CN116763451A - 介入手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种介入手术机器人。所述介入手术机器人包括：递送控制部件，递送控制部件：包括底板；推送装置，推送装置设置底板一侧；细长件和控制机构，细长件的近端与控制机构连接，控制机构设置于推送装置一侧；其中，推送装置用于带动控制机构移动，控制机构用于控制细长件的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向。采用该介入手术机器人能够解决导管插管困难的问题。

Description

介入手术机器人

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别是涉及一种介入手术机器人。

背景技术

经内镜逆行性胰胆管造影(Endoscopic RetrogradeCholangiopancreatography，ERCP)是治疗以胰胆管结石为主的胰胆道系统疾病的有效手段。该手术专业性强，操作难度大，术后并发症风险高，以介入手术机器人为代表的新兴技术中，应用于该手术领域的产品及技术较少。

ERCP手术医生在进行导管插管时往往需要内窥镜、抬钳器和导管三者配合调向来实现导管的推进，存在导管插管困难以及导丝选择性进入胰管或胆管的插管困难的问题。插管困难的问题成为介入手术机器人亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决导管与导丝插管难问题的介入手术机器人。

第一方面，本申请提供了一种介入手术机器人。介入手术机器人包括：递送控制部件，递送控制部件包括：

底板；

推送装置，推送装置设置于底板一侧；

细长件和控制机构，细长件的近端与控制机构连接，控制机构设置于推送装置一侧；

其中，推送装置用于带动控制机构移动，控制机构用于控制细长件的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向。

在其中一个实施例中，细长件的远端包括蛇骨结构和穿设于蛇骨结构中的若干控制丝，若干控制丝还和控制结构连接，控制机构控制若干控制丝改变蛇骨结构的弯曲和转向，以使得细长件的远端部分弯曲和转向。

在其中一个实施例中，细长件包括中空状的外层结构和内层结构，外层结构套设于内层结构外部，并与内层结构之间形成收纳腔，蛇骨结构位于收纳腔对应于细长件的远端的区域，若干控制丝自收纳腔向细长件的近端延伸并与控制机构传动连接。

在其中一个实施例中，内层结构包括中空腔和设置于中空腔中的分隔层，分隔层沿着细长件的轴向延伸，于径向方向上将中空腔分为相互独立的第一腔室和第二腔室。

在其中一个实施例中，推送装置包括直线滑轨和传动机构；

控制机构包括控制底座，控制底座与传动机构活动连接，传动机构驱动控制底座沿直线滑轨往复移动。

在其中一个实施例中，控制机构还包括上部驱动机构，上部驱动机构与若干控制丝传动连接，其中，上部驱动机构与控制底座可拆卸的电连接。

在其中一个实施例中，上部驱动机构包括：若干导向组件，每一导向组件包括依序设置的张紧轮和绕线轮，控制丝自细长件的近端伸出经张紧轮缠绕固定至绕线轮，其中，控制丝从细长件的近端沿着至张紧轮的部分与细长件的内层结构的表面之间的夹角位于0-15°之间。

在其中一个实施例中，介入手术机器人还包括：设置于直线滑轨近端的导丝递送机构和设置于直线滑轨远端的器械导管递送机构；

其中，导丝递送机构与传动机构活动连接，传动结构驱动导丝递送机构沿着滑轨往复移动，导丝递送机构还用于控制导丝于细长件的内管腔中移动至目标位置；

器械导管递送机构用于控制器械导管沿导丝移动至目标位置，执行与器械导管对应的器械操作。

在其中一个实施例中，介入手术机器人还包括：通讯连接的力检测机构和主操作端，力检测机构设置于控制机构以及导丝递送机构内，用于检测细长件和导丝在目标对象的管腔中移动时的阻力，阻力通过视觉反馈和/或触觉反馈发送至主操作端。

在其中一个实施例中，介入手术机器人还包括：手术操作端，手术操作端包括多自由度的机械臂，递送控制部件可拆卸的安装于机械臂的末端；以及

主操作端，主操作端和手术操作端通讯连接，主操作端包括若干控制部件，操作若干控制部件以产生操作指令，操作指令被发送至手术操作端，控制机械臂和递送控制部件执行关联的操作。

在其中一个实施例中，介入手术机器人还包括：视觉单元，视觉单元设置于底板的远端，用于采集目标对象的管腔中的视觉图像；

其中，视觉单元包括直视镜头和侧视镜头，经切换开关对直视镜头和侧视镜头进行切换，以采集不同视角的图像。

上述介入手术机器人，具有递送控制部件，递送控制部件包括底板、推送装置、细长件和控制机构。推送装置设置于底板一侧，细长件的近端与控制机构连接，控制机构设置于推送装置一侧，推送装置用于带动控制机构移动，控制机构用于控制细长件的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向。由于细长件的近端与控制机构连接，控制机构控制细长件的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向，有利于克服插管困难的问题，结构简单，可控性高。

附图说明

图1为一个实施例中递送控制部件的结构示意图；

图2为一个实施例中细长件的结构示意图；

图3为另一个实施例中细长件的结构示意图；

图4为一个实施例中上部驱动机构的结构示意图；

图5为一个实施例中设置张紧轮前后对比示意图；

图6为另一个实施例中递送控制部件的结构示意图；

图7为一个实施例中控制机构的力检测机构示意图；

图8为一个实施例中导丝递送机构的力检测机构示意图；

图9为一个实施例中机械臂的结构示意图；

图10为一个实施例中介入手术机器人的组成结构示意图；

图11为一个实施例中控制部件的示意图；

图12为一个实施例中摇杆活动范围的示意图；

图13为一个实施例中内窥镜操作手轮的结构示意图；

图14为一个实施例中台车的结构示意图；

图15为一个实施例中机械臂快拆结构图；

图16为一个实施例中主从操作控制流程示意图；

图17为一个实施例中力感知和力反馈的流程示意图；

图18为一个实施例中系统旋转流程图；

图19为一个实施例中系统推进流程图；

图20为一个实施例中蛇骨导管的控制流程图；

图21为一个实施例中内窥镜的切换控制方法流程示意图；

图22为一个实施例中图像增强显示的流程图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1，介入手术机器人包括：递送控制部件100，递送控制部件100包括：底板101；推送装置102，推送装置102设置于底板101一侧；细长件103和控制机构104，细长件103的近端与控制机构104连接，控制机构104设置于推送装置102一侧；其中，推送装置102用于带动控制机构104移动，控制机构104用于控制细长件103的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向。其中，本申请中记载的近端是指靠近操作对象例如医生的一端，远端是指远离操作对象例如医生的一端。

其中，介入手术机器人通常包括内窥镜和与内窥镜相连的器械通道。内窥镜用于进入目标对象的管腔中采集图像，细长件103往往通过器械通道进入目标对象的管腔，为适应现有器械通道的结构，便于细长件103送入至器械通道，推送装置102以预设角度设置于底板101一侧。该预设角度与器械通道入口的角度一致。

控制机构104设置于推送装置102一侧，推送装置104带动控制机构102移动，同时，带动细长件103移动。

细长件103的远端为可控端，控制机构104用于控制细长件103的远端在目标对象的官腔中弯曲和转向。相较于现有的介入手术机器人需要内窥镜、抬钳器和导管三者配合调向来实现插管，本申请通过控制机构102控制细长件103的远端弯曲和转向，有利于克服插管困难的问题，结构简单，可控性高。

在一些实施例中，细长件103的远端的外径应小于目标对象的管腔的直径，从而有利于插管成功。

在一个实施例中，如图2所示，细长件103的远端包括蛇骨结构105和穿设于蛇骨结构105中的若干控制丝106，若干控制丝106延伸和控制结构104连接，控制机构104控制若干控制丝106改变蛇骨结构105的弯曲和转向，以使得细长件103的远端部分弯曲和转向。

其中，控制丝106穿设于蛇骨结构105中，在一些实施例中，控制丝106有4根，控制结构104通过牵引控制丝106改变蛇骨结构105的弯曲和转向，从而使得细长件103的远端部分弯曲和转向。

在一些实施例中，细长件103的近端为柔性结构，便于细长件103在目标对象复杂的管腔结构中移动。

在一个实施例中，如图3所示，细长件103包括中空状的外层结构107和内层结构108，外层结构107套设于内层结构108外部，并与内层结构108之间形成收纳腔，蛇骨结构105位于收纳腔对应于细长件103的远端的区域，若干控制丝106自收纳腔向细长件103的近端延伸并与控制机构104传动连接。

其中，细长件的外层结构107可以为橡胶材料，外层结构107与内层结构108之间的收纳腔中，蛇骨结构105位于收纳腔对应于细长件的远端的区域，对应于细长件103的近段的区域为柔性结构109。控制丝106自收纳腔向细长件103的近端延伸并与控制机构104传动连接，从而控制机构104牵引控制丝106，能够带动细长件103的远端弯曲或者转向。

在一个实施例中，参考图3，内层结构108包括中空腔和设置于中空腔中的分隔层110，分隔层沿着细长件103的轴向延伸，于径向方向上将中空腔分为相互独立的第一腔室111和第二腔室112。

在一些实施例中，用于进行手术治疗的导丝、支架等目标操作器械可通过第一腔室111贯穿细长件103，从而移动至细长件103的远端所在位置。在另一些实施例中，在第二腔室112中注射造影剂对目标管腔进行造影，有利于增强影像观察效果。

在一个实施例中，参考图1，推送装置102包括直线滑轨113和传动机构114；控制机构104包括控制底座115，控制底座115与传动机构114活动连接，传动机构114驱动控制底座115沿直线滑轨113往复移动，从而带动细长件103在管腔中前进或者后撤。其中，传动机构114例如包括丝杆螺母和设置于丝杆螺母一侧的电机，控制底座115和丝杆螺母螺纹连接，其中，电机驱动丝杆螺母转动以驱动控制底座115在直线滑轨113上往复移动。其中，丝杆螺母的数量为两个，分别布置于直线滑轨113的延伸方向的相对两侧；且两个丝杆螺母错位布置，使得控制底座115在直线滑轨113上前进和后撤稳定性更高，避免细长件103递送过程中产生非预期的轴向移动。

在一个实施例中，参考图1，控制机构104还包括上部驱动机构116，上部驱动机构116与若干控制丝106传动连接，其中，上部驱动机构116与控制底座115可拆卸的电连接。

其中，控制机构104的上部驱动机构116与控制底座115可拆卸的电连接。在一种实施方式中，上部驱动机构116作为可清洗消毒的器械重复性使用。在另一种实施方式中，上部驱动机构116进行耗材设计，一次性使用。控制底座115内部设置有电路板，控制机构104上下两部分连接面有电源与通信接口，可进行电性连接，解决上部驱动机构116电机供电及控制所需的线路连接问题。

上部驱动机构116与若干控制丝106传动连接，控制底座115沿直线滑轨往复移动，从而带动细长件103远端蛇骨结构105中的控制丝106伸缩运动。

在一个实施例中，如图4所示，上部驱动机构116包括：若干导向组件，每一导向组件包括依序设置的张紧轮117和绕线轮118，控制丝106自细长件103的近端伸出经张紧轮117缠绕固定至绕线轮118，其中，控制丝106从细长件103的近端沿着至张紧轮117的部分与细长件103的内层结构108的表面之间的夹角位于0-15°之间。

其中，控制丝106自细长件103的近端伸出，经张紧轮117缠绕固定至绕线轮118。在一些实施例中，控制丝106有4根，上下和左右方向两两一组，分别控制细长件103的远端的弯曲和转向。同一组控制丝，反向缠绕于两个绕线轮上。两绕线轮轴依靠齿轮与同步带传动，分别由两个驱动电机提供动力。当两绕线轮同向转动时，由于绕线轮上的控制丝反向缠绕，可实现一根控制丝被牵拉，另一根控制丝同步放松的状态，从而完成对细长件103的远端的控制。这种布置方式实现了控制丝的换向，解决空间布局问题。

如图5示出了本申请一实施例中设置张紧轮前后对比示意图。若将控制丝106自细长件103的近端伸出直接缠绕固定至绕线轮118，由于控制丝106与细长件103的轴线方向存在较大夹角，牵拉控制丝106容易割裂细长件103的外层橡皮。而控制丝106自细长件103的近端伸出后，在经过张紧轮117的导向作用下，再缠绕固定至绕线轮118，同时，控制丝106从细长件103的近端沿着至张紧轮117的部分与细长件103的内层结构的表面之间的夹角位于0-15°之间，避免了控制丝106与细长件103的轴线方向的夹角而引起细长件外层橡皮的割裂风险。在一些实施例中，图5中张紧轮117的位置可以为绕线轮118。即控制丝106自细长件103的近端伸出，缠绕固定至绕线轮118，其中，控制丝106从细长件103的近端沿着至绕线轮118的部分与细长件103的内层结构108的表面之间的夹角位于0-15°之间，同样能够避免细长件外层橡皮的割裂风险。

在一个实施例中，参考图1，介入手术机器人还包括：设置于直线滑轨近端的导丝递送机构119和设置于直线滑轨远端的器械导管递送机构120；其中，导丝递送机构119与传动机构114活动连接，传动结构114驱动导丝递送机构119沿着滑轨113往复移动。参考图6，导丝递送机构119还用于控制导丝121于细长件103的内管腔中移动至目标位置；器械导管递送机构120用于控制器械导管122沿导丝121移动至目标位置，执行与器械导管122对应的器械操作。

其中，导丝递送机构119包括圆形转盘、夹爪和直动元件。圆形转盘和夹爪固定连接，夹爪包括固定端和活动端。固定端和活动端间可容置导丝121。活动端在直动元件驱动下，与固定端进行开合控制，用于松开或者夹持导丝121。传动结构114驱动导丝递送机构119沿着滑轨113往复移动，导丝递送机构119的活动端带动导丝121伸缩运动，从而控制导丝121于细长件103的内管腔中移动至目标位置。内管腔可以为细长件内层结构的第一腔室111，导丝121的远端从第一腔室111远端的蛇骨结构的出口处伸出，藉由蛇骨结构105弯曲和转向形成的插管通道，导丝121的远端插入目标管腔中。

在递送器械导管122之前，控制细长件103从目标管腔中撤出，器械导管122套设于导丝121的外侧，在器械导管递送机构120的带动下，器械导管122沿着导丝121移动至目标位置，从而执行与器械导管122对应的器械操作。具体地，参考图6，器械导管递送机构120包括至少两个轮式机构123。至少两个轮式机构123水平运动，用于夹持或者松开器械导管122。至少两个轮式机构123上下交错运动，用于转动器械导管122。至少两个轮式机构123在夹持状态下反向旋转，用于控制器械导管122伸缩运动。示例性地，器械导管122可以为气囊导管。

在一个实施例中，介入手术机器人还包括：通讯连接的力检测机构146和主操作端126，力检测机构146设置于控制机构116以及导丝递送机构119内，用于检测细长件103和导丝121在目标对象的管腔中移动时的阻力，阻力通过视觉反馈和/或触觉反馈发送至主操作端126。

其中，力检测机构146将力的量值转换为相关电信号的器件。在一些实施例中，力检测机构146设置于控制机构104内，用于检测细长件103在目标对象的管腔中移动时的阻力。如图7所示，力检测机构146的一端与上部驱动机构116连接，另一端与控制底座115连接。由于上部驱动机构116和控制底座115活动连接，当细长件103移动时，受细长件103在目标对象的管腔中移动时阻力的影响，上部驱动机构116相对于控制底座115具有微小位移，该位移挤压力检测机构146，实现力检测。在另一些实施例中，如图8所示，力检测机构146还置于导丝递送机构119内，当导丝递送机构119中的夹爪闭合，夹紧导丝121进行推送时，力检测机构146用于检测导丝121在目标对象的管腔中移动时的阻力。阻力通过视觉反馈和/或触觉发送至主操作端126，从而主操作端126的操作人员能够直观地感受到细长件103或者导丝121在目标对象的管腔中移动时的阻力情况。

在一个实施例中，如图9至图11所示，介入手术机器人还包括：手术操作端124和以及主操作端126。手术操作端124包括多自由度的机械臂125。递送控制部件100可拆卸的安装于机械臂125的末端。主操作端126和手术操作端124通讯连接，主操作端126包括若干控制部件，操作若干控制部件以产生操作指令，操作指令被发送至手术操作端124，控制机械臂125和递送控制部件100执行关联的操作。

操作人员在主操作端126进行远程控制手术操作端124完成手术操作。主操作端126和手术操作端124通讯连接。主操作端126包括若干控制部件。示例性地，参考图11，控制部件可以包括摇杆127、推杆128或者脚踏设备129中的任一种。其中，摇杆127包括固定末端以及活动末端。摇杆127的固定末端固定在主操作端126上，摇杆127的活动末端的位置可以任意调节。在一些实施例中，摇杆127具有固定的长度，摇杆127以摇杆127的固定末端为球心，摇杆127的活动末端可以在以摇杆127的长度为半径的半球空间中运动。在另一些实施例中，摇杆127的长度可变，摇杆127以摇杆127的固定末端为球心，摇杆127的活动末端可以在以摇杆127的可变长度为半径的半球空间中运动。如图12所示为摇杆活动范围的示意图。

推杆128设置于主操作端126上。推杆128能够进行推拉或者旋转。脚踏设备129是采用脚踏的形式进行运动控制的控制部件，脚踏设备129具有脚踏面板。示例性地，脚踏面板默认悬空，踩踏后可回弹。

操作任一控制部件将产生对应的操作指令，主操作端126将操作指令发送至手术操作端124，在手术操作端124响应于操作指令，控制机械臂125和递送控制部件100执行关联的操作。

在一个实施例中，参考图1，介入手术机器人还包括：视觉单元130，视觉单元130设置于底板101的远端，用于采集目标对象的管腔中的视觉图像；其中，视觉单元130包括直视镜头和侧视镜头，经切换开关对直视镜头和侧视镜头进行切换，以采集不同视角的图像。

其中，视觉单元130表面具有与内窥镜器械通道的入口适配的开口，内窥镜器械通道的出口连接镜头，导丝121从开口进入内窥镜器械通道。在一些实施例中，视觉单元130内部具有固定内窥镜操作手轮131的容置空间。视觉单元130内部还具有电动控制机构，电动控制机构用于对内窥镜操作手轮131进行控制。如图13示出了本申请一实施例中内窥镜操作手轮的结构示意图。在一些实施例中，通过对视觉单元130的控制，能够将内窥镜带有镜头的一端推送到目标位置。镜头可以为图像采集镜头。在一些实施例中，内窥镜操作手轮131上还具有水气开关，视觉单元130内部的电动控制机构还用于控制水气开关，实现喷水和喷气功能。

介入手术机器人还包括切换开关。切换开关可以设置于主操作端126，主操作端126响应于切换开关的切换动作，生成切换指令，从而实现对直视镜头和侧视镜头进行切换，以采集不同视角的图像。

本实施例中，采用视觉单元实现对内窥镜的控制，有利于改善插管困难问题。

在一个实施例中，如图14示出了本申请一实施例中台车的结构示意图。介入手术机器人还包括：台车132，顶面包括滑轨133、滑块134和滑板135。滑板135与滑块134固连，同时滑板135可与机械臂125采用快拆结构连接。台车132顶面下方可通过丝杆螺母或齿轮齿条等传动结构，驱动滑块134直线运动，进而带动机械臂125运动。台车顶面还包括可触控交互的操作屏136，可显示机械臂位姿信息以及提供相应控制按键，方便操作对象在手术操作端进行机械臂连同推送装置的位姿调整。机械臂125包括：基座137、第一连杆138、第二连杆139以及连接递送控制部件100的法兰盘140。第一连杆138和基座137可实现上下运动以及旋转运动，第二连杆139相对于第一连杆138可进行旋转运动。

如图15所示为机械臂快拆结构图。机械臂125的基座137与所连接的台车132上的滑板135采用旋钮锁合的可快速拆装的连接方式。旋钮轴的底部呈一字型，滑板135对应位置设计有与旋钮141外形适配的槽孔，以使旋钮141穿过。滑板135底部在一字槽孔142基础上，绕中心旋转90°另开一字型的浅槽，使底部槽孔整体呈十字型，形成十字槽孔143。滑板135底部槽孔位置设置有限位块144，限位块144上设置有弹性垫145可与旋钮底部接触。限位块144对旋钮141向下按压提供限位，同时也可在旋钮旋转时进行限位，使得旋钮141最多可旋转90°，配合弹性垫145向上的弹性推力，使旋钮141穿过滑板135，旋转90°后刚好可卡进一字型的浅槽之中完成锁合。在一字型的浅槽以及弹性垫145的向上的顶紧作用下，旋钮141可保持锁紧状态；拆机时，向下按压旋钮然后反向旋转旋钮90°即可。此连接方式拆装简单，方便拆装机。

在一个实施例中，提供了一种介入手术机器人的控制方法。

机器复位，操作对象将导丝穿入细长件中，然后将二者一起穿入内窥镜的器械通道中。操作对象进行人工进镜操作，将内窥镜、导丝以及细长件一并推送，可选择性切换直视镜头和侧视镜头，方便进镜至第一目标位置。在一些实施例中，先推送内窥镜至第一目标位置，再将导丝和细长件一并推送至第一目标位置。人工进镜至第二目标位置，操作对象调整台车及机械臂位置，将内窥镜操作手轮嵌入视觉单元中。操作对象在主操作端进行主端操作，手术操作端依据主从控制逻辑，按照操作对象的操作指令进行对应操作，包括：微调内窥镜方向和位置，然后锁定内窥镜，使视野更有利于插管操作。锁定导丝，推送细长件的远端经器械通道移动至第二目标位置，调整细长件的远端方向并推进，进行插管。注射造影剂造影，根据影像信息及智能提示，调整推进细长件的远端至目标分叉口，并根据手术需要使细长件的远端朝向第三目标位置或第四目标位置。锁定细长件，松开导丝，将导丝沿细长件推送至第三目标位置或第四目标位置。锁定导丝，退出细长件，将器械导管沿导丝推送至第三目标位置或第四目标位置，完成后续操作。手术操作端安装有力检测机构，主操作端推杆设计有力反馈机构，根据力感知与力反馈控制算法，传感器能准确获取导丝或者细长件在推进旋转过程中的阻力，并将感知到的力数据发送转换至主操作端推杆机构，使操作对象有直观的操作手感。

其中，如图16所示为主从操作控制流程示意图。主操作端和手术操作端可通过TCP/IP通信直连或公网连接，从而完成两端的数据传递。本系统两端的数据主要有控制数据和图像数据两路。其中，控制数据一路可将操作对象操作各交互装置的控制信号传递至手术操作端执行，以及将手术操作端各感知模块的信号传递给主操作端以提供反馈，包括导丝和细长件推进的力反馈、导丝、细长件的位置信息等。图像数据一路用于传递主操作端与手术操作端的图像信息，使操作对象在主操作端操作时可直观获取目标对象的病灶等相关图像信息。

其中，如图17所示为介入手术机器人力感知和力反馈的流程示意图。手术操作端的导丝与细长件在目标对象的管腔内推进时，由于相关推进机构安装有力检测结构，可实时感知导丝在推进及旋转过程中的阻力以及细长件在推进时的阻力。在手术操作端的上位机将力传感器信号处理后，通过远程通信发送给主操作端。在主操作端，一方面力检测结构监测到的力值可在影像显示设备进行实时显示，以提示操作对象，并在数值过大时报警；另一方面，力值数据发送给比例积分控制器，进而转换为推杆上电机扭矩进行输出，使操作对象推动或旋转推杆时，有直观的力反馈感受。

其中，如图18所示为系统旋转流程图。操作对象根据需要通过模式切换脚踏设备，选择推杆或者摇杆在手术操作端的控制对象为内窥镜、导丝或者器械导管。然后操作对象通过旋转推杆，发送命令给手术操作端的控制器，进而控制各器械的驱动电机进行以下操作：当需要旋转内窥镜时，需要各机构均保持夹紧状态，机械臂带动推送装置进行整体旋转，避免单独旋转内镜时由于器械通道与内镜插入部存在角度，拉扯器械通道内其他器械呈圆锥形旋转，产生危险；当需要旋转导丝时，送丝机构夹爪夹紧导丝，然后圆形滑轨进行旋转运动即可；当需要旋转器械导管时，两个摩擦轮夹紧导管，然后进行上下搓捻运动，实现器械导管的旋转。

其中，如图19所示为系统推进流程图。与系统旋转流程类似，通过脚踏选择控制对象，并操作推杆发送控制命令给手术操作端。当需要内窥镜进退时，视觉单元将内窥镜锁紧，其他器械夹持机构松开，然后机械臂基座连接的滑块移动，带动内窥镜进退其他器械不会被带动。当需要导丝进退时，气爪夹紧导丝，然后圆形滑轨底座连接滑块移动，驱动导丝进退。当需要器械导管进退时，摩擦轮夹紧导丝然后相对旋转，驱动器械导管前进和后退。

其中，如图20所示为蛇骨导管的控制流程图。操作对象可通过摇杆控制细长件远端蛇骨结构的弯曲和转向，通过推杆控制蛇骨结构的进退。操作对象操作所产生的蛇骨结构位姿信号发送给主操作端的控制器，然后通过主从通信发送给手术操作端的控制器，分别控制蛇骨结构控制丝的驱动电机和控制机构的控制底座所连接的丝杠电机。通过蛇骨电机牵拉蛇骨结构的控制丝，实现蛇骨的弯曲和转向，相较于以往操作对象通过调整内窥镜、抬钳器和导管三者配合调向更加方便简单。通过丝杠电机带动控制机构的控制底座直线运动，可完成细长件的进退。

其中，如图21所示为内窥镜的切换控制方法流程示意图。开启内窥镜设备，图像系统初始化后，默认调用直视镜头与侧视镜头采集两路视频流数据并于主操作端显示屏分区同步显示，以方便操作对象边进镜边诊疗的术前检查或其他操作等。同时，考虑到操作对象在不同操作阶段对视野的主要需求不同，在不同场景下需要对操作位置精准判断定位等，本申请提供直视镜头与侧视镜头的切换控制功能，将单一视野在单屏显示。如：当操作对象在进镜操作时，对进镜前方视野需求更大，可经切换开关发送切换指令，通过主从通信发送至手术操作端，调用直视镜头视野显示进镜前方的人体组织环境，从而解决当前手术时主要依赖侧视镜头进镜方式下造成的进镜不便性，可降低经验技巧依赖度。当进镜至第一目标位置时，操作对象可于主操作端进行图像切换，调用侧视镜头从而更直观的获取图像信息，便于寻找第二目标位置。以上根据操作对象不同操作需求提供的双目镜头切换与同步显示方案，可减少手术时间，方便操作对象进镜操作。

其中，主操作端包括图像处理模块。如图22所示为图像增强显示的流程图。术前，介入手术机器人能够对目标对象的MRCP(Magnetic ResonanceCholangiopancreatography，磁共振胰胆管造影)检查影像进行图像自动分割和三维重建。术中，对实时获取的DSA(Digital Subtraction Angiography，数字减影血管造影)二维影像和术前三维重建图像进行二维和三维配准，从而对术中二维影像进行实时增强显示，标注出目标病灶位置，辅助主操作对象观察操作，降低经对验的依赖程度。

上述介入手术机器人的控制方法，主操作端和手术操作端的设置方法，避免操作对象和目标对象受射线辐射、进镜视野受限、插管困难等问题。采用控制机构控制细长件弯曲和转向，同时装载驱动内窥镜的视觉单元、器械导管、导丝等至少三组器械，减少器械空间占用，方便操作对象进行进镜以及插管操作，解决插管难问题。采用直视镜头和侧视镜头，进镜时视野更开阔，图像处理模块可提供目标对象的管腔和目标位置的显示标注，更方便操作对象进行信息判断与操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种介入手术机器人，其特征在于，所述介入手术机器人包括：递送控制部件，所述递送控制部件包括：

底板；

推送装置，所述推送装置设置于所述底板一侧；

细长件和控制机构，所述细长件的近端与所述控制机构连接，所述控制机构设置于所述推送装置一侧；

其中，所述推送装置用于带动所述控制机构移动，所述控制机构用于控制所述细长件的远端在目标对象的管腔中的弯曲和转向。

2.根据权利要求1所述的介入手术机器人，其特征在于，所述细长件的远端包括蛇骨结构和穿设于所述蛇骨结构中的若干控制丝，若干所述控制丝还和所述控制结构连接，所述控制机构控制若干所述控制丝改变所述蛇骨结构的弯曲和转向，以使得所述细长件的远端部分弯曲和转向。

3.根据权利要求2所述的介入手术机器人，其特征在于，所述细长件包括中空状的外层结构和内层结构，所述外层结构套设于所述内层结构外部，并与所述内层结构之间形成收纳腔，所述蛇骨结构位于所述收纳腔对应于所述细长件的远端的区域，所述若干控制丝自所述收纳腔向所述细长件的近端延伸并与所述控制机构传动连接。

4.根据权利要求3所述的介入手术机器人，其特征在于，所述内层结构包括中空腔和设置于所述中空腔中的分隔层，所述分隔层沿着所述细长件的轴向延伸，于径向方向上将所述中空腔分为相互独立的第一腔室和第二腔室。

5.根据权利要求2所述的介入手术机器人，其特征在于，所述推送装置包括直线滑轨和传动机构；

所述控制机构包括控制底座，所述控制底座与所述传动机构活动连接，所述传动机构驱动所述控制底座沿所述直线滑轨往复移动。

6.根据权利要求5所述的介入手术机器人，其特征在于，所述控制机构还包括上部驱动机构，所述上部驱动机构与所述若干控制丝传动连接，其中，所述上部驱动机构与所述控制底座可拆卸的电连接。

7.根据权利要求6所述的介入手术机器人，其特征在于，所述上部驱动机构包括：若干导向组件，每一导向组件包括依序设置的张紧轮和绕线轮，所述控制丝自所述细长件的近端伸出经所述张紧轮缠绕固定至所述绕线轮，其中，所述控制丝从所述细长件的近端沿着至所述张紧轮的部分与所述细长件的内层结构的表面之间的夹角位于0-15°之间。

8.根据权利要求5所述的介入手术机器人，其特征在于，还包括：设置于所述直线滑轨近端的导丝递送机构和设置于所述直线滑轨远端的器械导管递送机构；

其中，所述导丝递送机构与所述传动机构活动连接，所述传动结构驱动所述导丝递送机构沿着所述滑轨往复移动，所述导丝递送机构还用于控制导丝于所述细长件的内管腔中移动至目标位置；

所述器械导管递送机构用于控制器械导管沿所述导丝移动至目标位置，执行与所述器械导管对应的器械操作。

9.根据权利要求8所述的介入手术机器人，其特征在于，还包括：通讯连接的力检测机构和主操作端，所述力检测机构设置于所述控制机构以及所述导丝递送机构内，用于检测所述细长件和所述导丝在目标对象的管腔中移动时的阻力，所述阻力通过视觉反馈和/或触觉反馈发送至所述主操作端。

10.根据权利要求1所述的介入手术机器人，其特征在于，还包括：手术操作端，所述手术操作端包括多自由度的机械臂，所述递送控制部件可拆卸的安装于所述机械臂的末端；以及

主操作端，所述主操作端和所述手术操作端通讯连接，所述主操作端包括若干控制部件，操作所述若干控制部件以产生操作指令，所述操作指令被发送至所述手术操作端，控制所述机械臂和所述递送控制部件执行关联的操作。

11.根据权利要求1所述的介入手术机器人，其特征在于，还包括：视觉单元，所述视觉单元设置于所述底板的远端，用于采集目标对象的管腔中的视觉图像；

其中，所述视觉单元包括直视镜头和侧视镜头，经切换开关对所述直视镜头和所述侧视镜头进行切换，以采集不同视角的图像。