CN218106040U - 一种手术机器人的导管座和手术机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种手术机器人的导管座和手术机器人，涉及医疗器械技术领域，手术机器人的导管座用于连接手术机器人和介入导管，包括：座体，所述座体上设置有至少一个滑轨结构，所述滑轨结构内设置有滑块，所述滑块用于和介入导管的拉线连接，通过所述滑块在所述滑轨结构内滑动，以带动所述拉线运动，控制所述介入导管一端的弯曲。实现了手术机器人通过介入导管对手术的操作，且能够方便、灵活地调节介入导管的弯曲，便于操作。

Description

一种手术机器人的导管座和手术机器人

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种手术机器人的导管座和手术机器人。

背景技术

介入手术治疗指的是一种微创性治疗，术者在影像设备的导引下，在不用切开人体组织的前提下，通过小的穿刺点，将小尺寸或很小尺寸的导管、导丝等器械引入人体，对患者局部病变处进行治疗。因其具有创伤小、无需开刀、治疗效果好、患者恢复快等优点，是未来医学的发展趋势。

传统的介入手术，往往是通过输送系统实现的，输送系统一般是由远端的介入体内的导管以及近端的操控导管的手柄两部分组成；术者通过操控输送系统来完成介入手术。介入手术对术者的技能和经验要求比较高，此外针对血管尺寸小，通路复杂多变，手术步骤繁琐，时间较长，危险性极高的颅内介入治疗，会对术者体力和经验有更高的要求。同时，传统的介入手术，术者会长时间暴露于X射线辐射下。

近年来随着机器人在医疗行业的发展，医疗机器人的研究和产品开发持续性推进，手术机器人是医疗机器人范畴中占比最大也是最重要的领域。而作为手术机器人中的重要部分，手术机器人能够根据医疗图像快速、准确地通过复杂的通路，进行精确定位，精准的执行持续性动作，进而完成介入治疗。能隔离医患，极大减小术者的辐射。但介于手术机器人目前处于研发阶段，多项控弯导管的设计制作、手术机器人和导管的连接导管座也是现在研究的难点和重点。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种手术机器人的导管座和手术机器人，手术机器人的导管座用于将介入导管和手术机器人连接，通过介入导管端部的弯曲方向，从而实现手术机器人对手术的操作。

本申请实施例的一方面，提供了一种手术机器人的导管座，用于连接手术机器人和介入导管，包括座体，所述座体上设置有至少一个滑轨结构，所述滑轨结构内设置有滑块，所述滑块用于和介入导管的拉线连接，通过所述滑块在所述滑轨结构内滑动，以带动所述拉线运动，控制所述介入导管一端的弯曲。

可选地，所述座体上均布有多个所述滑轨结构，每个所述滑轨结构内设置一个所述滑块，所述滑轨结构至少包括滑槽或滑杆；所述介入导管的一端穿入所述座体的中心、另一端伸出所述座体，所述介入导管穿入所述座体中心的一端还设置有多根所述拉线以分别对应多个所述滑块，所述拉线的一端和对应的所述滑块固定、另一端和所述介入导管固定。

可选地，还包括多个驱动件以分别对应多个所述滑块，所述驱动件和对应的所述滑块连接，以为所述滑块提供滑动的驱动力。

可选地，还包括多个传动杆，多个所述驱动件、多个所述传动杆与多个所述滑块一一对应，所述驱动件通过所述传动杆和所述滑块连接；所述驱动件为直线电机。

可选地，所述导管座通过无菌隔离组件和所述手术机器人连接。

可选地，所述座体为圆柱形座体，多个所述滑轨结构沿所述座体圆周均布；还包括用于设置多个所述驱动件和所述座体的平板。

可选地，所述驱动件的输出端和安装套连接，通过所述安装套连接所述传动杆，所述安装套垂直于所述驱动件的输出端设置。

可选地，所述座体为矩形座，多个所述滑轨结构沿所述座体的中心轴对称分布。

可选地，所述无菌隔离组件包括夹持在所述座体外的U形架，多个所述驱动件设置在所述U形架上。

本申请实施例的另一方面提供一种手术机器人，包括上述的手术机器人的导管座。

本申请实施例提供的手术机器人的导管座和手术机器人，手术机器人的导管座用于连接手术机器人和介入导管，其包括座体，座体上设置有至少一个滑轨结构，滑轨结构内设置有滑块，滑块和介入导管的拉线连接，通过滑块在滑轨结构内滑动，可以带动拉线运动，拉线运动可以控制介入导管一端弯曲，进而弯曲端引入人体以进行手术。通过本申请实施例提供的手术机器人的导管座，实现了手术机器人通过介入导管对手术的操作，且能够方便、灵活地调节介入导管的弯曲，便于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实施例提供的介入导管四向调弯图；

图2是本实施例提供的介入导管四向调弯示意图；

图3是本实施例提供的传动结构传动示意图之一；

图4是本实施例提供的传动结构传动示意图之二；

图5是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之一；

图6是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之二；

图7是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之三；

图8是本实施例提供的角度和力关系示意图；

图9是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之四；

图10是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之五；

图11是本实施例提供的直线电机连接示意图；

图12是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之六；

图13是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之七；

图14是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之八；

图15是本实施例提供的手术机器人的导管座结构示意图之九。

图标：10-介入导管；11-管体；12、121、122-拉线；20-座体；21-滑轨结构；22、221、222、223、224-滑块；231、232、233、234-传动杆；24-平板；251、252、254-直线电机；2511-电机本体、2512-安装套；31-座体；321、322、323、324-滑块；341、342-直线电机；33-U形架；h1、h2-被拉伸长度。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

手术机器人作为医疗机器人中的重要部分，其能够根据医疗图像快速、准确地通过复杂的通路，进行精确定位，精准的执行持续性动作，进而完成介入治疗；还能隔离医患，极大减小术者的辐射。但手术机器人目前处于研发阶段，多项控弯导管的设计制作、手术机器人和导管的连接导管座也是现在研究的难点和重点。同时在手术机器人领域，如何实现无菌隔离是首要需要考虑的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供一种手术机器人的导管座，在滑动传动的原理上，通过导管座的结构设置，用来将介入导管10和手术机器人连接，从而实现手术机器人通过介入导管10对手术的操作，同时通过导管座的其他结构的设置，能够实现导管座、导管等部分和手术机器人的无菌屏障。

具体地，本申请实施例提供一种手术机器人的导管座，用于连接手术机器人和介入导管10，包括：座体20，座体20上设置有至少一个滑轨结构21，滑轨结构21内设置有滑块22，滑块22用于和介入导管10的拉线12连接，通过滑块22在滑轨结构21内滑动，以带动拉线12运动，控制介入导管10一端的弯曲。

滑轨结构21和滑块22的数量对应，滑块22设置在滑轨结构21内以在滑轨结构21内移动。滑块22和介入导管10的拉线12连接，当滑块22在滑轨结构21内滑动时，带动拉线12运动，拉线12运动会驱使介入导管10的一端受力弯曲，从而便于弯曲端引入人体进行手术。

拉线12的数量也和滑块22的数量对应，当拉线12只有一根时，介入导管10朝一个方向弯曲；当要实现介入导管10可朝不同的多个方向弯曲时，则对应设置相应数量的拉线12即可。本申请的座体20上设置有至少一个滑轨结构21，当滑轨结构21为一个时，滑块22的数量对应为一个，拉线12的数量也为一个，可实现介入导管10一个方向的弯曲；当然，滑轨结构21的数量可以有多个，可以是三个、四个、八个等等，则相应地，介入导管10可以朝三个方向、四个方向和八个方向弯曲。

示例地，如图1所示，以介入导管10朝四个方向弯曲为例，介入导管10分为管体11和拉线12，其外径尺寸可以是3F/6F/10F(1mm＝3F)，但不仅限于这几种尺寸，该介入导管10长度根据手术的通路路径所决定。介入导管10的控弯原理为：介入导管10中埋有拉线12，其中拉线12可以为金属不锈钢、合金、高分子材料等制作而成，拉线12的远端和管体11的远端固定，可通过胶粘、焊接、机械结合等方式固定，同时管体11远端结构设计为可弯曲的结构设计，管体11具体可以为海波管、蛇骨管、弹簧管等，如图2所示，近端对拉线12施加一定的拉力(拉线12近端被拉伸长度h1)，力会作用在导管远端，如图2所示，管体11远端则会弯曲，若进一步拉伸拉线12(拉线12近端被拉伸长度h2)，导管的弯曲角度会加大(如：45°、90°、180°等)。由此实现通过拉线12使介入导管10弯曲。

本申请实施例提供的手术机器人的导管座(下述称为导管座)，用于连接手术机器人和介入导管10，其包括座体20，座体20上设置有至少一个滑轨结构21，滑轨结构21内设置有滑块22，滑块22和介入导管10的拉线12连接，通过滑块22在滑轨结构21内滑动，可以带动拉线12运动，拉线12运动可以控制介入导管10一端弯曲，进而弯曲端引入人体以进行手术。通过本申请实施例提供的手术机器人的导管座，实现了手术机器人通过介入导管10对手术的操作，且能够方便、灵活地调节介入导管10的弯曲，便于操作。

具体地，本申请实施例提供的导管座，其工作原理基于滑轨滑块22传动，图3和图4分别示出了两种滑块22滑轨传动的示意图，滑轨结构21至少包括滑槽或滑杆，当然还有其他可滑动结构，并不以滑槽或滑杆为限，本申请以滑轨结构21为滑槽为例，图3中的滑轨结构21为燕尾槽，图4中的滑轨结构21为矩形槽，滑块22的结构匹配设置。本申请实施例提供的导管座，其滑轨结构21和滑块22的设置方式包括但不仅限于上述两种滑块22滑轨传动，换言之，本申请实施例提供的导管座，涵盖所有的滑轨结构21滑块22的传动方式；而介入导管10上的拉线12和滑块22连接，可采用螺纹、粘接、焊接等方式，滑块22在滑轨结构21内滑动，会带动拉线12的直线运动，进而对介入导管10进行控弯。

进一步地，如图5所示，座体20上均布有多个滑轨结构21，每个滑轨结构21内设置一个滑块22；介入导管10的一端穿入座体20的中心、另一端伸出座体20，介入导管10穿入座体20中心的一端还设置有多根拉线12以分别对应多个滑块22，拉线12的一端和对应的滑块22固定、另一端和介入导管10固定。

在本申请的一个实施例中，座体20为圆柱形的座体20，如图6所示，导管座上设置含有四个滑轨的滑轨结构21，该导管座在圆周方向上每90°开滑轨结构21，每个滑轨结构21内对应设置一滑块22，可采用图4所示的传动方式，滑块22可在滑轨结构21中直线滑动，为减少滑动摩擦，滑轨结构21和滑块22可以选用摩擦系数小的高分子材料如：聚甲醛(POM)、聚四氟乙烯(PTFE)等，或者选用表面粗糙度很低的金属材料，包括但不仅限于以上材料。

导管座还包括多个驱动件以分别对应多个滑块22，驱动件和对应的滑块22连接，以为滑块22提供滑动的驱动力。

基于四向调弯的介入导管10，四向调弯的介入导管10中四根拉线12分别穿过导管座中的通过孔，图7示出了其中的两根拉线121、拉线122，将四根拉线12分别固定于滑块221、滑块222、滑块223、滑块224上，然后四个滑块22分别和四个直线电机连接，四个直线电机作为驱动件可提供拉力，进而拉动滑块22和拉线12，实现介入导管10的四向调弯。

此外，根据力的传递，当有些特殊的控弯用途，需要拉线12的拉力较大时，这就要求直线电机扭矩力的传递效率较高。如图8所示，通过改变拉线12和介入导管10的夹角，可以提高拉力的传递效率，保持直线电机的拉力固定为F0时，当拉线12和介入导管10的夹角为A时，直线电机直接作用在介入导管10的拉力为F1，减小两者的夹角，当拉线12和介入导管10的夹角为A’时，直线电机直接作用在介入导管10的拉力为F2，且F2＞F1。因此可以使用本申请的导管座将介入导管10和手术机器人进行连接，完成手术。

此外，还采用传动杆进行传动。具体地，导管座还包括多个传动杆，多个驱动件、多个传动杆与多个滑块22一一对应，驱动件通过传动杆和滑块22连接。且还包括用于设置多个驱动件和座体20的平板24。

如图9所示，示出了传动杆231、传动杆232、传动杆234，其他两个传动杆未显示出，图10中还示出了传动杆233，其中传动杆233和传动杆231对称，其余两个传动杆同理对称设置；随着圆周分布的四个滑块22运动，作用在一个平板24上，每个传动杆对应一个直线电机，图9示出了直线电机251、直线电机252、直线电机254，这样手术机器人上面的四个直线电机，就可以在一个平面上通过传动杆将拉力传递给滑块22，从而实现介入导管10的调弯。

除此之外，还需考虑无菌隔离。上述实施例的无菌屏障较难实现，因为四个滑块22的运动需要四个直线电机环绕圆周排布，这就需要专门定制特殊的无菌隔离膜。

直线电机和传动杆的连接方式如图11，驱动件的输出端和安装套2512连接，通过安装套2512连接传动杆231，安装套2512垂直于驱动件的输出端设置。直线电机251包括电机本体2511，端部设置安装套2512，安装套2512可以和传动杆231连接，电机本体2511依次通过安装套2512、传动杆231将运动传递给滑块221，从而带动滑块221运动。这种连接方式，可以将四个直线电机共同集中在一个平面上，让无菌隔离变得简单。

在本申请的另一个实施例中，如图12所示，座体31为矩形座，多个滑轨结构21沿座体31的中心轴对称分布。如图13所示，导管座采用矩形导管座，包含滑块321、滑块322、滑块323、滑块324，对应设置有含有滑轨的滑轨结构，滑轨结构分别设置在矩形座的两个相对的平面，每个平面设置两个滑轨结构，同一平面的两个滑轨结构在圆周方向上呈现90°夹角，四个滑轨结构中配有相应的滑块，滑块的材料如实施例一所示。同样的拉线12的连接方式，如图14所示，即介入导管10的四根拉线12分别穿过座体31中的通过孔，将四根拉线12分别固定于四个滑块上，然后四个滑块分别和四个直线电机连接，四个直线电机可提供拉力，进而拉动滑块和拉线12，实现介入导管10的四向调弯。其设置方式和原理与前述实施例一致，此处不再赘述。

本实施例与前述实施例不同之处在于，本申请的无菌屏障比较容易实现，导管座通过无菌隔离组件和手术机器人连接，无菌隔离组件包括夹持在座体31外的U形架33，多个驱动件设置在U形架33上。如图15所示，手术机器人的驱动直线电机(图中示出了直线电机341、直线电机342，另一侧的两个直线电机对称设置)可以在U形架33上排布，直线电机和滑块之间得连接方式和图11类似，通过连接滑块，直线电机提供驱动力对介入导管10调弯。无菌隔离可以在U形架33和导管座之间，无菌屏障为U型屏障，只需要将隔离膜铺在U形架33和导管座之间，形成U型隔离即可。

综上，基于四向调弯的介入导管10的基础上，通过两种不同的导管座结构设置，完成手术机器人和介入导管10之间完成对接。同时考虑到目前的无菌隔离的行业难点，提供了不同的无菌隔离方案。本申请实施例提供的导管座，不仅能够满足手术机器人和介入导管10之间的连接，同时还考虑到了后续临床的无菌隔离，为手术机器人更早更快的实现临床化和量产化提供了可能。

另一方面，本申请实施例还提供一种手术机器人，包括上述的手术机器人的导管座，手术机器人可控制上述滑块22在滑轨结构21上滑动。

该手术机器人包含与前述实施例中的手术机器人的导管座相同的结构和有益效果。手术机器人的导管座的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手术机器人的导管座，用于连接手术机器人和介入导管，其特征在于，包括：座体，所述座体上设置有至少一个滑轨结构，所述滑轨结构内设置有滑块，所述滑块用于和介入导管的拉线连接，通过所述滑块在所述滑轨结构内滑动，以带动所述拉线运动，控制所述介入导管一端的弯曲。

2.根据权利要求1所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述座体上均布有多个所述滑轨结构，每个所述滑轨结构内设置一个所述滑块，所述滑轨结构至少包括滑槽或滑杆；

所述介入导管的一端穿入所述座体的中心、另一端伸出所述座体，所述介入导管穿入所述座体中心的一端还设置有多根所述拉线以分别对应多个所述滑块，所述拉线的一端和对应的所述滑块固定、另一端和所述介入导管固定。

3.根据权利要求2所述的手术机器人的导管座，其特征在于，还包括多个驱动件以分别对应多个所述滑块，所述驱动件和对应的所述滑块连接，以为所述滑块提供滑动的驱动力。

4.根据权利要求3所述的手术机器人的导管座，其特征在于，还包括多个传动杆，多个所述驱动件、多个所述传动杆与多个所述滑块一一对应，所述驱动件通过所述传动杆和所述滑块连接；所述驱动件为直线电机。

5.根据权利要求4所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述导管座通过无菌隔离组件和所述手术机器人连接。

6.根据权利要求5所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述座体为圆柱形座体，多个所述滑轨结构沿所述座体圆周均布；还包括用于设置多个所述驱动件和所述座体的平板。

7.根据权利要求6所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述驱动件的输出端和安装套连接，通过所述安装套连接所述传动杆，所述安装套垂直于所述驱动件的输出端设置。

8.根据权利要求5所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述座体为矩形座，多个所述滑轨结构沿所述座体的中心轴对称分布。

9.根据权利要求8所述的手术机器人的导管座，其特征在于，所述无菌隔离组件包括夹持在所述座体外的U形架，多个所述驱动件设置在所述U形架上。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括上述权利要求1至9任意一项所述的手术机器人的导管座。

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