[发明专利]一种虚拟血管造影手术力反馈注射器装置

摘要

本发明提出了一种虚拟血管造影手术力反馈注射器装置，包括注射器力反馈机构、电源模块、微处理单元、步进电机驱动器，所述注射器力反馈机构包括注射器、气缸、步进电机、梯形丝杠、空气压强传感器、滑动电位器；电源模块包括直流电源、压降模块、电平转换模块。本发明用于模拟血管造影手术中造影剂注射过程中的注射状态和力觉感，解决了虚拟造影手术中血管造影过程中视觉和力觉协调的难题，手术精确度高，重复性好，可以缩短医生的培养周期，降低手术风险。

主权项

1.一种虚拟血管造影手术力反馈注射器装置，其特征在于：包括注射器力反馈机构、电源模块、微处理单元、步进电机驱动器，所述注射器力反馈机构连接微处理单元和步进电机驱动器，所述步进电机驱动器通过电源模块中的电平转换模块连接微处理单元；所述微处理单元从注射器力反馈机构中的空气压强传感器和滑动电位器获取数据，并发送脉冲控制信号给步进电机驱动器；所述步进电机驱动器将微处理单元产生的脉冲信号，转换成步进电机的工作的驱动信号，用于驱动步进电机运作；所述注射器力反馈机构主要包括步进电机（101），梯形丝杠（201），气缸（301），空气压强传感器（401），注射器（501），滑动电位器（601）；所述步进电机（101）的步进电机同步轮（102）与螺母同步轮（202）通过同步带（103）进行同步的运转，其中螺母同步轮（202）与螺母（203）通过顶丝相互固定；通过约束支架一（204）和约束支架二（205）使螺母（203）在固定位置进行旋转，通过轴承一（206）和轴承二（207）对梯形丝杠（201）进行支撑，梯形丝杠（201）一端通过联轴器（209）与气缸活塞杆（302）固定连接，另一端固定方形板（208）来防止梯形丝杠（201）旋转，保证梯形丝杠（201）只进行水平移动，这样使得梯形丝杠（201）的水平移动带动气缸活塞杆（302）进行水平移动，对气缸（301）与注射器（501）连接形成整体的内部气体体积进行压缩或拉伸；所述气缸（301）通过气阀（303）依次与软管一（402）、空气压强传感器（401）、软管二（403）进行连接，注射器（501）的注射口与软管二（403）密封连接，以上结构形成的整体的内部气压通过气缸活塞杆（302）进行控制，通过气缸活塞杆（302）的移动来模拟形成近似血压的气压状态产生对注射器活塞（504）推进时的阻力，即为人手感知到的反馈力；其中，气缸支架一（304），气缸支架二（305）为气缸（301）的支撑架，使气缸活塞杆（302）一端与梯形丝杠（201）水平对齐；注射器支架一（502），注射器支架二（503）为注射器（501）的支撑架，使注射器（501）的注射口与气阀（303）对齐连接；滑动电位器移动头（602）与注射器活塞（504）固定连接，即注射器活塞（504）移动距离与滑动电位器移动头（602）的移动距离同步且相等，所述滑动电位器移动头（602）移动的距离与滑动电位器（601）两端产生的电压具有映射关系，通过实时获取滑动电位器（601）的电压值的变化来得到注射器（501）注射的速度以及注射剂量。