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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