CN117045938A - 导丝导管输送装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，提供了一种导丝导管输送装置及控制系统，包括输送机构、驱动机构以及力传感器，在驱动机构的驱使下输送机构能够驱使导丝或导管进给和回撤的动作，本发明能够通过远端的控制端手柄控制导丝或导管的进给和回撤操作，最终控制导丝或导管头部在人体内自然腔道的进退和配套手术，同时电机底部的力传感器能精确的反馈导丝或导管进给时的推力或回撤时拉力，推拉力数据能实时呈现并同步反馈给远端的控制手柄，医生操作时可以根据推拉力大小做判断并进行下一步操作，解决了ERCP手术长期辐射对医生造成的伤害，减少医生操作时的手部颤动，降低工作强度，减少操作人员，提高手术成功率。

Description

导丝导管输送装置及控制系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种导丝导管输送装置及控制系统。

背景技术

ERCP是一种非常成熟的内镜微创治疗胆胰系统疾病的技术，也叫做经内镜逆行性胰胆管造影术。ERCP可用于诊断和治疗胆结石、胆梗阻、胆管炎、胆肿瘤、胰腺肿瘤等疾病。在手术的过程中，将一条十二指肠镜插入患者的十二指肠降部，在活检管道中插入造影导管到十二指肠乳头开口处，接着注入造影剂，在x光线片下观察胰胆管的具体情况，确定是否存在病变，然后进行相应的手术。

ERCP手术创伤小、手术时间短、并发症少、安全性高等。这种手术属于微创手术，手术创伤非常小，不会给患者带来太多的痛苦，术后恢复也比较快。但是，ERCP手术需要在X射线的辅助下完成，手术医生必须长期暴露于X射线下，国内的ERCP手术都是由医生及其团队手工操作完成，手术时操作人员需要穿戴厚重的防辐射服，且手臂部分需外露操作无法进行防辐射保护，经年累月长期的手术辐射会对操作人员造成严重的辐射伤害。同时，手术过程中，医生及操作人员难以保证手不抖动，插入人体器械定位后发生移位的情况时有发生，增加了手术的风险。另外，现有ERCP手术需要的操作及协作人员多，在本就空间不大的手术室内略显拥堵，医生及操作人员需成天站立进行手术，工作强度大，容易疲劳，进而影响手术精确性甚至导致出错。

为了解决以上暴露在X射线下操作人员伤害、手术风险等问题，缓解介入手术医生的工作环境，亟待开发一种ERCP手术机器人代替医生完成手术，医生通过远程操作或遥控操作的方式，在无X射线的环境中控制ERCP手术机器人完成手术。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种导丝导管输送装置。

根据本发明提供的一种导丝导管输送装置，包括输送机构、驱动机构以及力传感器；

所述输送机构包括第一壳体、与第一壳体滑动配合的第二壳体、布置在所述第一壳体和第二壳体之间的弹性体以及一端铰接在所述第一壳体端部的翻盖，所述第一壳体中布置有主驱动轮、布置在所述主驱动轮两侧并均与所述主驱动轮驱动相连的第一驱动轮、第二驱动轮以及第一编码器轮，所述第二壳体中设置有分别与第一驱动轮、第二驱动轮、第一编码器轮正对布置的第一从动轮、第二从动轮、第二编码器轮；

所述第一壳体的两端均具有放置孔，所述翻盖能够在扣合状态和完全打开状态之间切换，当所述翻盖处于完全打开状态时，在所述弹性体的驱使下第一壳体和第二壳体做远离运动进而使得第一驱动轮与第一从动轮之间、第二驱动轮与第二从动轮之间、第一编码器轮和第二编码器轮之间均形成呈直线布置并正对所述放置孔的间隙，所述间隙用于放置功能导件且布置在所述间隙中的功能导件的两端通过所述放置孔延伸到输送机构的外部；当所述翻盖从完全打开状态调整至扣合状态时，在所述翻盖的挤压下所述第二壳体朝向所述第一壳体运动进而使得所述功能导件被驱动轮和从动轮、第一编码器轮和第二编码器轮夹紧；

所述驱动机构的一端连接力传感器，所述驱动机构的另一端与主驱动轮驱动连接，当所述驱动机构带动主驱动轮转动时，所述主驱动轮驱使第一驱动轮、第二驱动轮同步转动进而带动所述功能导件沿轴向运动并带动所述第一编码器轮和第二编码器轮转动。

优选地，所述第一壳体和第二壳体之间设置有防止第二壳体离开第一壳体的限位结构。

优选地，所述第一驱动轮、第二驱动轮、第一从动轮、第二从动轮的周向均配置有硅胶层。

优选地，所述硅胶层上配置有呈阵列布置的硅胶孔。

优选地，所述翻盖上配置有多个呈直线布置的凸起，当所述翻盖从完全打开状态调整至扣合状态时所述凸起能够将所述功能导件压入所述间隙中。

优选地，所述输送机构的外壳与驱动机构的外壳磁力相连。

优选地，所述驱动机构的顶部具有基座，基座为磁性材料制作，第一壳体的底部设置有磁铁，所述第一壳体能够磁性装配到所述基座上。

优选地，所述第一驱动轮、第二驱动轮均通过与自身相连的齿轮与所述主驱动轮驱动相连。

优选地，所述弹性体为弹簧，所述第一壳体的内部具有第一容纳管，所述第二壳体的内部具有第二容纳管，所述弹簧的一端延伸到第一容纳管的内部，所述弹簧的另一端延伸到第二容纳管的内部。

根据本发明提供的一种控制系统，包括控制器以及所述的导丝导管输送装置，第一编码器轮和第二编码器轮均连接编码器，所述编码器、驱动机构、力传感器分别与控制器信号连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过远端的控制端手柄，控制导丝或导管的进给和回撤操作，最终控制导丝或导管头部在人体内自然腔道的进退和配套手术，同时，电机底部的力传感器能精确的反馈导丝或导管进给时的推力或回撤时拉力，推拉力数据能实时呈现并同步反馈给远端的控制手柄，医生操作时可以根据推拉力大小做判断并进行下一步操作，解决了ERCP手术长期辐射对医生造成的伤害，减少医生操作时的手部颤动，降低工作强度，减少操作人员，提高手术成功率。

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为本发明在侧上方的一个位置观察时的结构示意图；

图2为本发明在侧上方的另一个位置观察时的结构示意图；

图3为输送机构和驱动机构分离时的结构示意图；

图4为翻盖的结构示意图；

图5为本发明的仰视结构示意图；

图6为本发明的正面结构示意图；

图7为图6的A-A向剖面结构示意图；

图8为图6的B-B向剖面结构示意图；

图9为第二壳体中一部分的结构示意图。

图中示出：

输送机构1

第一壳体11

支耳111放置孔112

第一编码器轮113第一容纳管114磁铁115

第二壳体12

第一从动轮121

第二从动轮122

第二编码器轮123第二容纳管124限位台125翻盖13

凸起131铰接板132操作板133弹簧14驱动机构2电机21主驱动轮211第一驱动轮212第二驱动轮213基座22力传感器3功能导件4硅胶层5

硅胶孔51

间隙6编码器7

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明还提供一种导丝导管输送装置，如图1、图2所示，包括输送机构1、驱动机构2以及力传感器3，输送机构1包括第一壳体11、与第一壳体11滑动配合的第二壳体12、布置在第一壳体11和第二壳体12之间的弹性体以及一端铰接在第一壳体11端部的翻盖13，具体地，如图4所示，第一壳体11上具有间隔布置的两个支耳111，支耳111上具有铰接孔，翻盖13的一端设置有铰接板132，翻盖13的另一端设置有操作板133，铰接板132的端部设置有转轴，转轴的两端分别延伸到两个铰接孔中，手捏操作板133即可将翻盖13打开或扣合。翻盖13可以在拉开后再翻开，不会掉落，翻开后导丝导管可方便放到位。

第一壳体11中布置有主驱动轮211、布置在主驱动轮211两侧并均与主驱动轮211驱动相连的第一驱动轮212、第二驱动轮213以及第一编码器轮113，第二壳体12中设置有分别与第一驱动轮212、第二驱动轮213、第一编码器轮113正对布置的第一从动轮121、第二从动轮122、第二编码器轮123。第一壳体11的两端均具有放置孔112，翻盖13能够在扣合状态和完全打开状态之间切换，当翻盖13处于完全打开状态时，在弹性体的驱使下第一壳体11和第二壳体12做远离运动进而使得第一驱动轮212与第一从动轮121之间、第二驱动轮213与第二从动轮122之间、第一编码器轮113和第二编码器轮123之间形成呈直线布置并正对放置孔112的间隙6，间隙6用于放置功能导件4且布置在间隙6中的功能导件4的两端通过放置孔112延伸到输送机构1的外部；当翻盖13从完全打开状态调整至扣合状态时，在翻盖13的挤压下第二壳体12朝向第一壳体11运动进而使得功能导件4被驱动轮和从动轮、第一编码器轮113和第二编码器轮123夹紧，其中，功能导件4为导丝或者导管，弹性体优选为弹簧14。需要说明的是，翻盖13上配置有多个呈直线布置的凸起131，如图4所示，当翻盖13从完全打开状态调整至扣合状态时凸起131能够将功能导件4压入间隙6中，使得导丝或导管稳定保持在间隙6中。

进一步地，驱动机构2的一端连接力传感器3，驱动机构2的另一端与主驱动轮211驱动连接，当驱动机构2带动主驱动轮211转动时，主驱动轮211驱使第一驱动轮212、第二驱动轮213同步转动，由于功能导件4被夹紧在第一驱动轮212与第一从动轮121之间、第二驱动轮213与第二从动轮122之间、第一编码器轮113和第二编码器轮123之间，第一驱动轮212转动带动功能导件4运动进而带动第一从动轮121转动，同理，第二驱动轮213转动带动功能导件4运动进而带动第二从动轮122转动，当功能导件4运动运动时也同时带动第一编码器轮113和第二编码器轮123转动，需要注意的是，第一编码器轮113和第二编码器轮123中其中一个为编码器主轮，另一个为编码器从轮，编码器主轮和编码器从轮一起旋转从而将转速反馈给编码器，可测得导丝或导管的运动速度。具体地，驱动机构2包括电机21，通过电机21驱动主驱动轮211转动进而实现各个轮转动的输送效果。

具体地，第一壳体11的内部具有第一容纳管114，第二壳体12的内部具有第二容纳管124，弹簧14的一端延伸到第一容纳管114的内部，弹簧14的另一端延伸到第二容纳管124的内部。

第一壳体11和第二壳体12之间设置有防止第二壳体12离开第一壳体11的限位结构，在一个可能的实施例中，第二壳体12的两侧具有限位台125，第一壳体11内部的两侧具有匹配限位台125的滑动槽，如图9所示，装配在一起的第一壳体11和第二壳体12，限位台125正好装配到滑动槽中，滑动槽沿第二壳体12滑动的方向延伸，既能够起到引导第二壳体12滑动的作用，同时，又能够起到限位的作用，能够防止第二壳体12脱离第一壳体11。

第一驱动轮212、第二驱动轮213、第一从动轮121、第二从动轮122的周向均配置有硅胶层5，硅胶层5上配置有呈阵列布置的硅胶孔51，能够增强轮圈的摩擦力，更容易驱动导丝导管运动。

输送机构1的外壳与驱动机构2的外壳磁力相连，驱动机构2的顶部具有基座22，基座22为磁性材料制作，例如基座22为430不锈钢，第一壳体11的底部设置有磁铁115，第一壳体11放到基座21上后可快速吸住，即第一壳体11能够通过磁性快速装配到基座22上，使用方便，便于拆装。

如图7所示，第一驱动轮212、第二驱动轮213均通过与自身相连的齿轮与主驱动轮211驱动相连，具体地，第一驱动轮212、第二驱动轮213均同轴配置有齿轮，并与主驱动轮211啮合相连，使得主驱动轮211转动时能够同时驱动两个齿轮转动进而带动第一驱动轮212、第二驱动轮213同时转动，为导丝导管的运动提供驱动力。与电机21相连的主驱动轮211通过齿轮带动电机从动轮一起旋转，从而驱动导丝或导管前进和后退，驱动力更强，不易打滑。

本发明还提供了一种控制系统，包括控制器以及导丝导管输送装置，第一编码器轮113和第二编码器轮123均连接编码器7，编码器7、驱动机构2、力传感器3分别与控制器信号连接，在实际应用中，编码器7、力传感器3采集到的信息反馈到控制器中，控制器根据实际需求控制驱动机构2运行，通过该控制系统能够实现远程操作或遥控操作，使得操作人员在无X射线的环境中远程控制导丝导管输送装置完成手术，降低了手术风险，有效避免医生在辐射环境中操作。需要说明的是，控制器可为PC机、智能手机、遥控器和/或控制端手柄等，具体根据实际的场景灵活选择。

本发明的工作原理如下：

首先将翻盖13打开，将导丝或导管对准间隙6并放入到间隙6中，导丝或导管的两端通过放置孔112延伸到装置的外部，此时将翻盖13调整至扣合状态，由于翻盖13上具有多个凸起131，在扣合时凸起131挤压导丝或导管，将导丝或导管挤压定位到间隙6的内部，此时导丝或导管的两侧与驱动轮和从动轮紧密接触，并与编码器从轮和编码器主轮紧密接触，通过控制器控制电机21启动，电机21带动主驱动轮211转动，主驱动轮211同步带动第一驱动轮212、第二驱动轮213转动，进而带动导丝或导管朝向驱动轮转动的方向运动，即通过控制电机21的正转或反转进而能够控制导丝或导管进给和回撤的动作。在导丝或导管运动的同时，第一从动轮121、第二从动轮122也同步跟随转动，同时也带动编码器从轮和编码器主轮转动，此时编码器7可获得导丝或导管的运动速度，力传感器3能够获得导丝导管驱动时的施力信息，使得手术过程中操作更加精准，提高手术质量。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种导丝导管输送装置，其特征在于，包括输送机构(1)、驱动机构(2)以及力传感器(3)；

所述输送机构(1)包括第一壳体(11)、与第一壳体(11)滑动配合的第二壳体(12)、布置在所述第一壳体(11)和第二壳体(12)之间的弹性体以及一端铰接在所述第一壳体(11)端部的翻盖(13)，所述第一壳体(11)中布置有主驱动轮(211)、布置在所述主驱动轮(211)两侧并均与所述主驱动轮(211)驱动相连的第一驱动轮(212)、第二驱动轮(213)以及第一编码器轮(113)，所述第二壳体(12)中设置有分别与第一驱动轮(212)、第二驱动轮(213)、第一编码器轮(113)正对布置的第一从动轮(121)、第二从动轮(122)、第二编码器轮(123)；

所述第一壳体(11)的两端均具有放置孔(112)，所述翻盖(13)能够在扣合状态和完全打开状态之间切换，当所述翻盖(13)处于完全打开状态时，在所述弹性体的驱使下第一壳体(11)和第二壳体(12)做远离运动进而使得第一驱动轮(212)与第一从动轮(121)之间、第二驱动轮(213)与第二从动轮(122)之间、第一编码器轮(113)和第二编码器轮(123)之间均形成呈直线布置并正对所述放置孔(112)的间隙(6)，所述间隙(6)用于放置功能导件(4)且布置在所述间隙(6)中的功能导件(4)的两端通过所述放置孔(112)延伸到输送机构(1)的外部；当所述翻盖(13)从完全打开状态调整至扣合状态时，在所述翻盖(13)的挤压下所述第二壳体(12)朝向所述第一壳体(11)运动进而使得所述功能导件(4)被驱动轮和从动轮、第一编码器轮(113)和第二编码器轮(123)夹紧；

所述驱动机构(2)的一端连接力传感器(3)，所述驱动机构(2)的另一端与主驱动轮(211)驱动连接，当所述驱动机构(2)带动主驱动轮(211)转动时，所述主驱动轮(211)驱使第一驱动轮(212)、第二驱动轮(213)同步转动进而带动所述功能导件(4)沿轴向运动并带动所述第一编码器轮(113)和第二编码器轮(123)转动。

2.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述第一壳体(11)和第二壳体(12)之间设置有防止第二壳体(12)离开第一壳体(11)的限位结构。

3.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述第一驱动轮(212)、第二驱动轮(213)、第一从动轮(121)、第二从动轮(122)的周向均配置有硅胶层(5)。

4.根据权利要求3所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述硅胶层(5)上配置有呈阵列布置的硅胶孔(51)。

5.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述翻盖(13)上配置有多个呈直线布置的凸起(131)，当所述翻盖(13)从完全打开状态调整至扣合状态时所述凸起(131)能够将所述功能导件(4)压入所述间隙(6)中。

6.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述输送机构(1)的外壳与驱动机构(2)的外壳磁力相连。

7.根据权利要求6所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述驱动机构(2)的顶部具有基座(22)，基座(22)为磁性材料制作，第一壳体(11)的底部设置有磁铁(115)，所述第一壳体(11)能够磁性装配到所述基座(22)上。

8.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述第一驱动轮(212)、第二驱动轮(213)均通过与自身相连的齿轮与所述主驱动轮(211)驱动相连。

9.根据权利要求1所述的导丝导管输送装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧(14)，所述第一壳体(11)的内部具有第一容纳管(114)，所述第二壳体(12)的内部具有第二容纳管(124)，所述弹簧(14)的一端延伸到第一容纳管(114)的内部，所述弹簧(14)的另一端延伸到第二容纳管(124)的内部。

10.一种控制系统，其特征在于，包括控制器以及权利要求1至9中任一项所述的导丝导管输送装置，第一编码器轮(113)和第二编码器轮(123)均连接编码器(7)，所述编码器(7)、驱动机构(2)、力传感器(3)分别与控制器信号连接。