[发明专利]血管介入器械连续推捻机器人

说明书

本发明提供了一种血管介入器械连续推捻机器人，包括夹持递送模块，血管介入器械穿过夹持递送模块，由夹持递送模块夹持，夹持递送模块中设置有可转动单元，可转动单元驱动血管介入器械轴向移动；旋转控制机构，与夹持递送模块相连，可驱动夹持递送模块转动，以实现血管介入器械的周向转动。区别于现有的管丝递送机构和旋转控制机构由各自的夹持机构组成的情况，本发明实现了递送机构和旋转控制机构共用同一个夹持机构对管丝进行夹持，从而实现管丝的旋转和递送动作，极大地减小了机器人的整体尺寸，实现机器人小型化、轻量化，有利于运输、安装。

技术领域

本发明属于高端医疗装备制造技术领域，涉及一种医疗器械，具体涉及对于介入手术导管导丝及其他器械的递送和旋转及其耦合运动的控制技术，更具体的说是一种血管介入器械连续推捻机器人。

背景技术

根据《中国心血管健康与疾病报告2019》报告显示，患有心脑血管疾病人数约有3.3亿人，同时心脑血管病死亡率仍居首位，由于心脑血管导致的死亡人数占总数的40％以上。心脑血管疾病严重得影响到了人们的健康，是目前人类面临最大的健康挑战。

医疗机器人因其精准稳定、安全高效等优势，正在为传统医学领域带来颠覆性的变革。血管介入技术是一项新兴的心脑血管等疾病诊疗手段，医生在医学影像的引导下，通过导管沿血管腔直接到达体内病变部位(如冠状动脉和脑部、肝脏、肾脏等部位的血管)，然后利用导管输送诊疗剂或手术器械(如球囊、支架、弹簧圈等)，对体内较远的病变实施微创性诊断和治疗。

血管介入手术作为微创手术的一种，避免了开腔和开颅的手术方式，从而降低手术风险，减轻病人痛苦，同时，术后并发症少、恢复周期短，所以血管介入手术机器人成为高端医疗装备领域的研发热点。目前血管介入机器人主要采用主从操作结构。医生位于手术室外操作主端机器人，从而控制从端机器人对人体进行手术，主从式操作结构有效的避免了X射线对医生的辐射影响，利用机器人固有的高操作精度和准确度实施手术。

目前现有的血管介入机器人对于导管导丝等血管介入器械的运动控制主要有三种：摩擦轮式、往复拖拽式和交替拖拽式。

摩擦轮式例如美国Corindus公司研制的CorPath 200系统，导管递送机构采用双滚轮式结构，通过摩擦力夹紧并驱动导管进行轴向运动，旋转和递送通过两个不相关的夹持机构实现，轴向尺寸较大；往复拖拽式例如北京理工大学申请号为：201710544638.5，公开日为：2017.11.03的发明专利，公开了一种机器人远程操作系统及其控制方法，从端机器人通过导管控制器和导丝控制器采用V型夹紧原理夹持管丝，控制管丝的运动，两控制器安装在移动平台上，通过控制器间的交替动作，实现管丝的往复拖拽式运动，不能连续递送，整体体积较大；交替拖拽式例如北京唯迈医疗设备有限公司的申请号为：201910620805.9，公开日为：2019.09.17的发明专利，公开了一种介入手术机器人从端推进装置及其控制方法，由一对夹板相对搓动实现管丝的运动。

上述为目前国内外血管介入机器人采用的典型管丝递送方案，但存在无法解决管丝高精度连续递送和可靠夹持间矛盾这一共性问题：(1)摩擦轮式结构，可以实现管丝连续递送，但因滚轮与管丝间点接触，难以实现管丝可靠夹持，当夹持力过小时存在打滑问题，当夹持力过大时可能导致管丝变形或表面损伤，增大血管损伤及术后并发症风险。(2)往复拖拽式，通过设计V型、爪型等卡爪结构，增大夹持接触面积，实现可靠夹持，但一般通过导轨滑块结构实现管丝轴向递送，当到达行程极限时，须放松管丝—空回程—夹紧管丝，然后继续递送，可能产生与医生手部运动间的行程极限冲突，打断医生正常手术操作。(3)交替拖拽式，虽然可以实现管丝的可靠夹持和连续递送，但管丝扭转运动由一对夹板相对搓动实现，管丝扭转定位精度难以保证(尤其针对直径0.2mm的微导丝)。

发明内容

本发明提供一种血管介入器械连续推捻机器人，可实现血管介入器械可靠夹持与高精度连续递送、旋转及其耦合运动。

为解决上述技术问题，提出了如下技术方案：