[发明专利]血管介入手术机器人

说明书

本发明公开了一种血管介入手术机器人，属于医疗设备领域。它用作代替人手进行血管介入手术，包括推进装置、捻旋装置、导丝引导装置、压丝装置、床边定位装置五个模块，推进装置带动捻旋装置夹持导丝导管进行直线移动。捻旋装置带动与大齿轮同轴的二指卡盘夹持导丝导管进行旋转，二指卡盘通过开合对导丝导管进行夹紧。导丝引导装置带动凸轮对引导轮进行调距，适应导丝导管直径。压丝装置由电磁铁控制，通电时两个移动指闭合，夹紧导丝固定位置；断电时移动指分开，导丝可自由移动。床边定位装置包括X轴与Y轴两个移动装置，X轴移动装置通过滚珠丝杠带动Y轴移动装置进行直线移动。Y轴移动装置通过滚珠丝杠带动血管介入手术机器人进行移动定位。

技术领域

本发明涉及一种微创血管介入手术机器人，属于医疗设备领域。

背景技术

血管介入手术是指医生在数字减影血管造影机(DSA)的导引下，操纵导管在人体血管内运动，对病灶进行治疗，达到栓塞畸形血管、溶解血栓、扩张狭窄血管等目的。与传统“开放”手术相比，本方法具有创伤小、安全有效、术后恢复快、并发症少等优点。血管介入手术的主要步骤就是将导管推送到病灶位置，并进行相应的诊断和治疗。因此，能否将导管送到精确的病灶位置直接影响整个手术的质量和患者的健康。人工介入导管存在很多弊端：(1)医生在X射线环境下工作，长期操作对身体伤害很大；(2)现有手术方法技巧性强，风险性高，专科医生手术培训时间长，限制了该项技术的广泛应用；(3)由于操作复杂、手术时间长，医生疲劳和人手操作不稳定等因素会直接影响手术质量，进而影响患者生存质量。这些缺点限制了血管介入手术的广泛应用，机器人技术与血管介入技术有机结合是解决上述问题的重要途径。

本发明针对血管介入手术设计一款手术机器人，以减轻医生的负担与手术过程中医生受到的辐射，同时提高手术的安全性。本发明通过机械结构对手术过程中人手的推拉、捻搓、压丝等操作步骤进行模拟，且更加安全有效。

发明内容

本发明提出了一种血管手术机器人的模型，其中共包括五个功能模块：推进装置、捻旋装置、导丝引导装置、压丝装置以及床边定位装置。推进装置实现导管导丝的直线进退；捻旋装置实现导丝的旋转；引导装置用于引导导管导丝的前进与后退；压丝装置的作用是在导丝到达病灶之后固定其位置，以便于后续导管、球囊、支架等介入器械的进入。各个功能模块共同协调作用，可以有效实现血管介入手术机器人的精确导丝导管介入的作用。

优选的，装置的推进装置主要通过滚珠丝杠、直线导轨以及电机实现。位于装置最后的步进电机直接驱动滚珠丝杠的旋转，步进电机通过机架与主体底壳固定，丝杠上安装的滑台通过两侧的直线导轨进行限位与导向，使其能够进行前后移动，这样就能够带动导丝进行前后的推拉。该推进装置实用步进电机驱动滚珠丝杠的旋转带动滑台的移动，使用直线导轨进行限位和导向，可以实现导管导丝直线方向的准确前进和后退。

优选的，捻旋装置安装在滑台上，捻旋功能主要通过一对齿轮副的周向旋转实现，装置包括一对齿轮副、驱动电机以及二指卡盘。其中二指卡盘通过上下开合固定导管导丝。捻旋装置可以很好的实现导管导丝的旋转运动，较高的还原了人手操作的搓捻动作。

优选的，导丝引导装置安装在滑台上，引导装置位于介入手术机器人的最前端。装置主要通过一对滚轮进行引导，并利用凸轮对其进行中心距控制，凸轮由驱动电机直接控制。导丝引导装置可以精确的对导丝的位置进行调节控制，实现导丝导管平顺的进行直线移动。并起到支撑导丝导管的作用。

在球囊、支架以及其他介入器材进入动脉前，需要先放入引导导丝，在引导导丝到达病灶之后，再通过微导管将球囊、支架送达病灶。为了保证导丝末端的位置不变，在人工手术当中需要医生边移动导丝边进行压丝操作，防止其随球囊导管一起轴向移动，这种细微的操作极度考验医生的手术经验，也增加了医生的劳动强度和手术的不确定度。因此在手术当中边移动导管边进行压丝操作是保证手术成功的关键之一。