CN107049500A - 一种血管介入手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血管介入手术机器人，首先，第一机械臂末端设置有夹持机构，第二机械臂末端设置有送丝机构，第一机械臂和第二机械臂均具有至少六个自由度，可以实现类人手臂的移动、扭转等动作，保证介入手术中插管的准确性、安全性与高效性；其次，影像设备与监控***电连接，医生在手术室外即可通过监控***观察手术操作情况，以为医生提供机器人操作过程的判断；最后，第一机械臂、第二机械臂以及送丝机构也与监控***电连接，医生在手术室外通过监控***远程操控第一机械臂和第二机械臂协同运动，实现导丝在导管内送丝、退丝、旋转切换血管管路等手术动作，避免了在手术现场遭受X射线辐射，为医生提供了安全保障。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种血管介入手术机器人。
背景技术
血管介入手术是用于恶性滋养细胞肿瘤的手术治疗。血管介入技术是近十年来逐渐兴起的有效的治疗方法，其创伤小，操作简便，介入部位准确，使一些不能耐受大手术及耐药患者得到了治疗，在恶性滋养细胞肿瘤治疗中亦日益增多。传统的血管介入手术是医生借助X射线获得的二维引导图像进行介入操作，操纵导管、导丝到达病变的靶血管部位进行后续手术操作。
随着科学技术的发展与患者数量的增多，传统的介入手术逐渐暴露出一些缺点，主要集中在以下几点：(1)传统手术需要医生在手术现场，但现场手术环境较差，且人为插管的精度与安全性难以得到保障；(2)异地患者日益增多，但具有熟练插管技能的医生数量有限，不能满足异地患者手术的需要；(3)传统的引导图像是通过X光照射获得的二维影像，过多的X光照射会对手术操作医生的身体造成一定影响。
针对以上不足，传统的手术方法及手段已经限制了微创介入手术发展，需要一种解决方案和技术方法，尽量减小X光使用以降低对医生的损伤，能够将医生从手术现场解放出来，并能实现医生在控制室对异地患者实施手术，且在控制室内医生能够获得更加直观的手术现场的信息，能够更好地辅助医生进行手术操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血管介入手术机器人，以解决现有技术存在的人为插管精度和安全性难以保障、医生数量与患者数量不匹配以及X光照射对患者和医生的身体造成影响的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种血管介入手术机器人，包括：
基座、第一机械臂、第二机械臂、夹持机构、送丝机构、影像设备和监控***，其中，所述第一机械臂和所述第二机械臂设置于所述基座上，所述第一机械臂和第二机械臂均具有至少六个自由度，所述第一机械臂末端设置有所述夹持机构，用于夹持导管，所述第二机械臂的末端设置有所述送丝机构，用于输送导丝；所述影像设备设置于所述机器人的头部，所述监控***设置于手术室外；所述影像设备、第一机械臂、第二机械臂以及送丝机构均与所述监控***电连接。
作为优选，所述送丝机构包括壳体以及设置于所述壳体内的上、下两组输送轮，所述上、下两组输送轮之间形成所述导丝的输送通道。
作为优选，位于上方的一组输送轮为被动轮，位于下方的输送轮中的一个为主动轮，其他为固定轮。
作为优选，所述主动轮由驱动电机通过皮带驱动。
作为优选，所述送丝机构还包括张紧轮，用于张紧所述皮带。
作为优选，至少一个所述输送轮上设置有编码器，所述编码器与所述监控***电连接。
作为优选，至少一个所述输送轮上设置有力矩传感器，所述力矩传感器与所述监控***电连接。
作为优选，所述影像设备为摄像机。
作为优选，所述基座底部设置有轮子。
本发明的有益效果：
本发明提供的血管介入手术机器人，首先，第一机械臂末端设置有夹持机构，用于夹持导管，第二机械臂末端设置有送丝机构，用于输送导丝，第一机械臂和第二机械臂均具有至少六个自由度，可以实现类人手臂的移动、扭转等动作，保证介入手术中插管的准确性、安全性与高效性；其次，影像设备与监控***电连接，医生在手术室外即可通过监控***观察手术操作情况，以为医生提供机器人操作过程的判断；最后，第一机械臂、第二机械臂以及送丝机构也与监控***电连接，医生在手术室外通过监控***远程操控第一机械臂和第二机械臂协同运动，实现导丝在导管内送丝、退丝、旋转切换血管管路等手术动作，避免了在手术现场遭受X射线辐射，为医生提供了安全保障。
附图说明
图1是本发明提供的血管介入手术机器人的结构示意图；
图2是本发明提供的夹持机构和送丝机构的结构示意图；
图3是本发明提供的血管介入手术机器人的使用状态示意图。
图中：
100-基座；200-第一机械臂；300-第二机械臂；400-夹持机构；500-送丝机构；600-影像设备；700-导管；800-导丝；900-监控***；
501-壳体；502-被动轮；503-主动轮；504-固定轮；505-驱动电机；506-皮带；507-张紧轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1至图3所示，本发明提供一种血管介入手术机器人，是模拟医生进行血管介入手术操作的机器人，包括基座100、第一机械臂200、第二机械臂300、夹持机构400、送丝机构500、影像设备600和监控***900。
第一机械臂200和第二机械臂300设置于基座100上，第一机械臂200和第二机械臂300均具有至少六个自由度，可以实现类人手臂的移动、扭转等动作，保证介入手术中插管的准确性、安全性与高效性；第一机械臂200末端设置有夹持机构400，用于夹持导管700，第二机械臂300的末端设置有送丝机构500，用于输送导丝800，导管700与导丝800之间移动实现在血管内送丝，血管内送丝的速度由送丝机构500来实现。
影像设备600设置于机器人的头部，监控***900设置于手术室外，影像设备600与监控***900电连接，影像设备600用于对手术过程进行监拍，并将监拍结果传送至监控***900，医生在手术室外即可通过监控***900观察手术操作情况，以为医生提供机器人操作过程的判断。在本实施例中，影像设备600可以为摄像机。
第一机械臂200、第二机械臂300以及送丝机构500也与监控***900电连接，医生在手术室外通过监控***900远程操控第一机械臂200和第二机械臂300协同运动，并保持第一机械臂200和第二机械臂300末端位置和姿态的固定，实现医生在手术室外远程操控导丝800在导管700内送丝、退丝、旋转切换血管管路等手术动作，避免了在手术现场遭受X射线辐射，为医生提供了安全保障。
具体的，送丝机构500包括壳体501以及设置于壳体501内的上、下两组输送轮，上、下两组输送轮之间形成导丝800的输送通道。在本实施例中，位于上方的一组输送轮为被动轮502，位于下方的一组输送轮中的一个输送轮为主动轮503，其他为固定轮504。主动轮503转动带动导丝800进行运动，固定轮504与被动轮502引导导丝800进行运动。
主动轮503由驱动电机505驱动其转动，驱动电机505设置于壳体501内，驱动电机505的输出端与主动轮503上套设有皮带506，驱动电机505的输出端通过皮带506驱动主动轮503转动。再进一步的，壳体501内还设置有张紧轮507，皮带506依次套设于驱动电机505的输出端、主动轮503和张紧轮507上，该张紧轮507起张紧皮带的作用，使传动更加稳定安全可靠。
进一步的，在送丝机构500的至少一个被动轮502上设置有编码器，该编码器与监控***900电连接，用于检测导丝800弯折或打滑现象，当编码器检测到导丝800弯折或打滑现象后会将信号传送给监控***900，监控***900根据该信号控制第一机械臂200和/或第二机械臂300转换方向，防止手术过程中由于导丝800弯折或打滑造成送丝过程中对患者血管的伤害。
再进一步的，在送丝机构500的至少一个被动轮502上设置有力矩传感器，用于检测导丝800在血管内的阻力，当力矩传感器检测到导丝800在血管内的阻力值超过设定值时，会将检测信号传送给监控***900，监控***900会根据该信号控制送丝机构500的驱动电机505反转退丝，再控制第一机械臂200和/或第二机械臂300转换方向，防止手术中导致的血管破裂。
此外，基座100的底部设置有轮子，便于机器人的移动，可方便的将机器人推至需要的位置。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种血管介入手术机器人，其特征在于，包括：
基座、第一机械臂、第二机械臂、夹持机构、送丝机构、影像设备和监控***，其中，所述第一机械臂和所述第二机械臂设置于所述基座上，所述第一机械臂和第二机械臂均具有至少六个自由度，所述第一机械臂末端设置有所述夹持机构，用于夹持导管，所述第二机械臂的末端设置有所述送丝机构，用于输送导丝；所述影像设备设置于所述机器人的头部，所述监控***设置于手术室外；所述影像设备、第一机械臂、第二机械臂以及送丝机构均与所述监控***电连接。
2.根据权利要求1所述的血管介入手术机器人，其特征在于，所述送丝机构包括壳体以及设置于所述壳体内的上、下两组输送轮，所述上、下两组输送轮之间形成所述导丝的输送通道。
3.根据权利要求2所述的血管介入手术机器人，其特征在于，位于上方的一组输送轮为被动轮，位于下方的输送轮中的一个为主动轮，其他为固定轮。
4.根据权利要求3所述的血管介入手术机器人，其特征在于，所述主动轮由驱动电机通过皮带驱动。
5.根据权利要求4所述的血管介入手术机器人，其特征在于，所述送丝机构还包括张紧轮，用于张紧所述皮带。
6.根据权利要求2所述的血管介入手术机器人，其特征在于，至少一个所述输送轮上设置有编码器，所述编码器与所述监控***电连接。
7.根据权利要求2所述的血管介入手术机器人，其特征在于，至少一个所述输送轮上设置有力矩传感器，所述力矩传感器与所述监控***电连接。
8.根据权利要求1所述的血管介入手术机器人，其特征在于，所述影像设备为摄像机。
9.根据权利要求1所述的血管介入手术机器人，其特征在于，所述基座底部设置有轮子。
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