器与扭矩传感器和齿轮轴相连,进而通过第一开口齿轮副,将运动传递到导丝更换机构;导引导丝或治疗导丝被夹持推送或旋转时,导丝末端受到的力会实时传递到所述扭矩传感器上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111036296.9A CN113729966B (zh) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111036296.9A CN113729966B (zh) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113729966A CN113729966A (zh) | 2021-12-03 |
CN113729966B true CN113729966B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=78735779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111036296.9A Active CN113729966B (zh) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113729966B (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114391961B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-12-22 | 深圳市爱博医疗机器人有限公司 | 一种简便型介入手术机器人从端操作装置 |
CN114224493B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-03-22 | 苏州生科智能科技有限公司 | 介入手术机器人从端驱动装置以及耗材模块 |
CN114366312B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-07-14 | 厦门大学 | 肝脏肿瘤栓塞介入手术机器人 |
CN114587616B (zh) * | 2022-02-23 | 2023-04-25 | 上海奥朋医疗科技有限公司 | 导丝导管输送装置 |
CN114521968B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-07-04 | 上海神玑医疗科技有限公司 | 用于导丝的操作系统以及手术机器人 |
CN114343823A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-04-15 | 上海导向医疗系统有限公司 | 靶向区可调的冷冻消融针 |
CN114983573B (zh) * | 2022-05-24 | 2024-03-22 | 河北工业大学 | 一种夹持间距可调的介入手术用连续递送机器人 |
CN115645062B (zh) * | 2022-12-27 | 2023-06-02 | 生一科技(北京)有限公司 | 介入治疗用的管丝操控机构及管丝控制方法 |
CN116492060A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-28 | 深圳市爱博医疗机器人有限公司 | 一种导丝自动穿阀装置及全自动造影机器人 |
CN116570378B (zh) * | 2023-06-02 | 2024-02-20 | 上海睿触科技有限公司 | 一种用于血管介入手术的从端操作装置 |
CN116672578A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-09-01 | 广东省精格医疗技术有限公司 | 血管介入手术送丝装置及设备 |
CN117398194B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-01 | 杭州脉流科技有限公司 | 血管介入手术机器人 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104706426A (zh) * | 2009-09-23 | 2015-06-17 | 伊顿株式会社 | 无菌适配器、转轮联接结构以及手术用器械的联接结构 |
CN105662586A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-06-15 | 北京理工大学 | 一种导管导丝协同推送的介入手术机器人及其控制方法 |
CN110840565A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-28 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 介入手术机器人导管自动夹紧打开装置 |
CN110841176A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-28 | 郑州大学第一附属医院 | 一种心血管介入治疗装置 |
WO2020061240A1 (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | Corindus, Inc. | Robotic assisted movements of elongated medical devices |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3466476A1 (en) * | 2015-05-26 | 2019-04-10 | Teleflex Innovations S.à.r.l. | Guidewire fixation |
CN109106449B (zh) * | 2018-07-10 | 2020-04-17 | 上海交通大学 | 一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法 |
CN110236684B (zh) * | 2019-07-10 | 2024-02-27 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 一种介入手术机器人从端推进装置及其控制方法 |
-
2021
- 2021-09-06 CN CN202111036296.9A patent/CN113729966B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104706426A (zh) * | 2009-09-23 | 2015-06-17 | 伊顿株式会社 | 无菌适配器、转轮联接结构以及手术用器械的联接结构 |
CN105662586A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-06-15 | 北京理工大学 | 一种导管导丝协同推送的介入手术机器人及其控制方法 |
WO2020061240A1 (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | Corindus, Inc. | Robotic assisted movements of elongated medical devices |
CN110840565A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-28 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 介入手术机器人导管自动夹紧打开装置 |
CN110841176A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-28 | 郑州大学第一附属医院 | 一种心血管介入治疗装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113729966A (zh) | 2021-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113729966B (zh) | 并行渐进可替换式的心血管介入手术机器人及控制方法 | |
CN110151310B (zh) | 一种微创血管介入手术机器人导管/导丝旋转推进装置 | |
WO2021051552A1 (zh) | 双导丝或球囊的血管介入器械操控装置 | |
CN110327116B (zh) | 血管介入手术机器人的导管递送装置 | |
US5997462A (en) | Method and apparatus for treating a blood vessel lesion | |
CN111110989A (zh) | 一种血管介入手术导丝导管推进装置 | |
CN109106449B (zh) | 一种心脑血管介入手术机器人及其导丝导管推送方法 | |
CN111068164B (zh) | 一种血管介入手术导丝旋转装置 | |
CN101791233B (zh) | 基于力反馈的遥控手术装置 | |
Da et al. | Overview of the vascular interventional robot | |
KR101939256B1 (ko) | 카테터 이송 장치 | |
JP6837774B2 (ja) | カテーテルおよびガイドワイヤ連携挿入システム | |
CN113598947A (zh) | 血管介入导航手术系统 | |
CN211024680U (zh) | 一种介入栓塞手术导丝导管操纵装置 | |
CN110801571A (zh) | 介入栓塞手术导丝导管操纵装置 | |
TW201000160A (en) | The control system of catheter feeder | |
CN205649544U (zh) | 导管和导丝协同操作介入手术辅助系统从端控制器 | |
CN113995941B (zh) | 一种微创血管介入手术机器人导管导丝协同执行装置 | |
Bao et al. | Design and evaluation of a novel guidewire navigation robot | |
CN114191092A (zh) | 一种介入手术机器人从端递送装置 | |
CN113633382A (zh) | 血管介入手术机器人的导丝/导管输送装置及血管介入手术机器人 | |
WO2023082592A1 (zh) | 一种多功能介入手术机器人从端驱动装置 | |
JP7449115B2 (ja) | 医療デバイス | |
CN115177369A (zh) | 介入手术机器人从端导丝导管控制装置 | |
CN114796797A (zh) | 一种导引导管和造影导管的控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |