专利名称：Ptcd辅助机械自动化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及外科手术用的医用器械。具体地说，是一种能够辅助完成经皮经肝胆 管弓丨流术(percutaneous transhepatic cholangial drainage PTCD)的机械自动化装置， 远程操控完成PTCD。
背景技术：
PTCD是一种临床常用的操作技术，主要用于晚期肿瘤引起的恶性胆道梗阻，行姑 息性胆道引流；深度黄疸病人的术前准备；急性胆道感染，如急性梗阻性化脓性胆管炎，行 急症胆道减压引流，使急症手术转为择期手术等。然而，在为患者治疗疾病的过程中，医务 工作者需长时间暴露于X线下，付出了自己身体健康的代价。研究显示从事介入放射工作 的人员，其机体在较长时间连续或间断地受到超剂量电离辐射，可产生各种有害效应，如伤 及皮肤、晶状体、性腺和骨髓组织等。有资料报道，X射线可使空气中气体激发电离产生氮 氧化物、臭氧、自由基等有害物质，少量多次接触放射线可因蓄积作用使遗传基因积累损伤 以至致癌或致畸。X线还能导致头晕、脱发、器官受损、抑制骨髓造血、使白细胞减少；长期 低剂量射线照射能使人眼晶状体混浊，并可最终发展成为放射性白内障。因此，如何在为患 者造福的过程中，能够不对医务人员自身造成损害，多少年来一直是摆在介入工作者面前 的难题。
发明内容
本发明的目的在于，针对PTCD过程中医务工作者需长时间暴露于X下的现状，提 供一种机械自动化装置，能够远程操控，辅助完成PTCD，从而使医务工作者彻底从X线的环 境中解脱出来。本发明的基本思路是在PTCD过程中，当需要X线监视操作时，应用机械固定装 置，将所需的各种器械，固定在其空间应处于的位置上，之后通过微动电机驱动的机械手臂 来控制各种器械的运动，使之完成操作。应用配套软件，并结合专门设计的控制线路，同时 使用专用电缆连接。将操作面板置于X线暴露的环境之外，而远程操控机械手。本发明是这样实现的主要由器械控制平台、机械手臂、摄像装置、专用电缆、压力传感器、控制终端组 成。机械手臂、摄像装置、压力传感器分别直接或间接地固连在器械控制平台上，摄像装置、 压力传感器与电机电连接，电机与机械手臂连接。控制终端由主控制器、人机接口、电源转 换电路、信号转换采集电路、驱动输出电路、图像显示器组成，电源转换电路分别与主控制 器、人机接口、驱动输出电路、信号转换采集电路电连接；信号转换采集电路采集压力传感 器传回的信号进行转换放大，传输至主控制器进行判断，并将工作状态显示于人机接口，人 机接口接收用户的具体操作信息，传递给主控制器，其对用户输入的操作信息进行判断，并 将接收信号转换采集电路所采集到的传感器信息，与用户操作信息进行综合计算、处理，输 出控制信号，至驱动输出电路，随之对指令进行放大，转换为电机驱动信号以驱动各电机实
3现机械手臂的运动。控制终端通过专用电缆与机械控制平台的电机电相连。所说的机械控制平台，为可移动平台结构，上方安装有多个固定装置，其中有的用 于固定摄像装备；有的用于固定机械手臂，通过通过电机a、电机b驱动，使机械手臂完成夹 持运动和前后运动；有的用于固定注射器，并与电机c相连，控制完成推注药物。使用时医务工作者首先在B超的引导下，穿刺针穿刺入肝内胆管，穿刺针连接注 射器。之后将穿刺针以及注射器固定于器械支架的相应位置，此时，医务人员可退出至X线 操作间内，远程操控机械手臂使注射器推药完成造影。再根据需要，人工将相应器械固定于 器械支架上的相应位置，并通过控制人机接口，远程操控机械手完成置入导丝、扩张、引流 管置入、支架置入等传统需X线监测下完成的操作步骤。本发明可以在医务工作者行PTCD的诊疗过程中，由机械辅助完成各种通常情况 下需X线下完成的操作。本发明作为一种PTCD辅助机械自动化设备，与传统的操作过程相 比，能够彻底将医务工作者从射线的工作环境中解放出来，保护了医生的健康。
图1.本发明实施例的构造示意图；图2.本发明实施例之控制终端电路原理框图。
具体实施例方式下面结合附图叙述一个实施例，对本发明做进一步说明。图1显示本实施例整体构造。主要由器械控制平台、专用电缆以及控制终端组成。器械控制平台上安装有三个固定装置。第一个固定装置用于固定各种PTCD时的 各种器械或导丝；第二个固定装置结构依据注射器形状设计，用于固定注射器。其末端设计有推片 装置，并连接电机C。由电机c作用推片使之运动，完成注射器的推药；第三个固定装置末端连接机械手臂，可以使机械手臂在一定范围内固定于任意位 置、任意角度；机械手臂末端为钳状设计，通过安装于平台上的电机a和电机b分别控制机械手 臂完成夹持、放松动作以及前后移动动作；在机械手臂的与微动电机运动方向之间安装有 压力感应器的检测部件，并将其探测信号反馈至控制终端。此外，器械控制平台上还安装有摄像装置，用以实时采集机械运动状态。控制平台内的所有电机、摄像装置及压力感应器通过专用电缆与控制终端相连 接。控制终端安置与一遥控盒内，内含主控制器、人机接口、电源转换电路、传感器信 号转换采集电路、驱动输出电路、图像显示器。控制终端内电源转换电路将外部电流转换后，分别提供给主控制器、人机接口、驱 动输出电路、信号转换采集电路、图像显示器供电；信号转换采集电路则对压力传感器传回 的信号进行转换放大，反馈至主控制器进行判断；人机接口为一触摸显示屏幕，提供机械 手臂当前位置、角度、导丝接触压力等信息显示功能的同时，还具备用户操作输入接口的功 能，用于接收用户的具体操作信息，传递给主控制器以实施操作控制；驱动输出电路根据电机的驱动要求对主控制器输出的控制指令进行驱动放大，转换为电机驱动信号以驱动各电 机实现对机械手臂的控制；主控制器在配套软件支持下，可对用户输入的操作信息进行判 断，并将采集到的传感器信息与用户操作信息进行综合计算、处理，输出控制信号，从而对 操作控制对象进行精确控制；而图像显示器则接收摄像装置的信号实时显示图像。图2显示本实施例之控制终端电路原理。在控制终端，压力传感器探测并输出信 号至信号转换采集电路采样后，将压力、位置等传感器信息显示于显示屏幕上，同时可以将 其信息进行综合计算处理，如所采集的信号超过一定阈值，则发出控制指令至驱动输出电 路，进而发出电机驱动信号。用户可于人机接口发出操作指令至控制器进行判断，再发出指令信息进行综合计 算处理后，发出控制指令至驱动输出电路，进而发出电机驱动信号，控制电机运动而使机械 手臂运动。
权利要求
一种PTCD辅助机械自动化装置，其特征在于由器械控制平台、机械手臂、摄像装置、专用电缆、压力传感器、控制终端组成，机械手臂、摄像装置、压力传感器分别直接或间接地固连在器械控制平台上，摄像装置、压力传感器与电机电连接，电机与机械手臂连接；控制终端由主控制器、人机接口、电源转换电路、信号转换采集电路、驱动输出电路、图像显示器组成，电源转换电路分别与主控制器、人机接口、驱动输出电路、信号转换采集电路电连接；信号转换采集电路采集压力传感器传回的信号进行转换放大，传输至主控制器进行判断，并将工作状态显示于人机接口，人机接口接收用户的具体操作信息，传递给主控制器，其对用户输入的操作信息进行判断，并将接收信号转换采集电路所采集到的传感器信息，与用户操作信息进行综合计算、处理，输出控制信号，至驱动输出电路，随之对指令进行放大，转换为电机驱动信号以驱动各电机实现机械手臂的运动；控制终端通过专用电缆与机械控制平台的电机电相连。
2.根据要求1所述PTCD辅助自动化装置，其特征在于所说的机械控制平台，为可移 动平台结构，上方安装有多个固定装置，其中有的用于固定摄像装备；有的用于固定机械手 臂，通过通过电机a、电机b驱动，使机械手臂完成夹持运动和前后运动；有的用于固定注射 器，并与电机c相连，控制完成推注药物。
全文摘要
本发明涉及一种PTCD辅助机械自动化装置。针对临床PTCD过程中，X线对医务工作者造成损害的现状，提供一种能够辅助完成PTCD的机械手。本发明由器械控制平台、机械手臂、摄像装置、专用电缆、压力传感器、控制终端组成。应用时，在人工行穿刺后，固定PTCD所用器械于控制支架相应位置，通过控制系统来远程控制机械手臂，使其作出夹持、放松以及前后运动的动作，从而在进行各种通常需要X线监视下的动作，辅助完成PTCD操作。本发明应用机械装置固定各种PTCD的相关器械，并通过机械手臂完成器械的运动，使医务人员可以远程操控，实现了医务工作者在PTCD过程中免受X线伤害的夙愿。
文档编号A61B19/00GK101926680SQ20101024428
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者刘阳, 宋永春, 曹罡 申请人:曹罡;刘阳;宋永春