CN114191084A - 血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构，其包括用于为导管提供体外支撑与保护的高压缩比装置，所述高压缩比装置包括有C型管，C型管为管侧面开设有通长开口的管道，用于安装导管；用于给导管提供导向作用并用于和血管鞘连接的前端导向装置，所述前端导向装置的各部件中心在水平轴向上设为空腔，用于供导管穿过，所述前端导向装置连接C型管的一端；和用于将导管的未端固定的后端固定装置，所述后端固定装置连接C型管的另一端。本发明提供的导管长距离导向机构解决了导管在体外柔性阶段无保护、无引导的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构，属于微创血管介入手术技术领域。
背景技术
目前在临床治疗中，微创介入以微创、无痛、舒适的特点，迅速发展。微创手术均是借助相关手术机器人进行，微创血管介入手术又是微创手术的一个重要方面，这主要是由于心脑血管疾病是人类主要的疾病，并且致死率、致残率较高。血管介入手术是借助于介入导管沿血管的管腔到达较远的病变部位如冠状动脉、脑、肝、肾等血管内，然后对病变部位实行治疗的一种微创手术。这种手术方式不仅能有效治疗血管疾病，还具有大大缩短手术时间，极大减轻手术痛苦及恢复过程快等诸多优点。但是在机器人辅助状态下的微创血管介入手术过程中，导管在体外长距离递送，不同于现有的人手操作状态下的手动可随时调节，这一技术和实际操作流程，无法实时复制在机器人状态下操作，主要面临两个难题：一、导管在体外长距离递送过程中，导管较软，没有刚性支撑，存在易打弯、曲折、扭转等不可控现象；二、实际手术过程中，如何能建立导管和血管鞘的刚性连接，以保证在机器操作状态下导管的连续性和稳定性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构，其包括
用于为导管提供体外支撑与保护的高压缩比装置，所述高压缩比装置包括有C型管，C型管为管侧面开设有通长开口的管道，用于安装导管；
用于给导管提供导向作用并用于和血管鞘连接的前端导向装置，所述前端导向装置的各部件中心在水平轴向上设为空腔，用于供导管穿过，所述前端导向装置连接C型管的一端；和
用于将导管的未端固定的后端固定装置，所述后端固定装置连接C型管的另一端。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述前端导向装置包括依次连接的前端上盖、导管前端、万向节结尾、万向节、万向节头、套筒和罗伯特夹子；所述前端上盖与导管前端口扣合固定形成方形盒，所述方形盒的中间在水平方向设有通孔和与万向节结尾卡接的卡槽，通孔供导管穿过；所述套筒的一端套接在万向节头上，套筒的另一端设有与血管鞘匹配插接的开孔，所述罗伯特夹子可活动性夹在套筒上。
如上所述的导管长距离导向机构，优选地，所述万向节头的一端设为与万向节卡接相适配的开口，万向节头的另一端设为膨胀接头，用于卡接连接在套筒筒内，万向节头的水平轴向中心为中空设置。
如上所述的导管长距离导向机构，优选地，所述万向节设为两个、三个或多个，多个万向节串联，万向节的水平轴向中心为中空设置。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述高压缩比装置还包括上弹簧压片、下弹簧压片、高压缩弹簧、和弹簧固定片；其中，所述上弹簧压片和下弹簧压片卡合固定成一体，卡接固定设于前端导向装置的前端上盖和导管前端内，上弹簧压片和下弹簧压片的中心设有通孔，该通孔与前端上盖和导管前端上的通孔匹配连通；所述高压缩弹簧套在C型管上，所述高压缩弹簧与C型管的一端共同卡接在上弹簧压片和下弹簧压片上，高压缩弹簧的另一端连接在弹簧固定片上。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述高压缩比装置还包括用于固定导管方向的双轮导向机构，所述双轮导向机构包括前滚轮、后滚轮、滚轮支架和夹持器底座；其中，所述前滚轮固定设于夹持器底座内，所述滚轮支架固定设于夹持器底座外侧，后滚轮固定设于滚轮支架内；弹簧固定片卡接固定在夹持器底座内；C型管穿过夹持器底座，绕过前滚轮后，从夹持器底座穿出，绕过后滚轮后连接到后端固定装置上。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述后端固定装置包括依次连接的M8外螺纹钩杆、M8内螺纹杆、第一外螺柱、内螺柱和第二外螺柱；其中，所述第二外螺柱的轴中心设为空腔，空腔用于供C型管穿过；在与第二外螺柱连接的内螺柱的一端，其轴中心也对应设为空腔，内螺柱的另一端为实心设置，在有空腔的一侧靠近其内螺柱的中间开设连通其空腔的侧孔，该侧孔供C型管穿出并固定；所述M8外螺纹钩杆的最外端设为挂钩状。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述第二外螺柱与内螺柱的螺纹连接深度为使第二外螺柱将内螺柱上的侧孔覆盖。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述M8外螺纹钩杆与M8内螺纹杆通过外、内螺纹固定连接，所述M8内螺纹杆的杆端设外螺纹与第一外螺柱的端口对应设内螺纹进行匹配连接，所述内螺柱与第一外螺柱内、外螺纹固定连接的，第二外螺柱与内螺柱通过内、外螺纹固定连接。
如上所述的一次性无菌导管长距离导向机构，优选地，所述内螺柱的中间设有环绕其一周的凸起，凸起将两侧的螺纹隔开，凸起的高度等同于与两侧连接的第一外螺柱和第二外螺柱的螺管厚度。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构，通过前端导向装置、后端固定装置在两个方向上与高压缩比装置的整合连接，将导管全程限制在可控空间内部，同时，通过双轮导向机构为导管进入可控空间内部提供引导装置，本发明能够有效解决导管在体外长距离递送过程中，由于没有刚性支撑，出现易打弯、曲折、扭转等不可控现象。前端通过前端导向装置中的万向节和罗伯特夹子将机器人本体和血管鞘建立刚性连接，为导管和血管鞘建立稳定通路，能够有效保证机器在操作状态下的导管连续性和稳定性。通过高压缩比装置中的C型管的通长开口设置，便于无菌导管的安装与更换。整个一次性无菌导管长距离导向机构的各组件是通过卡接固定连接，实现装置的快速拆装，能快速更换导管，有效解决实际临床使用过程中的无菌操作的问题，使设备整体更具临床实用价值，更具临床推广意义。
本发明提供的血管介入手术机器人应用中一次性无菌导管长距离导向机构，用于微创血管介入手术中导管的长距离可变距导向，使导管在体外有足够的刚性支撑，有效的解决了导管在体外柔性阶段无保护、无引导的技术难题。
附图说明
图1为本发明的一次性无菌导管长距离导向机构的整体结构示意图；
图2为前端导向装置的爆炸图；
图3为后端固定装置的爆炸图；
图4为后端固定装置在水平方向的示意图；
图5为高压缩比装置的结构示意图；
图6为高压缩比装置的爆炸图。
【附图标记说明】
1：前端导向装置；1-1：导管前端；1-2：前端上盖；1-3：万向节尾；1-4：万向节；1-5：万向节头；1-6：套筒；1-7：罗伯特夹子；
2：后端固定装置；2-1：M8外螺纹钩杆；2-2：M8内螺纹杆；2-3：第一外螺柱；2-4：内螺柱；2-5：第二外螺柱；
3：高压缩比装置：3-1：上弹簧压片；3-2：下弹簧压片；3-3：高压缩弹簧；3-4：弹簧固定片；3-5：C型管；3-6：前滚轮；3-7：后滚轮；3-8：滚轮支架；3-9：夹持器底座。
具体实施方式
本发明的发明原理是利用前端导向装置和后端固定装置将C型管拉紧固定，从而将C型管内的导管拉紧固定，高压缩比装置悬挂在C型管上，其中高压缩比装置有双轮导向机构，将导管按照固定的姿态进行控制，导管横穿在C型管内，高压缩弹簧将有导管的地方进行全部包裹，补充C型管开口部分未固定的空缺，从而完成导管体外柔性阶段的辅助刚性限制。
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
一种血管介入手术机器人应用中一次性无菌导管长距离导向机构，如图1所示，其包括前端固定装置1、高压缩比装置3和后端固定装置2，高压缩比装置3用于为导管提供体外支撑与保护，其包括有C型管，C型管为管侧面开设有通长开口的管道，用于安装导管；通长开口是指与C型管同等长度的开口，便于导管的取放。前端导向装置1用于给导管提供导向作用并用于和血管鞘连接，前端导向装置1的各部件中心在水平轴向上设为空腔，用于供导管穿过，前端固定装置1与C型管的一端连接，工作时导管穿过C型管，并穿过前端固定装置1，穿过血管鞘。后端固定装置2用于将导管的未端固定，其与C型管的未端连接，C型管内设有导管，C型管的未端连接在后端固定装置2上，也就将导管的末端固定。前端固定装置1用于给导管提供导向作用并用于和血管鞘建立刚性连接，高压缩比装置3为导管的中间部分提供体外支撑与保护，使得导管在C型管中不会出现打弯、曲折、扭转等现象。
具体地，如图2所示，前端导向装置包括有依次连接的前端上盖1-2、导管前端1-1、万向节结尾1-3、万向节1-4、万向节头1-5、套筒1-6和罗伯特夹子1-7。上述各组件的中心在水平轴方向设为圆形的空腔，用于供导管穿过。其中导管前端1-1为方形盒底座，前端上盖1-2通过M2×15沉头螺钉扣合于导管前端1-1上，二者固定形成统一整体即方形盒。导管前端1-1与前端上盖1-2的中间在水平方向设有卡槽和通孔，卡槽即为与万向节结尾卡接的空腔，通过卡槽将万向节结尾固定连接在方形盒上，通孔供导管穿过。万向节结尾1-3的一端卡接固定在导管前端和前端上盖之间的卡槽内，万向节结尾1-3的另一端连接万向节1-4。万向节1-4可设为一个、两个、三个或多个，万向节1-4的个数可以根据实际情况进行增减，将多个万向节相互串联连接起来。多个万向节的连用可以用于改变导管的方向。万向节头1-5的一端设为与万向节1-4卡接相适配的开口，万向节头1-5的另一端设为膨胀接头，用于卡接连接在套筒1-6一端的筒内，套筒1-6的另一端设有与血管鞘匹配插接的开孔，罗伯特夹子1-7可活动性夹在套筒1-6上。工作时，罗伯特夹子1-7套在套筒1-6上。罗伯特夹子1-7用于与血管鞘固定连接(罗伯特夹子的结构参见专利申请号为：202122151006.7)。在罗伯特夹子1-7的作用下将前端导向装置和血管鞘(通用医疗耗材，此处未体现)相连接和固定，通过导管进而形成一个与人体血管相连接的有效通路。
后端固定装置是用于将C型管的未端固定，从而将安装在C型管中的导管固定。如图3和图4所示，后端固定装置包括依次连接的M8外螺纹钩杆2-1、M8内螺纹杆2-2、第一外螺柱2-3、内螺柱2-4和第二外螺柱2-5。其中，第二外螺柱2-5的中心在水平轴方向设为空腔，该空腔供C型管穿过。与第二外螺柱2-5连接的内螺柱2-4的一侧对应为空腔设置，内螺柱2-4的另一侧为实心设置，在内螺柱2-4上空腔设置的一端靠近中间的部分，其外侧设有侧孔2-6，侧孔2-6连通其空腔，用于将C型管穿过内螺柱2-4并将C型管固定在内螺柱2-4上。
第二外螺柱2-5上螺纹的深度可大于内螺柱2-4的外侧边到侧孔2-6的长度，也就是说第二外螺柱2-5与内螺柱2-4的螺纹连接可将侧孔2-6覆盖，从而能实现将C型管卡接固定在第二外螺柱2-5与内螺柱2-4之间。M8外螺纹钩杆2-1的最外端设为挂钩状。M8外螺纹钩杆在实际工作中是固定在机器人本体上的拉紧支座上(本发明中不体现)。
进一步地，M8外螺纹钩杆2-1与M8内螺纹杆2-2通过外内螺纹固定连接，第一外螺柱2-3与M8内螺纹杆2-2通过在M8内螺纹杆2-2的杆段外设外螺纹与第一外螺柱2-3端口内设内螺纹匹配连接，内螺柱2-4与第一外螺柱2-3通过内、外螺纹固定连接，内螺柱2-4与第一外螺柱2-3连接的一端为实心。第二外螺柱2-5设有内螺纹与内螺柱2-4设有外螺纹通过内外螺纹进行连接。内螺柱2-4的中间设有环绕内螺柱一周的凸起，凸起将两侧的螺纹隔开，凸起的高度等同于两侧第一外螺柱和第二外螺柱的螺管的厚度，使得整个后端固定装置的第一外螺柱2-3、内螺柱2-4和第二外螺柱2-5的外管径一样。
如图5和图6所示，高压缩比装置包括上弹簧压片3-1、下弹簧压片3-2、高压缩弹簧3-3、弹簧固定片3-4和C型管3-5，上弹簧压片3-1和下弹簧压片3-2卡合固定成一体，卡接固定设于前端导向装置的方形盒内。导管前端内设有卡接上弹簧压片3-1和下弹簧压片合体的卡槽，前端上盖将导管前端扣合将上弹簧压片3-1和下弹簧压片固定在导管前端内。上弹簧压片3-1和下弹簧压片的中心设有通孔，通孔的位置、大小与导管前端和前端上盖的通孔的位置、大小相适配，供C型管3-5穿过。高压缩弹簧3-3的一端固定在上弹簧压片3-1和下弹簧压片3-2上，另一端可固定连接在弹簧固定片3-4，C型管3-5穿过高压缩弹簧3-3，也就是说高压缩弹簧3-3套在C型管3-5的外侧。高压缩弹簧3-3在上弹簧压片3-1和下弹簧压片3-2与弹簧固定片3-4之间的伸长与压缩可使得供C型管在外部的长距离的伸长或压缩，从而可实现C型管内导管的长距离递送。
进一步地，高压缩比装置还包括用于固定导管方向的双轮导向机构，双轮导向机构包括前滚轮3-6、后滚轮3-7、滚轮支架3-8和夹持器底座3-9。其中，前滚轮3-6固定设于夹持器底座3-9上，滚轮支架3-8固定设于夹持器底座3-9的外侧，后滚轮3-7固定设于滚轮支架3-8内，弹簧固定片3-4卡接固定在夹持器底座3-9上。C型管穿过夹持器底座3-9内部，绕过前滚轮3-6的内侧后，穿出夹持器底座3-9的外侧，穿过滚轮支架3-8，绕过后滚轮3-7外侧后，连接到后端固定装置。夹持器底座3-9为弹簧固定片3-4、前滚轮3-6、滚轮支架3-8提供固定支撑。双轮导向机构在体外向前、向后运行时，使得C型管为直线运行。
本发明的工作原理：前端导向装置1中的上弹簧压片和下弹簧压片相互扣合的组合体放置在导管前端在竖直方向预留的卡槽内，前端上盖1-2将其压紧，形成以C型管3-5、高压缩弹簧3-3、万向节尾1-3、万向节1-4、万向节头1-5、套筒1-6为连续统一的空腔，该空腔为导管提供体外支撑。
高压缩比装置3中的夹持器底座3-9在被固定的C型管中间可往复运行，高压缩比装置3中的夹持器底座3-9、滚轮支架3-8、后滚轮3-7、前滚轮3-6形成的连续整体用于导引C型管的位置及方向；高压缩弹簧3-3与后端固定装置2和高压缩比装置3中的夹持器底座3-9、滚轮支架3-8、后滚轮3-7、前滚轮3-6形成连续的整体，补充限制C型管的开口部分，将其开口进行限位，不会使得导管脱离出C型管。
导管在体外大部分状态下是由C型管3-5形成的固定腔体进行保护的，在长距离递送过程中，由于C型管3-5因有开口，导致导管无法被保护，高压缩弹簧3-3一端连接在弹簧压片3-4和夹持器底座3-9上形成的腔体内部，另一端连接在前端导向装置1上，通过高压缩弹簧3-3的压缩和拉伸来实现对C型管3-5开口部分的保护。从而实现对导管在体外长距离递送过程中的有效支撑和保护。
同时前端导向装置所形成的连续腔体，在罗伯特夹子1-7的作用下将前端导向装置和血管鞘(通用医疗耗材，此处未体现)相连接和固定，进而形成一个与人体血管相连接的有效通路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种血管介入手术机器人一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，其包括
用于为导管提供体外支撑与保护的高压缩比装置，所述高压缩比装置包括有C型管，C型管为管侧面开设有通长开口的管道，用于安装导管；
用于给导管提供导向作用并用于和血管鞘连接的前端导向装置，所述前端导向装置的各部件中心在水平轴向上设为空腔，用于供导管穿过，所述前端导向装置连接C型管的一端；和
用于将导管的未端固定的后端固定装置，所述后端固定装置连接C型管的另一端。
2.如权利要求1所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述前端导向装置包括依次连接的前端上盖、导管前端、万向节结尾、万向节、万向节头、套筒和罗伯特夹子；所述前端上盖与导管前端口扣合固定形成方形盒，所述方形盒的中间在水平方向设有通孔和与万向节结尾卡接的卡槽，通孔供导管穿过；所述套筒的一端套接在万向节头上，套筒的另一端设有与血管鞘匹配插接的开孔，所述罗伯特夹子可活动性夹在套筒上。
3.如权利要求2所述的导管长距离导向机构，其特征在于，所述万向节头的一端设为与万向节卡接相适配的开口，万向节头的另一端设为膨胀接头，用于卡接连接在套筒筒内，万向节头的水平轴向中心为中空设置。
4.如权利要求2所述的导管长距离导向机构，其特征在于，所述万向节设为两个、三个或多个，多个万向节串联，万向节的水平轴向中心为中空设置。
5.如权利要求2所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述高压缩比装置还包括上弹簧压片、下弹簧压片、高压缩弹簧、和弹簧固定片；其中，所述上弹簧压片和下弹簧压片卡合固定成一体，卡接固定设于前端导向装置的前端上盖和导管前端内，上弹簧压片和下弹簧压片的中心设有通孔，该通孔与前端上盖和导管前端上的通孔匹配连通；所述高压缩弹簧套在C型管上，所述高压缩弹簧与C型管的一端共同卡接在上弹簧压片和下弹簧压片上，高压缩弹簧的另一端连接在弹簧固定片上。
6.如权利要求5所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述高压缩比装置还包括用于固定导管方向的双轮导向机构，所述双轮导向机构包括前滚轮、后滚轮、滚轮支架和夹持器底座；其中，所述前滚轮固定设于夹持器底座内，所述滚轮支架固定设于夹持器底座外侧，后滚轮固定设于滚轮支架内；弹簧固定片卡接固定在夹持器底座内；C型管穿过夹持器底座，绕过前滚轮后，从夹持器底座穿出，绕过后滚轮后连接到后端固定装置上。
7.如权利要求1所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述后端固定装置包括依次连接的M8外螺纹钩杆、M8内螺纹杆、第一外螺柱、内螺柱和第二外螺柱；其中，所述第二外螺柱的轴中心设为空腔，空腔用于供C型管穿过；在与第二外螺柱连接的内螺柱的一端，其轴中心也对应设为空腔，内螺柱的另一端为实心设置，在有空腔的一侧靠近其内螺柱的中间开设连通其空腔的侧孔，该侧孔供C型管穿出并固定；所述M8外螺纹钩杆的最外端设为挂钩状。
8.如权利要求7所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述第二外螺柱与内螺柱的螺纹连接深度为使第二外螺柱将内螺柱上的侧孔覆盖。
9.如权利要求7所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述M8外螺纹钩杆与M8内螺纹杆通过外、内螺纹固定连接，所述M8内螺纹杆的杆端设外螺纹与第一外螺柱的端口对应设内螺纹进行匹配连接，所述内螺柱与第一外螺柱内、外螺纹固定连接的，第二外螺柱与内螺柱通过内、外螺纹固定连接。
10.如权利要求9所述的一次性无菌导管长距离导向机构，其特征在于，所述内螺柱的中间设有环绕其一周的凸起，凸起将两侧的螺纹隔开，凸起的高度等同于与两侧连接的第一外螺柱和第二外螺柱的螺管厚度。
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