CN114191093A - 一种介入手术机器人从端搓动装置 - Google Patents
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Abstract
一种介入手术机器人从端搓动装置，用于实现细长型医疗器材的夹持及转动，其包括支撑架、装设于支撑架上的定支板、第一驱动组件、由第一驱动组件驱动并在第一方向上与定支板相对运动的动支板、可手动拆卸地分别卡接于定支板和动支板上的两夹持组、带动定支板和动支板在不同于第一方向的第二方向上互为反向运动的第二驱动组件，定支板和动支板分别带动两夹持组在第二方向上互为反向运动，进而带动被夹持于两夹持组的滚轮之间的细长型医疗器材转动。本发明传动效果好，实用性强，更符合医生的操作需求，而且结构紧凑，占用空间较小，对介入手术的操作有较大帮助，具有较强的推广意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗机器人领域装置，尤其涉及一种介入手术机器人从端搓动装置。
背景技术
介入治疗是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗--就是在医学影像设备的引导下，将特制的导管、导丝等精密医疗器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。
介入治疗应用数字影像技术，扩大了医生的视野，借助导管、导丝延长了医生的双手，它的切口(穿刺点),仅有米粒大小，不用切开人体组织，就可治疗许多过去无法治疗、必须手术治疗或内科治疗但疗效欠佳的疾病，如肿瘤，血管瘤，各种出血等。介入治疗具有不开刀，创伤小，恢复快，效果好的特点。是未来医学的发展趋势。
而在血管介入手术中医生需要长期接收X射线的辐射，为此工程上开发了远端操作的主从式血管介入手术机器人。主从式血管介入手术机器人的从端可以在强烈辐射的环境下工作，医生则在射线环境之外通过主端对其控制。
介入手术机器人在执行导丝(或导管)的进退、转动的过程中，需要相应的传动机构带动，然而，对于现有介入手术机器人的传动机构，由于结构设计不合理，传动效果不佳，不能满足使用需求。而且传动机构整体体积过大，不利于手术机器人空间布局，在实际中使用过程中，同样带来各种不便，影响使用的灵活性。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种改进的介入手术机器人从端导丝导管搓动装置。
一种介入手术机器人从端搓动装置，用于实现细长型医疗器材的夹持及转动，其包括支撑架、装设于支撑架上的定支板、第一驱动组件、由第一驱动组件驱动并在第一方向上与定支板相对运动的动支板、可手动拆卸地分别卡接于定支板和动支板上的两夹持组、带动定支板和动支板在不同于第一方向的第二方向上互为反向运动的第二驱动组件，每一所述夹持组包括若干并排分布的滚轮，所述第一驱动组件在第一方向上带动动支板向定支板靠近或远离，让动支板上的夹持组与定支板上的夹持组相互配合以夹紧或松开细长型医疗器材，第二驱动组件驱动所述定支板和动支板在第二方向上互为反向运动时，定支板和动支板分别带动两夹持组在第二方向上互为反向运动，进而带动被夹持于两夹持组之间的细长型医疗器材转动。
进一步地，所述第一方向、第二方向相互垂直。
进一步地，所述第二驱动组件包括相对设置的两滑座、置于所述两滑座之间并让所述两滑座相互反向运动的联动轮、驱动联动轮转动的第一驱动电机，两所述滑座分别连接于动支板、定支板。
进一步地，所述定支板设有连接头，连接于定支板的滑座设有固定头，连接头与固定头通过一固定销连接固定。
进一步地，所述动支板设有调位头，所述调位头靠连接于定支板的滑座的一侧设有沿第一方向延伸的长形调位槽，连接于动支板的滑座设有滑柱，所述滑座的滑柱从调位槽穿过，所述第一驱动组件带动动支板向定支板靠近或远离而让夹持组夹紧或松开细长型医疗器材时，滑柱在第一方向上与调位槽的不同位置配合。
进一步地，所述支撑架包括底板、装设于底板上的支撑板、连接于支撑板的固定块，所述两滑座包括穿设于固定块沿第二方向延伸的滑杆。
进一步地，所述联动轮圆周表面设有卡齿，所述滑座还包括连接于滑杆的驱动齿条，驱动齿条通过卡齿啮合在联动轮的卡齿上。
进一步地，所述支撑架还包括沿第二方向固定安装的引导杆，所述定支板在第二方向沿引导杆滑动。
进一步地，所述第一驱动组件包括电磁驱动器、由电磁驱动器驱动的连接板、装设于连接板上沿第二方向延伸的限位杆，所述限位杆穿设于动支板，从而使动支板在第二方向沿限位杆运动。
进一步地，所述第一驱动组件的连接板底部凸设有导销，所述支撑架的底板设有导块，所述导销沿第一方向穿插在导块上，通过导销与导块的滑动配合，所述第一驱动组件的连接板在支撑架的底板沿第一方向滑动。
进一步地，所述夹持组包括还若干并排分布的转轴及装设于转轴上的一次性医用滚轮。
进一步地，所述夹持组为一次性医用耗材。
综上所述，本发明介入手术机器人从端搓动装置通过设置第一驱动组件、第二驱动组件，第一驱动组件带动一夹持组朝另一夹持组靠近或远离，执行导丝导管夹持操作，第二驱动组件通过夹持组带动导丝导管执行搓动操作，实现导丝导管转动，传动效果好，实用性强，更符合医生的操作需求，而且结构紧凑，占用空间较小，对介入手术的操作有较大帮助，具有较强的推广意义。
附图说明
图1为本发明介入手术机器人从端搓动装置的结构示意图；
图2为图1所示介入手术机器人从端搓动装置去除外罩后的结构示意图；
图3为图1所示介入手术机器人从端搓动装置去除外罩后的另一角度的结构示意图；
图4为图2所示介入手术机器人从端搓动装置进一步去除联动轮及第一驱动电机后的结构示意图；
图5为图4所示介入手术机器人从端搓动装置的前视图。
具体实施方式
为了使发明的目的、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用以解释发明，并不用于限定发明。
如图1至图5所示，本发明提供一种介入手术机器人从端搓动装置，其装设于介入手术机器人从端上，推动细长型医疗器材(导丝或导管)100执行夹持及转动的操作，细长型医疗器材(导丝或导管)100的运动分为正向旋转进入手术病人身体(具体为身体内的血管)及反向旋转退出手术病人身体。在本实施例，所述介入手术机器人从端搓动装置固定地安装于所述介入手术机器人从端上，位于所述介入手术机器人从端的远端。在其它实施例中，所述介入手术机器人从端搓动装置可滑动地安装于所述介入手术机器人从端上。
所述介入手术机器人从端搓动装置包括支撑架10、装设于支撑架10上的定支板20、在第一方向上相对定支板20运动的动支板30、分别装设于定支板20和动支板30上的两夹持组60、带动动支板30沿第一方向靠近或远离定支板20的第一驱动组件40、带动定支板20和动支板30沿第二方向互为反向运动的第二驱动组件50，动支板30在第一方向上向定支板20靠近或远离时，装设于动支板30的夹持组60与装设于定支板20的夹持组60相互配合以夹紧或松开细长型医疗器材100，定支板20和动支板30在第二方向上互为反向运动时分别带动两夹持组60在第二方向上互为反向运动，带动被夹持于两夹持组60之间的细长型医疗器材100转动，。本实施例中，所述第一方向、第二方向相互垂直。
所述支撑架10包括底板11、装设于底板11上的支撑板12和导块13、连接于支撑板12内侧面的两固定块14、沿第二方向固定的两引导杆15，所述引导杆15之间相互平行，所述定支板20底部设有一限位柱21，限位柱21端部位置设有向内延伸的活动槽，所述定支板20与支撑架10配合安装时，所述支撑架10的其中一引导杆15伸入到活动槽内，限位柱21可以沿该引导杆15在第二方向上调位，并且，该引导杆15伸入到活动槽最里端位置，与之配合的引导杆15对整个定位板20进行支撑。
所述第一驱动组件40包括连接板42、沿第二方向装设于连接板42上的限位杆43，所述限位杆43的末端穿设于动支板30，从而使动支板30可以在第二方向沿限位杆43进行调位，所述连接板42底部凸设有导销421，所述导销421沿第一方向穿插在导块13上，通过导销421与导块13的配合，所述第一驱动组件40的连接板42可以在支撑架10的底板11沿第一方向滑动。所述第一驱动组件40还包括电磁驱动器41，所述电磁驱动器41通过直接或间接的方式与第一驱动组件40的连接板42连接，通过调整电磁驱动器41的开合状态，带动第一驱动组件40上的动支板30沿第一方向向靠近或远离定支板20相对运动，进而使安装在动支板30上的夹持组60与安装在定支板20上的夹持组60夹持或松开。在本实施例中，所述电磁驱动器41安装于所述支撑架10的底板11上。
可以理解地，在本实施例中，采用电磁驱动器41带动两夹持组60执行夹持或松开的动作，在其它实施例中，第一驱动组件40也可以采用电机的形式带动动支板30滑动，例如，电机通过齿轮带动齿条滑动，让安装齿条的连接板42同步滑动，实现两夹持组60的夹持或松开。
本发明还包括检测装置70，本实施例中，所述检测装置70为光栅传感器，所述光栅传感器包括光栅尺72及光栅读数头71，所述光栅尺72沿第一方向装设于所述支撑架10的底板11上，所述光栅读数头71装设于所述连接板42上并正对所述光栅尺72。第一驱动组件40驱动两夹持组60夹持细长型医疗器材(导管导丝)100时，利用所述光栅传感器获取相对位移量，并将测量结果传输给系统控制器，由其换算成细长型医疗器材(导丝或导管)100的直径。
所述第二驱动组件50包括正对设置的两滑座54、置于所述两滑座54之间并让所述两滑座54同步沿第二方向互为反向运动的联动轮53、驱动联动轮53转动的第一驱动电机51，所述联动轮53圆周表面设有卡齿，本实施例中，所述第一驱动电机51通过一齿轮组52连接并驱动联动轮53，以实现动力传输，在其它实施例中，也可以将第一驱动电机51直接连接于联动轮53上。
每一所述滑座54包括滑杆542及连接于滑杆542上的驱动齿条541，两滑座54上的驱动齿条541相对设置并通过卡齿同时啮合在联动轮53圆周表面的卡齿上。所述滑杆542沿第二方向穿过相应固定块14，从而使得滑座54可以在第二方向滑动，当第一驱动电机51通过齿轮组52带动联动轮53转动时，联动轮53在转动过程中同步驱动两滑座54互为相反方向运动。
两所述滑座54分别与动支板30与定支板20配合，其中，所述定支板20背向相应夹持组60的底部设有连接头22，与定支板20配合的滑座54设有固定头543，连接头22与固定头543通过一固定销23连接固定，所述动支板30背向夹持组60的底部设有调位头31，所述调位头31靠正对与定支板20配合的滑座54的一侧设有沿第一方向延伸的长形调位槽32，与定支板20配合的滑座54设有滑柱544，所述滑座54的滑柱544从调位槽32穿过，所述第一驱动组件40带动装设于动支板30的夹持组60与装设于定支板20的夹持组60一起夹紧或松开细长型医疗器材100时，滑柱544在第一方向上与调位槽32不同位置配合，所述滑柱544从调位槽32内的夹持位或非夹持位切换。通过设置长形的调位槽32，可以让动支板30在沿第一方向移动过程中，与对应的滑座54发生相对位移而让两夹持组60夹持细长型医疗器材100，完成夹持后，所述第二驱动组件50通过联动轮53带动两驱动齿条541相互反向运动，同步地两滑杆542相对对应的固定块14滑动，带动连接于两滑杆542的定支板20和动支板30分别相对引导杆15和限位杆43滑动，可以进一步带动两夹持组60执行搓丝动作，(即带动细长型医疗器材100正转或反转)。本实施例中，所述调位槽32为开口槽，方便拆换维修。本实施例中，两所述引导杆15，其中一引导杆15固定于所述电磁驱动器41、另一引导杆15固定于所述支撑架10的底板11上并穿设于一固定块14上，与定支板20配合的滑座54的滑杆542穿过该固定块14。其他实施例中，两所述引导杆15均可固定于所述支撑架10的底板11上。
每一所述夹持组60包括若干并排分布的转轴62及装设于每一转轴62上的滚轮61，两夹持组60上的转轴62分别通过轴承装设于定支板20与动支板30上，转轴62可以绕其轴心转动。通过采用滚轮61夹持细长型医疗器材100，细长型医疗器材100可以从两夹持组60之间的滚轮61相切方向移动，医生在操作时，可以根据操作需求选择是否需要从该方向移动细长型医疗器材100。另外，本发明还包括一外罩80，所述外罩80与支撑架10配合，对定支板20、动支板30、夹持组60、第一驱动组件40、第二驱动组件50进行无菌隔离，所述外罩80两侧分别设有穿孔91以让细长型医疗器材100穿过，设于外罩80两侧的穿孔91呈相对设置，从两侧穿孔91穿过的细长型医疗器材100从两夹持组60之间穿过。所述外罩80的具体结构可参见专利名称：一种具有防护隔离功能的介入手术机器人从端驱动装置、专利申请号：202111018209.7中的相应说明，其全部内容引入本发明。所述外罩80可为一次性医用耗材。
在其它实施例中，装设于定支板20上的夹持组60和装设于动支板30上的夹持组60可通过手动卡扣等可拆卸方式安装，以方便拆换。此外，夹持组60或者其滚轮61可为一次性医用耗材。
本发明介入手术机器人从端搓动装置工作时，可以根据使用需要，对医疗器材100执行至少以下二种模式：
1、夹持模式，第一驱动组件40带动两夹持组60在第一方向夹持住细长型医疗器材100，对细长型医疗器材100进行初步定位；
2、夹持与转动模式，第二驱动组件50对夹持后的细长型医疗器材100进行搓丝，使细长型医疗器材100沿其轴心执行正转或反转操作。
综上所述，本发明介入手术机器人从端搓动装置通过设置第一驱动组件40、第二驱动组件50，第一驱动组件40带动一夹持组60朝另一夹持组60靠近或远离，执行导丝导管夹持操作，第二驱动组件50通过夹持组60带动导丝导管执行搓动操作，实现导丝导管转动，传动效果好，实用性强，更符合医生的操作需求，而且结构紧凑，占用空间较小，对介入手术的操作有较大帮助，具有较强的推广意义。
需要说明的是，本发明中的第一方向、第二方向是双向的。比如，第一方向为水平方向时，其既包括向左的方向，也包括向右的方向；第二方向为竖直方向时，其既包括向上的方向，也包括向下的方向。
另外，所述夹持位和非夹持位都是可变的。比如，两夹持组60之间夹持的导丝导管的直径不同，夹持位会改变，而且随着夹持力的大小不同，夹持位也会有微小的变化。
以上所述实施例仅表达了发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种介入手术机器人从端搓动装置，用于实现细长型医疗器材的夹持及转动，其特征在于，包括支撑架、装设于支撑架上的定支板、第一驱动组件、由第一驱动组件驱动并在第一方向上与定支板相对运动的动支板、可手动拆卸地分别卡接于定支板和动支板上的两夹持组、带动定支板和动支板在不同于第一方向的第二方向上互为反向运动的第二驱动组件，所述第一驱动组件在第一方向上带动动支板向定支板靠近或远离，让动支板上的夹持组与定支板上的夹持组相互配合以夹紧或松开细长型医疗器材，第二驱动组件驱动所述定支板和动支板在第二方向上互为反向运动时，定支板和动支板分别带动两夹持组在第二方向上互为反向运动，进而带动被夹持于两夹持组之间的细长型医疗器材转动。
2.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述第一方向、第二方向相互垂直。
3.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述第二驱动组件包括相对设置的两滑座、置于所述两滑座之间并让所述两滑座相互反向运动的联动轮、驱动联动轮转动的第一驱动电机，两所述滑座分别连接于动支板、定支板。
4.如权利要求3所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述定支板设有连接头，连接于定支板的滑座设有固定头，连接头与固定头通过一固定销连接固定。
5.如权利要求4所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述动支板设有调位头，所述调位头靠连接于定支板的滑座的一侧设有沿第一方向延伸的长形调位槽，连接于动支板的滑座设有滑柱，所述滑座的滑柱从调位槽穿过，所述第一驱动组件带动动支板向定支板靠近或远离而让夹持组夹紧或松开细长型医疗器材时，滑柱在第一方向上与调位槽的不同位置配合。
6.如权利要求5所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述支撑架包括底板、装设于底板上的支撑板、连接于支撑板的固定块，所述两滑座包括穿设于固定块沿第二方向延伸的滑杆。
7.如权利要求6所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述联动轮圆周表面设有卡齿，所述滑座还包括连接于滑杆的驱动齿条，驱动齿条通过卡齿啮合在联动轮的卡齿上。
8.如权利要求6所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述支撑架还包括沿第二方向固定安装的引导杆，所述定支板在第二方向沿引导杆滑动。
9.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述第一驱动组件包括电磁驱动器、由电磁驱动器驱动的连接板、装设于连接板上沿第二方向延伸的限位杆，所述限位杆穿设于动支板，从而使动支板在第二方向沿限位杆运动。
10.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述第一驱动组件的连接板底部凸设有导销，所述支撑架的底板设有导块，所述导销沿第一方向穿插在导块上，通过导销与导块的滑动配合，所述第一驱动组件的连接板在支撑架的底板沿第一方向滑动。
11.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述夹持组包括还若干并排分布的转轴及装设于转轴上的滚轮。
12.如权利要求1所述的介入手术机器人从端搓动装置，其特征在于：所述夹持组为一次性医用耗材。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023082592A1 (zh) * | 2021-11-10 | 2023-05-19 | 深圳市爱博医疗机器人有限公司 | 一种多功能介入手术机器人从端驱动装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103157170A (zh) * | 2013-02-25 | 2013-06-19 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于两点夹持的血管介入手术导管或导丝操纵装置 |
| CN108514448A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-09-11 | 深圳先进技术研究院 | 血管介入手术机器人导丝、导管操控装置 |
| EP3395231A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-10-31 | Acclarent, Inc. | Deflectable guide for medical instrument |
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2021
- 2021-11-10 CN CN202111329470.9A patent/CN114191093A/zh active Pending
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