[发明专利]一种导丝辅助夹紧装置及其控制导丝的方法

说明书

技术领域

本发明属于微创血管介入手术技术领域，涉及一种导丝辅助夹紧装置及其操作方法。该 一种导丝辅助夹紧装置可以用于造影、微创血管介入手术虚拟现实手术培训及手术实际操作 中。

背景技术

心血管系统疾病是人类最为常见的一类疾病，是目前世界人口的一大死因，严重威胁人 类健康。心脑血管疾病已经成为人类疾病死亡的三大原因之一，全球每年有1670万人死于心 脑血管疾病，占所有疾病死亡率的29.2％，每年我国900万心脑血管疾病患者中就有250万 人死亡。

心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段，其是在医学影像设备的引 导下，借助于介入导管沿血管的管腔到达较远的病变部位，如冠状动脉、脑部、肝脏和肾脏 的血管内，然后对病变部位实行微创治疗的一种新兴医疗手术。在血管介入治疗过程中，医 生需要借助基于X射线的数字剪影血管造影(DSA)的导引来完成手术，医生虽然配备含铅防 护服，但是仍然无法保护医生的上肢和头部不受X射线辐射；且由于血管介入治疗的复杂 性，往往需要长时间暴露于X射线环境中操作，医生的累计辐射量大；而且长时间穿着沉 重的含铅防护服，加大了脊柱的压力负荷，已有较多报道显示血管介入医生的甲状腺癌、放 射性晶状体损伤、腰椎病等的发生率明显高于其它学科的医生。全国从事血管腔内治疗操作 的医护人员约70万人，全国每年进行血管腔内治疗超过一千万台次，与X射线相关的职业 损伤已成为一个不可回避的问题，严重威胁着医生的健康状况和血管介入治疗学的长远发 展。借助机器人技术进行导管、导丝遥操作的手术方法能够有效应对这一问题，可以大幅提 高手术操作的精度与稳定性，同时能有效降低放射线对主刀医生的伤害，降低术中事故的发 生几率。因此，心脑血管介入手术辅助机器人越来越多的被人们所关注，逐渐成为各国在医 疗机器人领域的重点研发对象。

目前血管介入手术机器人主要采用主从端操作结构，以将医生与放射线隔离，如天津理 工大学申请的申请号为：201410206956.7的发明专利，公开了一种主从微创血管介入手术辅 助系统从操作器装置，它包括轴向推送单元、旋转单元、夹取单元、手术导管、操作力检测 单元和倾角可调底座，其工作方法包括信号检测、传递、处理、动作。优越性在于：可以模 仿医生的介入操作动作，操作精度高，有效提高手术安全性；可以保证不同的接受治疗者或 者不同的介入位置均能调整到操作者所期望的角度。又如，北京航空航天大学申请的申请号 为：201210510169.2的发明专利，公开了一种主从式遥操作血管介入手术机器人，包括主端 操控机构、从端推进机构、PMAC控制器；主端操控机构作为医生的操作端；从端推进机构 作为机器人的执行机构，在手术室内代替医生把持导管，完成导管的运动功能；PMAC控制 箱用来实现主端操控机构与从端推进机构间的信息传递，从而使从端导管推进机构按照主端 操控机构的运动信息进行运动，其采用主从遥操作方式辅助医生实施手术，从端推进机构实 现导管的轴向进给和周向旋转运动。

上述方案是国内对于血管介入手术机器人较为先进的研究，但它们都存在如下几方面问 题：(1)只能单独推送导丝或导管，不能在手术过程中协同推送导管和导丝，不能完全模拟 医生的操作动作，并且在一些需要导丝导管同时配合前进的部位难以操作，进而造成操作精 度低、手术效率低下、对医生的辅助程度低、存在一定的安全隐患；(2)导管和导丝控制器 结构复杂，不仅制造成本高，而且影响操作精度；(3)导管导丝的拆装不方便，不易于手术 中更换导管导丝，不方便对导管、导丝和接口进行消毒处理。

通过对现有技术分析可看出，在实际手术的操作中，通常需要导管、导丝以及辅助机构， 能够任意实现各自在轴向上的直线运动，并且往往需要导管导丝协同操作，相互配合前进。 而现有技术均存在以下问题：(1)体积重量大：由于采用两套滑轨来分别操纵导管和导丝， 装置体积大、占地面积大、重量大，因此不适合放置于手术室进行临床手术操作；(2)不能 再现医生手部操作的实际动作，不能完成导管和导丝的协同推送，不符合实际手术操作需求； (3)扩展性差：手术过程中，需要对导管和导丝进行辅助操作，而辅助操作的轴向直线运动 与导管、导丝的运动不同步时，需要增加滑轨，而采用现有直线滑轨的形式，利用滑轨通轴 布置，各自的行程是没有交集的，因此不能完成对其功能的扩展。目前，急切需要提供一种 能够实现导管导丝协同操作，能够根据需要，单独或同时控制导管或导丝，结构简单、轻便、 易拆卸的装置。