[发明专利]模块化的主动弯曲介入导管及其运动方法

权利要求书

1.  一种模块化的主动弯曲介入导管，其特征在于：由前向后依次包括电机单元（0）、近端接头（1）、远端接头（2）、绳驱动单元（3）、K节彼此相连的SMA驱动单元（4）；

其中近端接头（1）由近端接头主体（11）、位于近端接头主体（11）圆柱空腔内的周向均布的N个近端滑动杆（12）、用于将近端锁紧滑动杆（12）和近端接头主体（11）锁紧的锁紧环（13）组成；

其中电机单元包括电机座（01）、固定于电机座上的N个电机（02），还包括N条按周向均布的近端钢丝绳（03），所述近端钢丝绳（03）一端与电机输出轴相连，另一端与近端滑动杆（12）的前端相连；

其中远端接头（2）由远端接头主体（21）、位于远端接头主体（21）圆柱空腔内的周向均布的N个远端滑动杆（22）、用于将远端锁紧滑动杆（22）和远端接头主体（21）锁紧的锁紧环（23）组成；

其中绳驱动单元包括绳驱动单元弹簧骨架（33），还包括分别固定于绳驱动单元弹簧骨架（33）前后两端的绳驱动前连接件（31）、绳驱动后连接件（32），还包括N条按周向均布的远端钢丝绳（34），所述远端钢丝绳（34）一端与绳驱动后连接件（32）相连，另一端穿过绳驱动前连接件（31）与对应的远端滑动杆（22）后端相连，还包括连接于绳驱动前连接件（31）和绳驱动后连接件（32）之间的绳驱动单元硅胶管皮层（35）；

其中SMA驱动单元（4）由SMA驱动单元弹簧骨架（43），分别固定于SMA驱动单元弹簧骨架（43）前后两端的SMA驱动前连接件（41）和SMA驱动后连接件（42），分别固定于SMA驱动前连接件（41）和SMA驱动后连接件（42）的SMA驱动前电路板（44）和SMA驱动后电路板（45），连接在SMA驱动前电路板（44）和SMA驱动后电路板（45）之间的按周向均布的M个SMA弹簧（46），连接于SMA驱动前连接件（41）和SMA驱动后连接件（42）之间的SMA驱动单元硅胶管皮层（47）组成； 

   上述电机座（01）和近端接头主体（11）之间，近端接头主体（11）和远端接头主体（12）之间，近端滑动杆（12）和远端滑动杆（22）之间，绳驱动单元（3）和SMA驱动单元（4）之间，相邻的SMA驱动单元（4）之间均具有可拆卸的连接件或连接结构；

   上述K为大于等于1的自然数，N为3-6的自然数，M为3-6的自然数。

2.根据权利1所述的模块化的主动弯曲介入导管，其特征在于： 

绳驱动单元（3）、SMA驱动单元（4）均为模块化导管单元。

3.根据权利1所述的模块化的主动弯曲介入导管，其特征在于：绳驱动单元（3）、SMA驱动单元（4）直径是从前向后依次递减。

4.权利要求1所述的模块化的主动弯曲介入导管的运动方法，其特征在于包括以下过程：

（一）、介入导管的组装：

过程1-1、根据介入环境的要求确定介入导管单元的节数、各节单元的长度以及外径，先选择合适长度的绳驱动单元（3）并确定SMA驱动单元（4）的节数K以及各节的长度，在选择节数时要保证导管有足够的自由度通过介入环境中的各个分叉口，再根据介入环境尺寸的要求确定各节导管单元的外径；

过程1-2、连接电机单元（0）与近端接头（1），再依次将远端接头（2）、绳驱动单元（3）、K节SMA驱动单元（4）相互连接；

过程1-3、将SMA单元（4）中整理出的导线穿过绳驱动单元后连接件（32）引出接到外围驱动电路中，分别张紧近端钢丝绳（03）和远端钢丝绳（34），并用近端锁紧环（13）和远端锁紧环（23）分别将近端滑动杆（12）和远端滑动杆（22）固定；

过程1-4、将近端滑杆（12）与远端滑杆（22）相连接；

过程1-5、连接固定近端接头主体（11）与远端接头主体（21）；

过程1-6、松开近端锁紧环和远端锁紧环；

（二）、介入过程中导管的运动：

   直线推拉运动：该运动是导管依靠推送装置进行的直线前进和后退运动；

   绳驱动单元的周向弯曲运动：由于在组装过程中已经将绳长张紧，在介入过程中当要进行绳驱动导管单元的控制时，只要控制电机改变近端钢丝绳的长度，通过近端滑动杆和远端滑动杆的滑动将绳长的变化传递给远端钢丝绳，从而拉动绳驱动后连接件，实现绳驱动单元的周向弯曲；

SMA驱动单元的周向弯曲运动：SMA驱动单元的周向弯曲是通过改变SMA弹簧的长度实现的，由于SMA弹簧受热收缩，SMA弹簧两端固定在SMA驱动单元前后连接件中的电路板上，再从电路板上用导线接到外围控制电路上，通过控制外围电路实现SMA弹簧的加热便可控制SMA弹簧的长度，进而实现SMA驱动单元的周向弯曲。