介入手术机器人导丝摩擦力测量装置的制作方法

本发明涉及微创血管介入手术技术领域，具体的说，涉及对于介入手术中机器人从端对导丝反馈的控制技术，更具体的说，涉及一种介入手术机器人导丝摩擦力测量装置。

背景技术：

全球每年有近3000万人死于心脑血管疾病，占所有疾病死亡率的30％左右，其中，我国患有心脑血管疾病人数近3亿。心脑血管疾病已经成为人类疾病死亡的三大原因之一，严重影响着国民健康和人们的正常生活。

心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段。和传统外科手术相比，有着切口小、术后恢复时间短等明显优势。心脑血管介入手术是由医生手动将导管、导丝以及支架等器械送入病患体内来完成治疗的过程。

但是介入手术存在以下2点问题，第一，在手术过程中，由于dsa会发出x射线，医生体力下降较快，注意力及稳定性也会下降，将导致操作精度下降，易发生因推送力不当引起的血管内膜损伤、血管穿孔破裂等事故，导致病人出现生命危险；第二，长期电离辐射的积累伤害会大幅地增加医生患白血病、癌症以及急性白内障的几率。医生因为做介入手术而不断积累射线的现象，已经成为损害医生职业生命、制约介入手术发展不可忽视的问题。

而通过借助机器人技术对导丝遥操作的手术方法能够有效应对上述这一问题，还可以大幅提高手术操作的精度与稳定性，同时能够有效降低放射线对介入医生的伤害，降低术中事故的发生几率。因此，心脑血管介入手术辅助机器人越来越多的被人们所关注，逐渐成为当今各科技强国在医疗机器人领域的重点研发对象。

但是目前现有的血管介入手术机器人存在有如下几个方面的问题：(1)结构相对比较臃肿复杂，导丝的力反馈检测装置会导致导丝在机器人上的安装和更换不方便；(2)采用直接用传感器测导丝受力变化，对无菌环境无法有效保障；(3)尚无很好的间接测量导丝轴向摩擦力的受力方法。

因此如何改进现有的血管介入手术机器人的结构以克服上述诸多问题，是本领域技术人员的一个重要研究方向。

技术实现要素：

本发明提供的一种介入手术机器人导丝摩擦力测量装置，其目的在于解决现有介入手术机器人对导丝轴向摩擦力受力检测不足，受力检测装置难以安装，不能满足临床需要的问题。

为此，本发明的目的在于提出一种介入手术机器人导丝摩擦力测量装置，安装于推进机构主动端上，所述介入手术机器人导丝摩擦力测量装置的相对一侧为推进机构从动端，所述介入手术机器人导丝摩擦力测量装置和所述推进机构从动端设有至少两组，所述推进机构主动端用以实现对导丝的交替夹紧，所述推进机构从动端用以辅助所述推进机构主动端夹紧导丝；所述介入手术机器人导丝摩擦力测量装置包括：

方管连接件，所述方管连接件安装于所述推进机构主动端上；

微型直线导轨，所述微型直线导轨安装于所述方管连接件底部的上表面上且所述微型直线导轨的轴向方向与导丝的运动方向平行；

滑块，所述滑块滑动安装在所述微型直线导轨上；

直角连接件，所述直角连接件固定安装在所述滑块上方，所述直角连接件与所述方管连接件共同围出一个矩形空间；

微型拉压力传感器，所述微型拉压力传感器位于所述矩形空间内，所述微型拉压力传感器沿所述微型直线导轨轴向方向的两端为测力端，其中一测力端与所述直角连接件固定，另外一测力端与所述方管连接件固定；

电磁铁，所述电磁铁安装于所述直角连接件远离所述微型拉压力传感器的一侧，用以吸附导丝夹持件。

本发明装置用于介入手术中导丝做前进或后退运动，在导丝的夹持端，能够检测到导丝在运动过程中受到的摩擦力情况，根据受力情况的变化，来实时进行判断，给于操作者及时有效的信息反馈，保护手术可以安全可靠的进行。当发生异常情况时，能给于操作者及时的提醒，是一种安全保护装置，辅助医生更好的进行介入手术治疗。

本发明装置采用了间接测力的方式，解决了导丝和测力装置不方便安装的问题，保障了导丝的无菌环境；通过测量微型拉压力传感器的推拉力，从而判断出导丝轴向摩擦力的受力变化情况，能及时给予医生操作提醒，保护病人安全。

本发明装置整体结构简单，稳定性好，结构紧凑，安装方法简单，操作方便，是整体机器人中的重要环节。

在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：

优选的，所述推进机构从动端以及所述介入手术机器人导丝摩擦力测量装置整体设有两组。

通过推进机构主动端对导丝的交替夹紧、推进机构从动端的辅助夹紧以及位于推进机构主动端上两组介入手术机器人导丝摩擦力测量装置在导丝夹紧时的信号采集，确保了医生可以及时判断出导丝上受力的变化情况，避免危险的发生。

优选的，两个所述介入手术机器人导丝摩擦力测量装置跟随所述推进机构主动端交替动作，并在夹紧导丝时进行信号采集。

优选的，所述直角连接件通过螺丝与所述滑块相固定。

本发明介入手术机器人导丝摩擦力测量装置是配合介入手术机器人的往复运动装置使用的。在进行往复运动中，两组活动件交替夹紧导丝，使导丝进行运动。通过检测夹紧导丝端的微型拉压力传感器的受力变化情况，可以间接反映导丝端受力的情况，从而给于医生及时的反馈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为介入手术机器人导丝摩擦力测量装置整体安装示意图；

图2为介入手术机器人导丝摩擦力测量装置整体结构示意图；

图3为介入手术机器人导丝摩擦力测量装置爆炸视图示意图；

其中，图中，

100-推进机构主动端；

200-推进机构从动端；

300-导丝；

400-介入手术机器人导丝摩擦力测量装置，

401-方管连接件，402-微型直线导轨，403-滑块，404-直角连接件，405-微型拉压力传感器，406-电磁铁。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

下面根据图1-3详细描述本发明实施例的一种介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400。

如图1所示，本发明实施例公开了一种介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400，安装于推进机构主动端100上，介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400的相对一侧为推进机构从动端200，介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400和推进机构从动端200各设有两组，推进机构主动端100用以实现对导丝300的交替夹紧，推进机构从动端200用以辅助推进机构主动端100夹紧导丝300。如图1所示，导丝300被两组夹持件夹住。

两组介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400安装于推进机构主动端100上并与两组推进机构从动端200相对，这两组介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400跟随推进机构主动端100交替动作，并在夹紧导丝300及导丝300做推进或后退运动时进行信号采集，其结构相同，如图2-3所示，均包括：方管连接件401、微型直线导轨402、滑块403、直角连接件404、微型拉压力传感器405、电磁铁406。

方管连接件401安装于推进机构主动端100上，由推进机构主动端100推动进行前后移动。微型直线导轨402固定安装于方管连接件401底部的上表面上且微型直线导轨402的轴向方向与导丝300的运动方向平行，滑块403滑动安装在微型直线导轨402上，直角连接件404又通过螺丝固定安装在滑块403上方，使直角连接件404可以沿导丝300方向做前后移动；直角连接件404与方管连接件401共同围出一个矩形空间，微型拉压力传感器405位于该矩形空间内。微型拉压力传感器405沿微型直线导轨402轴向方向的两端为测力端，其中一测力端与直角连接件404固定，另外一测力端与方管连接件401固定。电磁铁406安装于直角连接件404远离微型拉压力传感器405的一侧，用以吸附导丝夹持件，从而带动导丝300进行运动。

本发明中的两组介入手术机器人导丝摩擦力测量装置400形状大小一致，功能相同，只是在不同位置和时机来起作用。具体的，本发明装置用于往复推进机构中，在同一时间，有且仅有一组导丝夹持件来夹紧导丝300，所以只有在导丝300夹紧时，该摩擦力测量装置才会进行信号采集，在松开导丝300时，不需采集传感器的信号。

本发明装置的具体工作原理为：

微型拉压力传感器405可以沿导丝300的运动方向滑动，但其两测力端又分别与直角连接件404、方管连接件401相固定，这样导丝300移动时受到的摩擦力便会传递到微型拉压力传感器405的两个测力端上。导丝端移动时受到的摩擦力，即可近似为微型拉压力传感器405上力的变化值，通过实验可以进一步找出合理的危险阈值，从而有效的保障手术安全。

此装置可以模拟医生手术中，手部感受到导丝300上的力的变化情况，从而达到在室外操作，也有力反馈的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。