[发明专利]一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人

说明书

本发明公开了一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人，包含介入导管、连接管、固定盘、绳索导向模块和动力模块，其中介入导管包含N个依次相连的导管弯曲单元，N为大于等于2的自然数；导管弯曲单元包含阳接头、镍钛合金心管、硅胶鞘管、阴接头、以及第一至第三驱动绳索；所述绳索导向模块包含导向盘和3N个导向单元；所述动力模块包含3N个均匀分布在导向盘外的固定盘上、和3N个导向单元一一对应的动力单元。本发明采用绳驱动方式，有利于简化弯曲单元的结构，便于后续结构的微型化；能够精确控制导管运动，降低操作难度，提高了介入手术的成功率与精确度，减少患者痛苦。

技术领域

本发明涉及医疗机器人领域，尤其是一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人。

背景技术

心血管疾病是当前对人类生命威胁最大的疾病之一。开胸手术风险大，难度高，患者康复周期长，且效果欠佳。降低手术风险和难度，提高手术效率显得至关重要。由此发展起来的介入诊疗技术以其对人体造成的创伤小、康复时间短、成本低等优点，在当前的心脏、心血管乃至胸腔脏器疾病的诊断与治疗中得到了日益广泛的应用。迄今为止，介入术的典型器械为柔软细长型导管。在诊疗过程中，医生在X线机、三维超声设备或自带摄像装置的引导下，通过手动推拉、捻转等手法操控导管与导丝，将导管送至目标区域，以导管为通路实施组织采样、支架放置、药物释放等操作，达到治疗目的。

然而已有的心血管介入导管存在以下共性问题：1、医生需要熟能生巧，由于动脉血管岔口多且充满了脉动的血流，而导管是柔性的，医生需要经过长期的训练才能较为自如的操控导管；2、容易对患者造成损伤，在对导管手动进行推拉、捻转等操作时，容易造成对血管内壁的损伤；3、导管设备通用性欠佳，由于介入手术环境及任务各异，介入导管及导丝需要因时因地定制为不同的形状。

发明内容

为降低介入手术操作难度，减少对患者的二次伤害，并解决现有导管设备通用性差的问题，本发明提出一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种用于介入手术的绳驱动可重构导管机器人，包含介入导管、连接管、固定盘、绳索导向模块和动力模块；

其中介入导管包含N个依次相连的导管弯曲单元，N为大于等于2的自然数；

所述导管弯曲单元包含阳接头、镍钛合金心管、硅胶鞘管、阴接头、以及第一至第三驱动绳索，其中，所述阳接头、阴接头为相互配对的快插接头，所述镍钛合金心管的两端分别和所述阳接头、阴接头固连；所述硅胶鞘管包在所述镍钛合金心管外、和所述镍钛合金心管固连；导管弯曲单元设有贯穿所述阳接头、硅胶鞘管、阴接头且和镍钛合金心管轴线平行的第一至第三通道，且第一至第三通道和镍钛合金心管轴线形成的平面之间的夹角为120°；所述第一至第三驱动绳索均采用柔性材料制成，能够自由弯曲但不能伸缩；第一至第三驱动绳索分别对应设置在所述第一至第三通道中，且第一至第三绳索的一端均和所述阳接头固连；

所述导管弯曲单元的阴接头和其相邻导管弯曲单元的阳接头连接使得二者固连；

所述N个导管弯曲单元的第一至第三通道均对应相联通，形成介入导管的第一至第三合成通道；且介入导管的一端为第一个导管弯曲单元的阳接头、另一端为第N个导管弯曲单元的阴接头；

所述固定盘为圆形；

所述绳索导向模块包含导向盘和3N个导向单元，所述导向盘呈圆环状，所述3N个导向单元周向均匀设置在导向盘的一面上；所述导向盘的另一面固定在所述固定盘上、和所述固定盘同轴设置；

所述导向单元包含均包含滑轮支架和至少一个滑轮，其中，所述滑轮支架固定在所述导向盘上；所述滑轮均设置在所述滑轮支架上、能够在所述滑轮支架上自由转动；

所述连接管为两端开口的空心管，其一端和所述固定盘远离导向盘一面的中心垂直固连、和所述固定盘同轴设置；