CN114732528A - 一种介入手术机器人从端装置 - Google Patents
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Abstract
一种介入手术机器人从端装置，包括主体，所述主体上装设有固定驱动装置和第一移动驱动装置，所述固定驱动装置固定地安装于所述主体的最远端，所述第一移动驱动装置沿所述主体的方向移动，所述第一移动驱动装置包括第一支撑单元、第一递送单元和第一转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定驱动装置一起夹持、递送和转动第一细长型医疗器械，所述第一递送单元和第一转动部件用于夹持、递送和转动第二细长型医疗器械，当所述第一移动驱动装置移动时，所述第一递送单元松开第二细长型医疗器械。此介入手术机器人从端装置能实现将细长型医疗器械精准地递送到患者体内病灶的合适位置，并且能够避免细长型医疗器械在递送过程中弯曲和弯曲，也避免了医生长期暴露在X射线的辐射下对医生身体造成危害的积极效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械机器人领域装置，尤其涉及一种介入手术机器人从端装置。
背景技术
介入手术治疗是利用现代高科技手段进行的一种微创性治疗，在医学影像设备的引导下，将特制的导管、导丝等精密器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。
而为了减少医生在血管介入手术医疗过程中长期暴露于X射线的辐射危害，为此工程上开发了远程操作的主从式血管介入手术机器人。主从式血管介入手术机器人从端装置可以在辐射的环境下工作，而医生则在能防止X射线辐射之外的工作台或专门的防X射线辐射的隔离工作室通过主端对其进行操作控制，进而完成介入式手术治疗，使得医生免于X射线的辐射而造成的人身危害。
手术过程中，介入手术机器人从端设备的操作装置夹持导管、导丝之类的细长型医疗器械从其近端移动到远端，通过装置的协同运动带动导管、导丝的前进并递送到患者的体内(如血管内)病灶处，便于医生进行后续的相关治疗比如造影、栓塞畸形血管、溶解血栓、扩张狭窄血管等。通常，这些介入手术需要的导管、导丝、扩张球囊、扩张支架等它医疗器械长度、直径及型号种类非常多。通常，这些导管、导丝等细长型医疗器械多数采用软材质制成并盘绕在一起放置，由于自身的重力原因在展开状态下也呈轻微弯曲状。特别是在长距离递送过程中，由于导管、导丝等细长型医疗器械远端的受力，更容易迂曲。
发明内容
基于此，为导管、导丝等细长型医疗器械在介入式手术过程中能够精准地传递到患者体内合适的位置并能导管、导丝等细长型医疗避免器械递送过程中的迂曲，本发明提供一种新型的介入手术机器人从端装置。
一种介入手术机器人从端装置，包括主体，所述主体上装设有固定驱动装置和第一移动驱动装置，所述固定驱动装置固定地安装于所述主体的最远端，所述第一移动驱动装置沿所述主体的方向移动，所述第一移动驱动装置包括第一支撑单元、第一递送单元和第一转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定驱动装置一起夹持、递送和转动第一细长型医疗器械，所述第一递送单元和第一转动部件用于夹持、递送和转动第二细长型医疗器械，当所述第一移动驱动装置移动时，所述第一递送单元松开第二细长型医疗器械。
进一步地，所述固定驱动装置设有固定递送单元和固定转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定递送单元和固定转动部件同步地递送和转动第一细长型医疗器械。
进一步地，所述第一支撑单元包括第一连接组件，所述第一连接组件的前端具有与所述第一细长型医疗器械固定连接的配合机构，所述配合机构上装设有第一转动齿轮，当所述第一转动齿轮转动时可带动所述配合机构转动，所述配合机构、所述第一转动齿轮和所述固定转动部件的轴心线重合。
进一步地，所述第一连接组件内部具有贯穿的长孔，所述长孔的轴心线和所述第一转动齿轮的轴心线重合。
进一步地，所述第一支撑单元还包括第一电机，所述第一电机的输出齿轮与所述第一转动齿轮啮合。
进一步地，所述主体上装设有用于夹持第一细长型医疗器械或/和第二细长型医疗器械的夹持器。
进一步地，所述介入手术机器人从端装置还包括交换机构，用于夹持、递送或转动快速交换导管。
一种介入手术机器人从端装置，包括主体，所述主体上装设有固定驱动装置、第一移动驱动装置和第二移动驱动装置，所述固定驱动装置固定地安装于所述主体的最远端，所述第一移动驱动装置、所述第二移动驱动装置可沿所述主体的方向移动，所述第一移动驱动装置包括第一支撑单元、第一递送单元和第一转动部件，所述第二移动驱动装置包括第二支撑单元、第二递送单元和第二转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定驱动装置一起夹持、递送和转动第一细长型医疗器械，所述第一递送单元、第一转动部件和所述第二支撑单元用于夹持、递送和转动第二细长型医疗器械，所述第二递送单元和第二转动部件用于夹持、递送和转动第三细长型医疗器械，当所述第二移动驱动装置移动时，所述第二递送单元松开第三细长型医疗器械。
进一步地，所述第二支撑单元用于与所述第一递送单元和第一转动部件同步地递送和转动第一细长型医疗器械。
进一步地，所述第二支撑单元包括第一连接组件，所述第二连接组件的前端具有与所述第二细长型医疗器械固定连接的配合机构，所述配合机构上装设有第二转动齿轮，当所述第二转动齿轮转动时可带动所述配合机构转动，所述配合机构、所述第二转动齿轮和所述第一转动部件的轴心线重合。
进一步地，所述第二连接组件内部具有贯穿的长孔，所述长孔的轴心线和所述第二转动齿轮的轴心线重合。
进一步地，所述第二支撑单元还包括第二电机，所述第二电机的输出齿轮与所述第二转动齿轮啮合。
进一步地，所述主体上装设有用于夹持第一细长型医疗器械、第二细长型医疗器械或/和第三细长型医疗器械的夹持器。
综上所述，本发明提供的一种介入手术机器人从端装置，能实现将长型医疗器械精准地递送到患者体内病灶的合适位置，并且能够避免细长型医疗器械在递送过程中弯曲和弯曲，也避免了医生长期暴露在X射线的辐射下对医生身体造成危害的积极效果。
附图说明
图1为本发明实施例介入手术机器人从端装置结构示意图；
图2为本发明固定驱动装置结构示意图；
图3为本发明第一移动驱动装置结构示意图；
图4为本发明第二移动驱动装置结构示意图；
图5为本发明介入手术机器人从端装置第二实施例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所使用的方向“远”为朝向患者的方向，方向“近”是远离患者的方向。术语“远端”、“前端”为靠近患者的一端，“近端”、“尾端”为远离患者的一端。术语“上”和“上部”指的是背离重力的方向的一般方向，术语“底部”、“下”和“下部”指的是重力的一般方向。术语“前”指的是介入手术机器人从端装置面向使用者的一侧、“前进”指的是让导丝或导管位移进入手术病人身体的方向。术语“后”指的是介入手术机器人从端装置背向使用者的一侧、“后退”指的是让导丝或导管位移退出手术病人身体的方向。术语“递送”包括“推送”和“回撤”。术语“移动”包括“前进”和“后退”。术语“转动”包括“正转”和“反转”，其中，“正转”指的是让导丝或导管旋转进入手术病人身体的方向、“反转”指的是让导丝或导管旋转退出手术病人身体的方向。
如图1至图4所示，本发明实施例公开的一种介入手术机器人从端装置，包括主体10，所述主体10上设有固定驱动装置11、第一移动驱动装置12、第二移动驱动装置13和至少一夹持器(图中未示出)，所述固定驱动装置11固定安装于所述主体10上，所述第一移动驱动装置12和所述第二驱动装置13可在所述主体10上移动。所述夹持器可拆卸地安装到所述主体10上，所述夹持器在所述主体10上的安装位置可根据介入手术的需要确定。具体地，当介入手术只使用所述固定驱动装置10和所述第一移动驱动装置12时，所述夹持器位于靠近所述第一移动驱动装置12的位置，当介入手术需要所述固定驱动装置10、所述第一移动驱动装置12和所述第二移动驱动装置13时，所述夹持器位于靠近所述第二移动驱动装置13的位置。
所述固定驱动装置11上装设有固定递送单元111、固定转动部件112和防菌盖(图中未示出)，所述固定递送单元111能够夹持和递送各种长度和直径等不同类型的导管或导丝，所述固定转动部件112能够带动所述固定递送单元111整体转动从而带动导管或导丝转动。
所述第一移动驱动装置12上装设有第一支撑单元120、第一递送单元121、第一转动部件122、第一交换机构125和防菌盖(图中未示出)，所述第一支撑单元120包括第一电机(图中未示出)和可拆卸地安装有第一连接组件123，所述第一连接组件123的前端具有与各种类型的导管固定连接的配合结构(一般为鲁尔公连接器)，该配合结构上固定安装有第一转动齿轮124，所述第一电机的输出端齿轮与所述第一转动齿轮124啮合，当所述第一电机运转时带动所述第一转动齿轮124转动，从而带动连接到所述第一连接组件123前端的导管转动；所述第一连接组件123还具有供导管或导丝穿过的长孔。所述第一递送单元121能够夹持和递送各种长度和直径等不同类型的导管或导丝，所述第一转动部件122能够带动所述第一递送单元121整体转动，从而带动导管或导丝转动，以实现导管或导丝递送同时转动。所述第一交换机构125夹持快速交换类导管比如快速交换球囊扩张导管等，在需要时递送和/或转动快速交换类导管以实现相应的手术治疗操作。
所述第二移动驱动装置13上装设有第二支撑单元130、第二递送单元131、第二转动部件132、第二交换机构135和防菌盖(图中未示出)，所述第二支撑单元130包括第二电机(图中未示出)和可拆卸地安装有第二连接组件133，所述第二连接组件133的前端具有与各种类型的导管固定连接的配合结构(一般为鲁尔公连接器)，该配合结构上固定安装有第二转动齿轮134，所述第二电机的输出端齿轮与所述第二转动齿轮134啮合，当所述第二电机运转时带动所述第二转动齿轮134转动，从而带动连接到所述第二连接组件133前端的导管转动；所述第二连接组件133还具有供导管或导丝穿过的长孔。所述第二递送单元131能够夹持和递送各种长度和直径等不同类型的导管或导丝，所述第二转动部件132能够带动所述第二递送单元131整体转动，从而带动导管或导丝转动，以实现导管或导丝递送时同时转动。所述第二交换机构135夹持快速交换类导管，比如快速交换球囊扩张导管等，在需要时递送和/或转动快速交换类导管以进行相应的手术治疗操作。
所述固定驱动装置11的固定递送单元111、固定转动部件112、所述第一移动驱动装置12的第一递送单元121、第一转动部件122以及所述第二移动驱动装置13的第二递送单元131、第二转动部件132，既可为如中国专利申请202111009813.3描述的一种介入手术机器人从端导丝导管操作装置，也可为如中国专利申请202111329455.4描述的一种多功能介入手术机器人从端驱动装置，其全部内容引入本发明。
所述固定转动部件112、第一转动齿轮124、第一转动部件122、第二转动齿轮134和第二转动部件132具有共同的旋转轴心，从而使得所述固定驱动装置11、第一移动驱动装置12和第二移动驱动装置13在夹持、旋转和递送所述第一导管14、第二导管15及所述导丝16的过程中不会扭曲所述第一导管14、第二导管15及所述导丝16。
医疗过程开始前，医生进行术前准备，向手术病人置入穿刺鞘，选用合适(比如长度、直径、材料及类型等)的第一导管14、第二导管15、导丝16，对所述第一导管14、第二导管15进行生理盐水冲水排气。医生手动将所述第一导管14的尾部安装到所述第一连接组件123的前端，将所述第二导管15的尾部安装到所述第二连接组件133的前端，然后所述第二导管15的头部通过所述第一连接组件122的长孔直到露出所述第一导管14的头部一定长度，如10cm左右，接着将所述导丝16的头部通过所述第二连接组件132的长孔直到露出所述第二导管15的头部一定长度，如10cm左右；然后调整所述第一移动驱动装置12和所述第二移动驱动装置13使它们在所述主体10上处于合适的位置，将所述第一导管12、第二导管13、导丝14一起置入穿入手术病人的穿刺鞘(如穿入股动脉、桡动脉或者其他)内；接着用所述固定驱动装置11的所述固定递送单元111将所述第一导管14支撑住，将所述第一连接组件123安装到所述第一支撑单元120上，并保证所述第一转动齿轮124与所述第一支撑单元120的所述第一电机的输出端齿轮啮合，用所述第一递送单元121支撑住所述第二导管15，然后将所述第二连接组件132安装到所述第二支撑单元130上，并保证所述第二转动齿轮134与所述第二支撑单元的130的所述第二电机的输出端齿轮啮合，用所述第二递送单元131支撑住所述导丝16。最后，确认所述第一导管14、第二导管15及导丝16安装到位后，盖上所述固定驱动装置11、第一移动驱动装置12和第二移动驱动装置13的防菌盖。所述第一、第二连接组件123、133可以为医用Y阀、医用T阀或具有类似功能和结构的医用三通阀类器件，优选为医用Y阀。
医疗过程中，医生来到具有防护X射线辐射的主端工作台前或者专门的操作室主端工作台前进行操作。比如，在本实施例具体地可以包括如下操作：
1.操作导管或导丝同时(单独递送或转动)或不同时地递送和转动：
(1)操作所述固定递送单元111夹持所述导管14不动和所述第一递送单元121夹持所述第二导管15不动，控制所述第一移动驱动装置12、所述第二驱动移动装置13不移动，操作所述第二递送单元131与所述第二转动部件132，以同时或不同时地递送和转动所述导丝16。
(2)操作所述固定递送单元111夹持所述导管14不动和操作所述第二递送单元131松开所述导丝16，换由所述主体10上的夹持器夹持所述导丝16，控制所述第一移动驱动装置12不移动，协同操作所述第一递送单元121和所述第一转动部件122同时或不同时地递送和转动、所述第二驱动装置13跟随所述第一递送单元121同步移动和/或所述第二转动齿轮134跟随所述第一转动部件122同步转动，以同时或不同时地递送和转动所述第二导管15。
这时，所述导管14可随所述第一支撑单元120同时或不同时地递送和转动，也可以从所述第一支撑单元120拆卸，换由所述主体10上的夹持器夹持所述导管14固定不动。
(3)操作所述第一递送单元121松开所述第二导管15，换由所述主体10上的夹持器夹持所述第二导管15固定不动，控制所述第二移动驱动装置13不移动，协同操作所述固定递送单元111和所述固定转动部件112同时或不同时地递送和转动、所述第一驱动装置12跟随所述固定递送单元111同步移动和/或所述第一转动齿轮124跟随所述固定转动部件112同步转动，以同时或不同时地递送和转动所述第一导管14。
2.协同操作导管和导丝、导管和导管同时或不同时地递送和转动：
(1)控制所述第一驱动装置12不移动，协同操作所述第一递送单元121和所述第一转动部件122同时或不同时地递送和转动，所述第二驱动装置13跟随所述第一递送单元121同步移动和/或所述第二转动齿轮134跟随所述第一转动部件122同步转动，所述第二递送单元131和所述第二转动部件132同时或不同地递送和转动，以同时或不同时地协同递送和转动所述导丝16和所述第二导管15。
这时，所述导管14可随所述第一支撑单元120同时或不同时地递送和转动，也可以从所述第一支撑单元120拆卸，换由所述主体10上的夹持器夹持所述导管14固定不动。
(2)控制所述第二驱动装置13不移动，协同操作所述固定递送单元111和所述固定转动部件112同时或不同时地递送和转动，所述第一驱动装置12跟随所述固定递送单元111同步移动和/或所述第一转动齿轮124跟随所述固定转动部件112同步转动，所述第一递送单元121和所述第一转动部件122同时或不同时地递送和转动，以同时或不同时地协同递送和转动所述第一导管14和所述导丝16。
这时，所述导管15可随所述第二支撑单元130同时或不同时地递送和转动，也可以从所述第二支撑单元130拆卸，换由所述主体10上的夹持器夹持所述导管15固定不动。
(3)操作所述第二递送单元131松开所述导丝16，换由所述主体10上的夹持器夹持导丝固定不动，协同控制所述固定递送单元111、所述固定转动部件112，所述第一递送单元121及所述第一转动部件122同时或不同时地递送和转动，所述第一驱动装置12和所述第二驱动装置13同步移动、所述第一转动齿轮124跟随所述固定转动部件112同步转动和所述第二转动齿轮134跟随所述第一转动部件122同步转动，以同时或不同时地协同递送和转动所述第二导管15和所述第一导管14。
在其他实施例中，所述第一支撑单元120也可以松开所述第一导管14，换由夹持器夹持所述第一导管14。在其他实施例中，所述第一移动驱动装置12的移动速度可以快于或者慢于所述第二移动驱动装置13的移动速度。
以上操作不构成对具体操作顺序和组合的限制，医生在实际介入手术治疗中，可以根据病人具体情况和治疗需要进行以上部分或全部操作，也可能需要反复进行以上部分或全部操作，只需要保证在递送导管导丝时所述导丝16始终超出所述第二导管15的头部一定长度、所述第二导管15超出所述第一导管14的头部一定长度即可，直到将所述导丝16、所述第二导管15、所述第一导管14送到患者的体内血管合适位置，然后展开相应后续手术操作直到手术成功结束。在手术治疗结束后撤出导管、导丝，当所述导丝16、所述第二导管15及所述第一导管14后撤到穿刺鞘处时，可以手工快速将所述导丝16、所述第二导管15和所述第一导管14撤出，具体参见中国专利申请202111009755.4描述的一种介入手术机器人从端装置中的相关内容一样，其内容全部引入本发明。
在其它实施例中，如图5所示，手术操作相对简单可能只需要所述第一导管14、导丝16，则相应的手术前准备工作也只需要与所述第一导管14、所述导丝16的相关准备工作即可，相应的手术医疗过程也只需要与所述第一导管14和所述导丝16的相应操作，在此不多述。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种介入手术机器人从端装置，包括主体，所述主体上装设有固定驱动装置和第一移动驱动装置，所述固定驱动装置固定地安装于所述主体的最远端，所述第一移动驱动装置沿所述主体的方向移动，其特征在于：所述第一移动驱动装置包括第一支撑单元、第一递送单元和第一转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定驱动装置一起夹持、递送和转动第一细长型医疗器械，所述第一递送单元和第一转动部件用于夹持、递送和转动第二细长型医疗器械，当所述第一移动驱动装置移动时，所述第一递送单元松开第二细长型医疗器械。
2.如权利要求1所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述固定驱动装置设有固定递送单元和固定转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定递送单元和固定转动部件同步地递送和转动第一细长型医疗器械。
3.如权利要求2所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第一支撑单元包括第一连接组件，所述第一连接组件的前端具有与所述第一细长型医疗器械固定连接的配合机构，所述配合机构上装设有第一转动齿轮，当所述第一转动齿轮转动时可带动所述配合机构转动，所述配合机构、所述第一转动齿轮和所述固定转动部件的轴心线重合。
4.如权利要求3所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第一连接组件内部具有贯穿的长孔，所述长孔的轴心线和所述第一转动齿轮的轴心线重合。
5.如权利要求4所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第一支撑单元还包括第一电机，所述第一电机的输出齿轮与所述第一转动齿轮啮合。
6.如权利要求1所述的介入手术机器人从端驱动装置，其特征在于：所述主体上装设有用于夹持第一细长型医疗器械或/和第二细长型医疗器械的夹持器。
7.如权利要求1所述的介入手术机器人从端驱动装置，其特征在于：还包括交换机构，用于夹持、递送或转动快速交换导管。
8.一种介入手术机器人从端装置，包括主体，所述主体上装设有固定驱动装置、第一移动驱动装置和第二移动驱动装置，所述固定驱动装置固定地安装于所述主体的最远端，所述第一移动驱动装置、所述第二移动驱动装置可沿所述主体的方向移动，其特征在于：所述第一移动驱动装置包括第一支撑单元、第一递送单元和第一转动部件，所述第二移动驱动装置包括第二支撑单元、第二递送单元和第二转动部件，所述第一支撑单元用于与所述固定驱动装置一起夹持、递送和转动第一细长型医疗器械，所述第一递送单元、第一转动部件和所述第二支撑单元用于夹持、递送和转动第二细长型医疗器械，所述第二递送单元和第二转动部件用于夹持、递送和转动第三细长型医疗器械，当所述第二移动驱动装置移动时，所述第二递送单元松开第三细长型医疗器械。
9.如权利要求8所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第二支撑单元用于与所述第一递送单元和第一转动部件同步地递送和转动第一细长型医疗器械。
10.如权利要求9所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第二支撑单元包括第一连接组件，所述第二连接组件的前端具有与所述第二细长型医疗器械固定连接的配合机构，所述配合机构上装设有第二转动齿轮，当所述第二转动齿轮转动时可带动所述配合机构转动，所述配合机构、所述第二转动齿轮和所述第一转动部件的轴心线重合。
11.如权利要求10所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第二连接组件内部具有贯穿的长孔，所述长孔的轴心线和所述第二转动齿轮的轴心线重合。
12.如权利要求11所述的一种介入手术机器人从端装置，其特征在于：所述第二支撑单元还包括第二电机，所述第二电机的输出齿轮与所述第二转动齿轮啮合。
13.如权利要求8所述的介入手术机器人从端驱动装置，其特征在于：所述主体上装设有用于夹持第一细长型医疗器械、第二细长型医疗器械或/和第三细长型医疗器械的夹持器。
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