[发明专利]一种用于血管内微创介入手术的导管机器人系统

权利要求书

1.一种用于血管内微创介入手术的导管机器人系统，所述系统包括显示三维虚拟引导图像的显示器(2)、主手手柄(3)和计算机主机(4)；其特征在于：所述系统还包括内安装有运动控制卡和驱动器的控制柜(6)、机械臂(7)、导管手柄(8)、主从介入装置(9)、磁场发生器(10)、可控导管(12)和机械臂固定底座(14)；主从介入装置(9)包括手柄操纵机构(9-1)和导管操纵机构(9-2)；显示三维虚拟引导图像的显示器(2)、主手手柄(3)和计算机主机(4)均分别设置在控制室(11)内，内安装有运动控制卡和驱动器的控制柜(6)、机械臂(7)、导管手柄(8)、主从介入装置(9)、磁场发生器(10)、可控导管(12)以及机械臂固定底座(14)均分别设置在手术室(5)内，主手手柄(3)的主手位姿信号输出端与计算机主机(4)的主手位姿信号输入端连接，计算机主机(4)对主手位姿信号进行处理，处理后的主手位姿信号通过计算机主机(4)的主手位姿信号输出端与该控制柜(6)内的运动控制卡的主手位姿信号输入端连接，该运动控制卡的主手位姿信号输出端与该控制柜(6)内的驱动器的主手位姿信号输入端连接，该驱动器的多个电机驱动信号输出端分别与手柄操纵机构(9-1)中的三个手柄操纵电机以及导管操纵机构(9-2)中的两个导管操纵电机的信号输入端连接；机械臂(7)包括长臂(7-1)、短臂(7-2)和底盘(7-3)；长臂(7-1)的后端与短臂(7-2)的上端铰接，短臂(7-2)的下端与底盘(7-2)铰接，底盘(7-2)固定装在机械臂固定底座(14)的上端面上，长臂(7-1)的前端设置在手术床(13)上，手柄操纵机构(9-1)和导管操纵机构(9-2)由后至前设置且均固装在长臂(7-1)的上端面上，当手柄操纵机构(9-1)中的前端卡爪(9-1-18)处于闭合状态时，导管手柄(8)中的手柄内滑套(8-1)通过手柄操纵机构(9-1)中的前端卡爪(9-1-18)夹紧在手柄操纵机构(9-1)中的前端轴(9-1-21)上；当手柄操纵机构(9-1)中的后端卡爪(9-1-14)处于闭合状态时，导管手柄(8)中的手柄外滑套(8-3)通过手柄操纵机构(9-1)中的后端卡爪(9-1-14)夹紧在手柄操纵机构(9-1)中的后端轴(9-1-8)上，可控导管(12)中的牵引钢丝(12-6)的一端与该手柄外滑套(8-3)固接，可控导管(12)的导管头部段(12-1)设置在导管操纵机构(9-2)中的主动摩擦外轮(9-2-26-2)与从动摩擦轮(9-2-29)之间，磁场发生器(10)设置在手术床(13)上，可控导管(12)中的位姿传感器(12-4)采集得到的可控导管(12)的弯曲可控段(12-3)的弯曲位姿信号通过该位姿传感器(12-4)的弯曲位姿信号输出端与主从介入装置(9)中的第三导电滑环(9-1-7)内圈的输入端连接，第三导电滑环(9-1-7)外圈的输出端与控制柜(6)内的运动控制卡的弯曲位姿信号输入端连接，控制柜(6)内的运动控制卡的弯曲位姿信号输出端与计算机主机(4)的弯曲位姿信号输入端连接，计算机主机(4)将弯曲位姿信号处理成虚拟图像信号，该虚拟图像信号通过计算机主机(4)的虚拟图像信号输出端与显示三维虚拟引导图像的显示器(2)的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于血管内微创介入手术的导管机器人系统，其特征在于：所述导管手柄(8)包括手柄内滑套(8-1)、手柄外滑套(8-3)、限位螺钉(8-4)以及一个或两个橡胶圈(8-2)；手柄外滑套(8-3)的一端为开口端，手柄外滑套(8-3)的另一端为封闭端，手柄外滑套(8-3)的封闭端上设有位姿传感器引线穿过孔(8-3-1)，手柄内滑套(8-1)的一端设置在手柄外滑套(8-3)的内腔中，手柄内滑套(8-1)和手柄外滑套(8-3)之间设置有一个或两个橡胶圈(8-2)，手柄外滑套(8-3)与手柄内滑套(8-1)沿轴向滑动配合，手柄内滑套(8-1)的内腔为牵引钢丝穿过腔(8-1-1)，手柄内滑套(8-1)的外壁上设有轴向长槽(8-1-2)，手柄外滑套(8-3)的侧壁上与手柄内滑套(8-1)上的轴向长槽(8-1-2)相对应位置处设有限位螺纹孔，限位螺钉(8-4)旋入该限位螺纹孔内，且限位螺钉(8-4)的顶端设置在该轴向长槽(8-1-2)内。