CN114177480B - 适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于血管介入手术设备技术领域，公开了一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法。设备包括：具有导轨的基座部件、用于推送导管的导管推送部件、用于推送导丝且通过导管与所述导管推送部件沿所述导轨联动的导丝推送部件、用于驱动导丝旋转且通过导丝与所述导丝推送部件沿所述导轨联动的导丝旋转部件；所述导管推送部件、所述导丝推送部件和所述导丝旋转部件依次滑动连接于所述导轨。本发明所提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法，设备使用了功能分离的设计来保证医疗耗材的张紧，避免污染，而且杜绝了医师疲劳和人手操作不稳定等因素，设备可由远程控制装置进行操控，安全性更佳。
Description
技术领域
本发明属于血管介入手术设备技术领域，尤其涉及一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法。
背景技术
微创外科手术技术兴起于20世纪80年代,目前主要包括内镜手术和介入手术,而不同于传统“开放性”手术,其特点是以微小的创伤同样实现了治疗疾病的目的。
介入手术可分为血管介入手术和非血管介入手术。血管介入手术是指医师在数字减影血管造影机(DSA)的导引下,操纵导管在人体血管内运动,对病灶进行治疗,达到栓塞畸形血管、溶解血栓、扩张狭窄血管等目的的。与传统“开放"手术相比,具有创伤小、安全有效、术后恢复快、并发症少等优点。血管介入手术已被应用到多种外科手术中,如心血管外科、神经外科、妇产科、肿瘤科、血管外科、耳鼻喉科手术等。
目前血管介入手术的主要步骤如下:(1)穿刺针按照适合位置穿透皮肤进入血管内,并将导丝插入针管；(2)将血管鞘顺着导丝并在其支撑下送入血管,将导管顺着血管销导入血管,缓缓向前推进；(3)在DSA图像引导下,观察导管的路径及管尖的位置,并调整位置与方向直至导管到达病灶；(4)在DSA图像监控下,施行导管诊断及治疗操作,如于室间隔缺损处放置室间隔缺损封堵者器,于动脉狭窄处放置支架,行动脉瘤GDC栓塞。其中导管到达特定的分支血管是整个手术的关键步骤。
现有技术中,血管介入手术也存在明显弊端:(1)医师需在X射线环境下工作,长期操作对身体伤害很大；(2)现有手术方法技巧性强,风险性高,专科医师手术培训时间长,限制了该项技术的广泛应用；(3)由于操作复杂、手术时间长,医师疲劳和人手操作不稳定等因素会直接影响手术质量,进而影响患者生存质量，且容易导致医患纠纷。
现有技术中，例如专利公开号为CN 107307909所设计的介入机器人设备，将导丝导管的推送和旋转两个功能部分，分别设置在两个独立的模组上，导丝和导管均为软质材料，在空中无张紧或支撑的情况下会由于重力作用而自然下垂，易引起污染。而在手术过程中，这两个医用耗材均要求严格的无菌，设备中导丝和导管全段仅有一处夹持。对于未夹持部分，导丝和导管将会由于重力作用而下垂，与设备发生接触，从而使该该耗材遭到污染。专利公开号CN112120745A所提出的设备只对导管设计了张紧机构，没有考虑到导丝的张紧因素。另外，该专利的设计中，导丝和导管夹持部分零件多且形状复杂。一方面这些零件的表面容易容纳血渍或尘埃，不易清洗消毒，或会增加医用耗材在术中被污染的风险；另一方面，导丝和导管的安装和拆卸不足够简易、方便，多个小零件的拆卸间接增大了这些医用耗材的装卸操作上的复杂度。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法，其使用效果好，安全可靠性佳。
本发明的技术方案是：一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，包括：
具有导轨的基座部件、
用于推送导管的导管推送部件、
用于推送导丝且通过导管与所述导管推送部件沿所述导轨联动的导丝推送部件、
用于驱动导丝旋转且通过导丝与所述导丝推送部件沿所述导轨联动的导丝旋转部件；
所述导管推送部件、所述导丝推送部件和所述导丝旋转部件依次滑动连接于所述导轨。
可选地，所述导管推送部件具有用于夹持导管的导管夹持组件和用于驱动所述导管推送部件沿所述导轨滑动的第一驱动组件；
所述导丝推送部件具有用于连接导管端部的导管连接组件和用于夹持导丝的导丝夹持组件，所述导管连接组件连接有用于驱动所述导丝夹持组件滑动的第二驱动组件；
所述导丝旋转部件具有用于连接导丝的导丝连接组件和用于驱动所述导丝连接组件旋转的旋转驱动组件。
可选地，所述基座部件包括沿所述导轨方向设置的齿条，所述第一驱动组件包括第一电机和由所述第一电机驱动的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；
所述基座部件还包括底板和相向连接于所述底板两端的支承板，所述齿条、所述导轨均连接于所述底板；两个所述支承板之间还连接有两根支撑杆，所述支撑杆、所述齿条和所述导轨平行设置，所述导管推送部件、所述导丝推送部件和所述导丝旋转部件均滑动连接所述导轨和所述支撑杆。
可选地，所述导管推送部件包括可沿所述导轨滑动的第一滑动座、连接于所述第一滑动座底部且与所述导轨配合的第一滑块；所述第一滑动座包括第一上座体和第一下座体，所述第一驱动组件设置于所述第一上座体和所述第一下座体之间，所述第一驱动组件还包括传动机构，所述传动机构包括蜗杆、蜗轮和传动轴，所述蜗杆固定连接于所述第一电机的转轴，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述传动轴连接于所述蜗杆，所述齿轮固定连接于所述传动轴，所述蜗杆连接有法兰轴承；
所述第一上座体的两侧设置有用于供所述支撑杆穿过的第一穿孔，所述第一穿孔内设置有第一滑动衬套；
所述导管夹持组件包括第一气动夹爪、第一夹爪耗材和第一硅胶套，所述第一夹爪耗材连接于所述第一气动夹爪，所述第一硅胶套连接于所述第一夹爪耗材。
可选地，所述导丝推送部件包括可沿所述导轨滑动的第二滑动座，所述导管连接组件连接于所述第二滑动座，所述导管连接组件包括用于连接导管端部的导管连接头和用于驱动所述导管连接头旋转的旋转驱动装置；
所述导丝夹持组件滑动连接于所述第二滑动座，且所述导丝夹持组件包括用于驱动所述导丝夹持组件沿所述导轨相对所述第二滑动座滑动的直线滑动驱动装置。
可选地，所述第二滑动座包括第二上座体和第二下座体，所述第二下座体的底部连接有与所述导轨配合的第二滑块，所述旋转驱动装置包括第二电机和传动齿轮组，所述传动齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮，所述第二电机设置于所述第二上座体和第二下座体之间，所述第一齿轮连接于所述第二电机的转轴，所述第二齿轮连接于所述导管连接头且与所述第一齿轮啮合；
所述第二下座体的一侧固定设置有副支架，所述第二下座体与所述副支架之间设置有两组副导向杆，所述副导向杆与所述导轨平行设置，所述导丝夹持组件包括第二气动夹爪、第二夹爪耗材和第二硅胶套，所述第二气动夹爪滑动连接于所述副导向杆，所述第二夹爪耗材连接于所述第二气动夹爪，所述第二硅胶套连接于所述第二夹爪耗材；
所述直线滑动驱动装置包括直线电机，所述直线电机的固定部通过固定件连接于所述副支架，所述直线电机的活动部连接有夹爪基座，所述第二气动夹爪固定连接于所述夹爪基座。
可选地，所述第二气动夹爪设置有用于承托导丝的导丝支撑架；
所述第二下座体和所述副支架的两侧均设置有用于供所述支撑杆穿过的第二穿孔，所述第二穿孔内设置有第二滑动衬套。
可选地，所述导丝旋转部件包括可沿所述导轨滑动的第三滑动座和连接于所述第三滑动座底部且与所述导轨配合的第三滑块，所述第三滑动座包括第三上座体和第三下座体；
所述导丝连接组件包括导丝夹具和连接件，所述旋转驱动组件包括第三电机，所述第三电机的转轴连接有第三齿轮，所述连接件的一端连接于所述导丝夹具，所述连接件的另一端连接有第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第三上座体连接有第二固定活页，所述第二固定活页罩于所述连接件及所述第四齿轮上方；
所述第三下座体的两侧设置有用于供所述支撑杆穿过的第三穿孔，所述第三穿孔内设置有第三滑动衬套。
可选地，所述导丝导管同轴驱动设备还包括用于远程控制所述导管夹持组件、第一驱动组件、导丝夹持组件、第二驱动组件和旋转驱动组件的远程控制装置。
本发明还提供了一种导丝导管同轴驱动设备的控制方法，采用上述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，包括以下步骤:
将导管连接于导管推送部件和导丝推送部件，将导丝连接于导丝推送部件和导丝旋转部件；
通过远程控制装置控制第一驱动组件，所述第一驱动组件驱动所述导管推送部件夹持导管且沿导轨向前滑动，所述导管推送部件通过所述导管牵引带动所述导丝推送部件沿所述导轨同时向前滑动，所述导丝推送部件夹持所述导丝并通过所述导丝牵引带动所述导丝旋转部件沿所述导轨同时向前滑动；
通过远程控制装置控制导丝推送部件，使所述导管旋转和使所述导丝向前移动；
通过远程控制装置控制导丝旋转部件，使所述导丝旋转。
本发明所提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法，设备包含数个功能模组：导管推送部件、导丝推送部件和导丝旋转部件，来实现导丝和导管的驱动任务，使用了功能分离的设计来保证医疗耗材(导丝和导管)的张紧，导管和导丝具有传动的作用，因此对这两个医疗耗材(导管和导丝)起到了张紧的作用，避免导管和导丝由于下垂而被污染，相对更安全卫生，而且，通过同轴设置的导管推送部件、导丝推送部件和导丝旋转部件，能够没有颤动地执行持续动作,杜绝了医师疲劳和人手操作不稳定等因素，血管介入手术的效果佳，利于避免由此引发的医患纠纷；另外，设备可由远程控制装置进行操控，即设备可以放置于手术室内，远程控制装置可以置于手术室外，医师可以位于无X射线环境的环境中工作，避免由X射线对身体造成伤害，安全性更佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备的立体装配示意图；
图2是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中基座部件的立体装配示意图；
图3是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导管推送部件的立体装配示意图；
图4是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导管推送部件的立体分解示意图；
图5是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导丝推送部件的立体装配示意图；
图6是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导丝推送部件的立体分解示意图；
图7是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导丝旋转部件的立体装配示意图；
图8是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中导丝旋转部件的立体分解示意图；
图9是本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备中远程控制装置的平面示意图。
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。
需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其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结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，包括具有导轨102的基座部件100、用于推送导管的导管推送部件200、用于推送导丝且通过导管与导管推送部件200沿导轨102联动的导丝推送部件300、用于驱动导丝旋转且通过导丝与导丝推送部件300沿导轨102联动的导丝旋转部件400；导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400依次滑动连接于导轨102，即导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400同轴设置，导管连接于导管推送部件200和导丝推送部件300，导丝连接于导丝推送部件300和导丝旋转部件400。导管推送部件200沿导轨102向前滑动时，导管推送部件200通过导管牵引带动导丝推送部件300沿导轨102同时向前滑动，导丝推送部件300通过导丝牵引带动导丝旋转部件400沿导轨102同时向前滑动，实现导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400通过导管和导丝的联动，导管推送部件200为主动部件，导丝推送部件300和导丝旋转部件400为被动部件，导管和导丝具有传动的作用，因此对这两个医疗耗材(导管和导丝)起到了张紧的作用，避免导管和导丝由于下垂而被污染，相对更安全卫生，而且，通过同轴设置的导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400，能够没有颤动地执行持续动作,杜绝了医师疲劳和人手操作不稳定等因素，血管介入手术的效果佳，利于避免由此引发的医患纠纷；另外，设备可由远程控制装置进行操控，即设备可以放置于手术室内，远程控制装置可以置于手术室外，医师可以位于无X射线环境的环境中工作，避免由X射线对身体造成伤害，安全性更佳。
具体地，如图1至图4所示，导管推送部件200具有用于夹持导管的导管夹持组件和用于驱动导管推送部件200沿导轨102滑动的第一驱动组件，导管夹持组件可以夹持于导管的鞘部，导管的端部可由导丝推送部件300连接固定，第一驱动组件驱动导管推送部件200整体沿导轨102向前滑动时，通过导管牵引导丝推送部件300，导丝推送部件300整体沿导轨102向前滑动，即导丝推送部件300与导管推送部件200可以联动。导丝推送部件300整体沿导轨102向前滑动时，通过导丝牵引带动导丝旋转部件400沿导轨102同时向前滑动，即导丝旋转部件400与导丝推送部件300可以联动。
具体地，导丝推送部件300具有用于连接导管端部的导管连接组件和用于夹持导丝的导丝夹持组件，导管连接组件连接有用于驱动导丝夹持组件滑动的第二驱动组件；第二驱动组件可以驱动导丝夹持组件相对导丝推送部件300向前运动，导管连接组件可以驱动导管旋转。
具体地，如图1至图4所示，导丝旋转部件400具有用于连接导丝的导丝连接组件和用于驱动导丝连接组件旋转的旋转驱动组件。导丝连接组件可以连接于导丝，第二驱动组件驱动导丝连接组件沿向前滑动时，通过导丝牵引导丝旋转部件400，导丝旋转部件400也可整体沿导轨102向前滑动，即导丝旋转部件400与导丝连接组件可以联动。导轨102可为一段式或多段式(首尾相接或平行设置即均可)。
具体地，如图1至图4所示，基座部件100包括沿导轨102方向设置的齿条103，第一驱动组件包括第一电机206和由第一电机206驱动的齿轮213，齿轮213与齿条103啮合，通过齿轮213齿条103的传动方式驱动导管推送部件200沿导轨102滑动。当然，第一驱动组件也可以为丝杆传动机构、直线电机等方式，也可驱动导管推送部件200沿导轨102滑动。具体应用中，齿条103可以与导轨102分体且相互平行设置，或者，齿条103可以与导轨102一体设置，例如在导轨102的一侧设置齿形。
具体地，基座部件100还包括底板105和相向连接于底板105两端的支承板104(支承架)，本实施例中，两个支承板104相向平行设置且固定连接于底板105的前后侧。齿条103、导轨102均连接于底板105，两个支承板104分别位于或靠近于齿条103、导轨102的两端；当然，齿条103、导轨102的两端也可以连接于两个支承板104，两个支承板104之间还连接有两根支撑杆101，支撑杆101、齿条103和导轨102平行设置，两根支撑杆101位于导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400的两侧，导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400均同轴滑动连接导轨102和支撑杆101，其滑动稳定性更佳，利于防止手术过程产生颤动。支撑杆101可以采用圆柱形的特氟龙杆(特氟龙即聚四氟乙烯，Polytetrafluoroethylene)，其摩擦系数极低，且具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂等优点。
具体地，如图1至图4所示，导管推送部件200包括可沿导轨102滑动的第一滑动座、连接于第一滑动座底部且与导轨102配合的第一滑块212；第一滑动座包括第一上座体201和第一下座体211，第一上座体201和第一下座体211上下配合设置且形成用于安装第一驱动组件的安装腔。第一驱动组件设置于第一上座体201和第一下座体211之间，第一驱动组件还包括传动机构，传动机构包括蜗杆207、蜗轮208和传动轴210，蜗杆207固定连接于第一电机206的转轴，蜗轮208与蜗杆207啮合，传动轴210连接于蜗杆207，齿轮213固定连接于传动轴210，蜗杆207连接有法兰轴承209；第一电机206可为伺服电机，其传动精度高，当然，传动机构也可以采用齿轮组等传动方式。
具体地，第一上座体201或第一下座体211的两侧设置有用于供支撑杆101穿过的第一穿孔221，第一穿孔221内设置有第一滑动衬套204；第一滑动衬套204可为特氟龙衬套，其利于降低摩擦且便于后期维护、更换。本实施例中，第一上座体201的两侧设置有侧翼，第一穿孔221设置于侧翼端部处，利于提高滑动平稳性。
具体地，导管夹持组件包括第一气动夹爪205、第一夹爪耗材202和第一硅胶套203，耗材和硅胶套可以更换，以保证无污染。第一夹爪耗材202连接于第一气动夹爪205，第一硅胶套203连接于第一夹爪耗材202，第一气动夹爪205可由压缩空气驱动，无需机油润滑，避免耗材被机油污染。当然，导管夹持组件也可以采用电动夹爪等。
具体地，如图1至图6所示，导丝推送部件300包括可沿导轨102滑动的第二滑动座，导管连接组件连接于第二滑动座，导管连接组件包括用于连接导管端部的导管连接头305和用于驱动导管连接头305旋转的旋转驱动装置，旋转驱动装置可以带动导管旋转。
具体地，导丝夹持组件滑动连接于第二滑动座，且导丝夹持组件包括用于驱动导丝夹持组件沿导轨102相对第二滑动座滑动的直线滑动驱动装置315，直线滑动驱动装置315可以独立驱动导丝夹持组件带动导丝向前伸入血管。
具体地，第二滑动座包括第二上座体304和第二下座体302，第二上座体304和第二下座体302上下设置且形成有用于安装旋转驱动装置的容纳腔。第二下座体302的底部连接有与导轨102配合的第二滑块301，旋转驱动装置包括第二电机307和传动齿轮组。第二电机307可为伺服电机。传动齿轮组包括第一齿轮308、第二齿轮309，第一齿轮308的直径可以小于第二齿轮309的直径。第二电机307设置于第二上座体304和第二下座体302之间，即第二电机307设置于容纳腔，第一齿轮308连接于第二电机307的转轴，第二齿轮309连接于导管连接头305且与第一齿轮308啮合，第二电机307转动时可以通过第一齿轮308、第二齿轮309带动导管连接头305转动，进而控制导管的转动。
具体地，第二上座体304的一侧转动连接有第一固定活页306，第一固定活页306可对导管连接头305限位，使其只能转动。紧急情况下，可以向上打开第一固定活页306，以利于快速取出导管，医师将可在短时间内取出导丝导管来主导手术以及处理突发状况，避免恶化和造成严重医疗事故的风险。
具体地，第二下座体302的一侧固定设置有副支架321，第二下座体302与副支架321之间设置有两组副导向杆312，副导向杆312可为直径相对支撑杆101较小的特氟龙杆。副导向杆312与支撑杆101、导轨102平行设置。导丝夹持组件包括第二气动夹爪311、第二夹爪耗材322和第二硅胶套323，第二气动夹爪311通过夹爪基座313滑动连接于副导向杆312，第二夹爪耗材322连接于第二气动夹爪311，第二硅胶套323连接于第二夹爪耗材322，一次性耗材和硅胶套可以更换，以保证无污染。第二气动夹爪311可由压缩空气驱动，无需机油润滑，避免器材被机油污染。当然，导丝夹持组件也可以采用电动夹爪等。
具体地，直线滑动驱动装置315为直线电机，直线电机的固定部通过固定件314连接于副支架321，直线电机的活动部连接有夹爪基座313，第二气动夹爪311固定连接于夹爪基座313，通过直线电机(直线滑动驱动装置315)，可以带动第二气动夹爪311沿副导向杆312滑动。夹爪基座313的两侧设置有用于供副导向杆312穿过的穿孔，穿孔内可以设置有滑动衬套，滑动衬套可为特氟龙衬套。
具体地，第二气动夹爪311设置有用于承托导丝的导丝支撑架310；导丝支撑架310可以设置有两个，导丝支撑架310可以呈M形等合适形状。
具体地，第二下座体302和副支架321的两侧均设置有用于供支撑杆101穿过的第二穿孔324，第二穿孔324内设置有第二滑动衬套303，第二滑动衬套303可为特氟龙衬套，其摩擦阻力小，配合精度高。本实施例中，第二下座体302的两侧设置有侧翼，第二穿孔324设置于侧翼端部处，利于提高滑动平稳性。
具体地，如图1至图8所示，导丝旋转部件400包括可沿导轨102滑动的第三滑动座和连接于第三滑动座底部且与导轨102配合的第三滑块409，第三滑动座包括第三上座体421和第三下座体401；第三上座体421和第三下座体401上下层叠设置且形成用于安装旋转驱动组件的安装位。
具体地，导丝连接组件包括导丝夹具403和连接件404，旋转驱动组件包括第三电机407，第三电机407可为伺服电机。第三电机407的转轴连接有第三齿轮408，连接件404的一端连接于导丝夹具403，连接件404的另一端连接有第四齿轮406，第四齿轮406与第三齿轮408啮合，第三齿轮408的直径可以小于第四齿轮406的直径。第三上座体421连接有第二固定活页405，第二固定活页405罩于导丝夹具403、连接件404及第四齿轮406上方；第二固定活页405的一端转动连接于第三上座体421，第二固定活页405可以向上翻转打开，以便于导丝与导丝夹具403的连接操作。若遇到术中突发状况，可以通过开闭第二固定活页405将医用耗材(导丝、导管)快速取出，医师将可在短时间内取出导丝导管来主导手术以及处理突发状况，避免恶化和造成严重医疗事故的风险。另外，由于设计推送和旋转功能模组相互独立，使得与导丝导管接触的零件较少，设备的消毒或者无菌性也因此容易保证。而且，导丝和导管的安装和拆卸较简简易行、方便，装卸操作复杂度低，利于提高效率。
具体地，第三下座体401的两侧设置有用于供支撑杆101穿过的第三穿孔422，第三穿孔422内设置有第三滑动衬套402。第三滑动衬套402可为特氟龙衬套，其摩擦阻力小，配合精度高。本实施例中，第三下座体401的两侧设置有侧翼，第三穿孔422设置于侧翼端部处，利于提高滑动平稳性。
具体地，如图1至图9所示，导丝导管同轴驱动设备还包括用于远程控制导管夹持组件、第一驱动组件、导丝夹持组件、第二驱动组件和旋转驱动组件的远程控制装置500。远程控制装置500可以包括至少两个摇杆501。具体应用中，远程控制装置500可以包括显示屏502，用于显示手术现场环境、造影影像信息等，医师可以进行远程控制、操作。具体应用中，远程控制装置500包括控制舱室，医师可以坐于控制舱室内查看显示屏502、控制摇杆501，避免外界干扰影响。
具体地，导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400的可通过柔性线缆连接于控制模块(例如主控板)，控制模块可设置有电源模块。
具体应用中，远程控制装置500可以通过有线或无线的方式与导丝导管同轴驱动设备进行连接，例如控制模块、远程控制装置500可以设置有WIFI模块、5G通讯模块等无线通讯模块。
具体应用中，远程控制装置500提供了数个显示屏502用于观察术中手术室内的情况以及DSA影像，同时还有两个至少二自由度的摇杆501以供操纵设备。一个二自由度摇杆501用于操纵导管的推送和旋转，另一个二自由度摇杆501用于操纵导丝的推送和旋转。通过两个摇杆501的配合运动，医师可以在远程控制装置500处远程操控手术室内的设备，完成导丝导管推送任务。
本实施例所提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，包含数个功能模组：导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400，来实现导丝和导管的驱动任务。相较于现有技术的设计而言，使用了功能分离的设计来保证医疗耗材(导丝和导管)的张紧，从而在无菌保障上更具优势。同时夹持部分使用的是无需机油的气动驱动，相比需要使用机油润滑的设计而言也不容易污染耗材，可靠性更佳。
当导丝、导管还未安装上设备时，三个模组(导管推送部件200、导丝推送部件300和导丝旋转部件400)的运动是互相独立的，只有导管推送部件200可以主动在导轨102上运动。把导丝和导管分别安装到模组上时，即导管的端部与导丝推送部件300的导管连接头305相固定、导管的鞘部由导管推送部件200上的第一气动夹爪205夹紧；导丝的轴部分别由导丝推送部件300的第二气动夹爪311和导丝旋转部件400的导丝夹具403夹紧时，导管推送部件200的推送运动会通过导管将前进的驱动力传递给导丝推送部件300，促使导丝推送部件300也一同前进。同理，导丝推送部件300通过导丝将驱动力传递给导丝旋转部件400，带动导丝旋转部件400一同前进。在这个过程中，由于导丝推送部件300和导丝旋转部件400是被动运动的，导丝和导管在运动中承担了传动的任务，因此会对这两个医用耗材(导丝和导管)起到张紧的效果。另外，导丝推送部件300中的第二气动夹爪311向前驱动时，也会通过导丝带动导丝旋转部件400向前驱动(从而缩短导丝推送部件300和导丝旋转部件400之间的相对距离)。
第一夹爪耗材202与第一气动夹爪205的滑动部分相固定。在下半部分中，第一电机206、蜗杆207、蜗轮208、法兰轴承、传动轴210所示装配在第一下座体211和第一上座体201的内部。齿轮213在第一下座体211下方且与传动轴210固定。当第一电机206接收到指令时，驱动力会随着蜗轮208蜗杆207结构传递给传动轴210，从而驱动齿轮213旋转。由于齿轮213与齿条103相啮合，其旋转会使导管推送部件200在齿条103的方向上滑动，此时即可带动导管向前运动。第一滑块212在导轨102上滑动，承担了导管推送部件200的重量。
导丝推送部件300包含两个功能模块，分别是用于带动导管转动的旋转驱动装置和用于导丝推送的直线滑动驱动装置315。在旋转驱动装置中，导管连接头305与第二齿轮309相固定，可以由第一固定活页306限位在第一固定活页306与第二上座体304之间的凹槽中，使导管连接头305只具备旋转的自由度。当导管的端部与导管连接头305使用螺纹相固定时，第二电机307所产生的驱动力就能通过齿轮组(第一齿轮308、第二齿轮309)传递给导管，促使其旋转。
用于导丝推送的直线滑动驱动装置315安装在第二下座体302延伸出来的平台(副支架321)上。第二气动夹爪311用于夹持导丝，被固定在夹爪基座313上。夹爪基座313则是与直线电机相连接，夹爪基座313的两翼通过特氟龙衬套由小特氟龙杆来支撑和稳定。直线电机通过固定件314固定在第二下座体302上。当直线电机沿着其光杆直线运动时，固定在其上的夹爪基座313和第二气动夹爪311也一起在轨道上直线运动。此时若第二气动夹爪311夹持着导丝，则会拉着导丝向前推送。导丝支撑架310可用于抬起导丝以保证导丝夹持的位置在硅胶套的正中。
图9展示了该设备的远程操控方式。远程控制装置500(驾驶舱)提供了数个屏幕用于观察术中手术室内的情况以及DSA影像，同时还有两个二自由度的摇杆501以供操纵设备。一个二自由度摇杆501用于操纵导管的推送和旋转，另一个二自由度摇杆501用于操纵导丝的推送和旋转。通过两个摇杆501的配合运动，医师可以在驾驶舱处远程操控手术室内的设备，完成导丝导管推送任务。
本发明实施例还提供了一种导丝导管同轴驱动设备的控制方法，采用上述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，包括以下步骤:
将导管连接于导管推送部件200和导丝推送部件300，将导丝连接于导丝推送部件300和导丝旋转部件400；
通过远程控制装置500控制第一驱动组件，第一驱动组件驱动导管推送部件200夹持导管且沿导轨102向前滑动，导管推送部件200通过导管牵引带动导丝推送部件300沿导轨102同时向前滑动，导丝推送部件300夹持导丝并通过导丝牵引带动导丝旋转部件400沿导轨102同时向前滑动；
通过远程控制装置500控制导丝推送部件300，使导管旋转和使导丝向前移动；
通过远程控制装置500控制导丝旋转部件400，使导丝旋转。
作为参考流程，医师在使用该设备时，首先先按照步骤一(穿刺针按照适合位置穿透皮肤进入血管内,并将导丝插入针管)建立导管通路，将导丝和导管送入血管中。随后将导丝和导管这两个医用耗材安置在设备上，把设备放在病人的血管通路的旁边，即可开始操作。医师通过远程控制装置500(驾驶舱)上的两个二自由度摇杆501来分别控制导管导丝两个医用耗材的推送和旋转，从而完成步骤二(将血管鞘顺着导丝并在其支撑下送入血管,将导管顺着血管销导入血管,缓缓向前推进)和步骤三(在DSA图像引导下,观察导管的路径及管尖的位置,并调整位置与方向直至导管到达病灶)。导管到达病灶后，医师取下设备上的导管导丝来继续进行步骤四(在DSA图像监控下,施行导管诊断及治疗操作,如于室间隔缺损处放置室间隔缺损封堵者器,于动脉狭窄处放置支架,行动脉瘤GDC栓塞)中所涉及的操作。本发明实施例所提供的导丝导管同轴驱动设备，其可以适用于手术的步骤二和步骤三。在配置好设备上的导丝和导管之后，医师回到驾驶舱，通过驾驶舱的摇杆501来对应地驱动设备上的导管、导丝功能驱动模组。驾驶舱上的显示屏502可以显示术中的DSA图像，使医师可以在避免暴露在术中X光的放射源下观察导丝导管的状态并同时操纵这两个医疗耗材，最终将导管推送至病灶处。此时医师回到手术室内，取下设备上的导管和导丝，从而进行接下来的手术操作，比如植入支架、栓塞治疗等。
本发明实施例所提供的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备及控制方法，其导丝和导管的推送、旋转功能分别由独立的模组来承担，在医用耗材推送的时候可以起到张紧作用，避免耗材在术中接触设备而引起污染。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，包括
具有导轨的基座部件、
用于推送导管的导管推送部件、
用于推送导丝且通过导管与所述导管推送部件沿所述导轨联动的导丝推送部件、
用于驱动导丝旋转且通过导丝与所述导丝推送部件沿所述导轨联动的导丝旋转部件；
所述导管推送部件、所述导丝推送部件和所述导丝旋转部件依次滑动连接于所述导轨；
所述导丝推送部件具有用于连接导管端部的导管连接组件和用于夹持导丝的导丝夹持组件，所述导管连接组件连接有用于驱动所述导丝夹持组件滑动的第二驱动组件；
所述导丝推送部件包括可沿所述导轨滑动的第二滑动座，所述导管连接组件连接于所述第二滑动座，所述导管连接组件包括用于连接导管端部的导管连接头和用于驱动所述导管连接头旋转的旋转驱动装置；
所述第二滑动座包括第二上座体和第二下座体，所述第二下座体的底部连接有与所述导轨配合的第二滑块，所述旋转驱动装置包括第二电机和传动齿轮组，所述传动齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮，所述第二电机设置于所述第二上座体和第二下座体之间，所述第一齿轮连接于所述第二电机的转轴，所述第二齿轮连接于所述导管连接头且与所述第一齿轮啮合。
2.如权利要求1所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述导管推送部件具有用于夹持导管的导管夹持组件和用于驱动所述导管推送部件沿所述导轨滑动的第一驱动组件；
所述导丝旋转部件具有用于连接导丝的导丝连接组件和用于驱动所述导丝连接组件旋转的旋转驱动组件。
3.如权利要求2所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述基座部件包括沿所述导轨方向设置的齿条，所述第一驱动组件包括第一电机和由所述第一电机驱动的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；
所述基座部件还包括底板和相向连接于所述底板两端的支承板，所述齿条、所述导轨均连接于所述底板；两个所述支承板之间还连接有两根支撑杆，所述支撑杆、所述齿条和所述导轨平行设置，所述导管推送部件、所述导丝推送部件和所述导丝旋转部件均滑动连接所述导轨和所述支撑杆。
4.如权利要求3所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述导管推送部件包括可沿所述导轨滑动的第一滑动座、连接于所述第一滑动座底部且与所述导轨配合的第一滑块；所述第一滑动座包括第一上座体和第一下座体，所述第一驱动组件设置于所述第一上座体和所述第一下座体之间，所述第一驱动组件还包括传动机构，所述传动机构包括蜗杆、蜗轮和传动轴，所述蜗杆固定连接于所述第一电机的转轴，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述传动轴连接于所述蜗杆，所述齿轮固定连接于所述传动轴，所述蜗杆连接有法兰轴承；
所述第一上座体的两侧设置有用于供所述支撑杆穿过的第一穿孔，所述第一穿孔内设置有第一滑动衬套；
所述导管夹持组件包括第一气动夹爪、第一夹爪耗材和第一硅胶套，所述第一夹爪耗材连接于所述第一气动夹爪，所述第一硅胶套连接于所述第一夹爪耗材。
5.如权利要求4所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述导丝夹持组件滑动连接于所述第二滑动座，且所述导丝夹持组件包括用于驱动所述导丝夹持组件沿所述导轨相对所述第二滑动座滑动的直线滑动驱动装置。
6.如权利要求5所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述第二下座体的一侧固定设置有副支架，所述第二下座体与所述副支架之间设置有两组副导向杆，所述副导向杆与所述导轨平行设置，所述导丝夹持组件包括第二气动夹爪、第二夹爪耗材和第二硅胶套，所述第二气动夹爪滑动连接于所述副导向杆，所述第二夹爪耗材连接于所述第二气动夹爪，所述第二硅胶套连接于所述第二夹爪耗材；
所述直线滑动驱动装置包括直线电机，所述直线电机的固定部通过固定件连接于所述副支架，所述直线电机的活动部连接有夹爪基座，所述第二气动夹爪固定连接于所述夹爪基座。
7.如权利要求6所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述第二气动夹爪设置有用于承托导丝的导丝支撑架；
所述第二下座体和所述副支架的两侧均设置有用于供所述支撑杆穿过的第二穿孔，所述第二穿孔内设置有第二滑动衬套。
8.如权利要求7所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述导丝旋转部件包括可沿所述导轨滑动的第三滑动座和连接于所述第三滑动座底部且与所述导轨配合的第三滑块，所述第三滑动座包括第三上座体和第三下座体；
所述导丝连接组件包括导丝夹具和连接件，所述旋转驱动组件包括第三电机，所述第三电机的转轴连接有第三齿轮，所述连接件的一端连接于所述导丝夹具，所述连接件的另一端连接有第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第三上座体连接有第二固定活页，所述第二固定活页罩于所述连接件及所述第四齿轮上方；
所述第三下座体的两侧设置有用于供所述支撑杆穿过的第三穿孔，所述第三穿孔内设置有第三滑动衬套。
9.如权利要求2至7中任一项所述的一种适用于血管介入手术的导丝导管同轴驱动设备，其特征在于，所述导丝导管同轴驱动设备还包括用于远程控制所述导管夹持组件、第一驱动组件、导丝夹持组件、第二驱动组件和旋转驱动组件的远程控制装置。
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|---|---|---|---|
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