一种血管介入手术辅助执行装置的制作方法

本申请涉及微创血管介入手术技术领域，尤其涉及一种血管介入手术辅助执行装置。

背景技术：

血管介入手术作为以治疗血管疾病或癌症为目的的微创手术，主要基于x射线透视，摄影血管从经皮至病变部位插入直径为数mm以下的导管，从而使导管到达目标器官并进行治疗。由于血管介入手术的精确度高，手术时间较长，手术人员需要长时间暴露于在血管介入手术过程中所发生的放射源中，此外，手术人员一天当中也可能数次暴露于辐射中，同时介入手术的过程主要由医生依靠自身过往经验进行判断，整体过程难以形成统一标准。

为解决上述问题，现有技术一般采用血管介入手术机器人执行装置代替医生在近距离完成上述操作，同时由医生对机器人进行远程控制以完成手术全过程。中国专利《介入机器人从端》(公开号：cn112120745)，公开了一种导丝/导管同轴协作的介入机器人从端，其导管的前进端离鞘管比较近，能够使导管顺利前进减少弯折，而导管的旋转则是由后面滑块上的齿轮机构驱动，导丝的推进和旋转全部由滑台上的旋转结构驱动，该装置能够完成导丝和导管的同轴转动和推进，但是由于医生无法获得导丝的力反馈，因此，当导丝遇到分支而医生未能及时发现时，容易造成血管壁损伤等问题。

技术实现要素：

本申请的实施例提供一种血管介入手术辅助执行装置，能够通过采集导丝的扭矩和受到的阻力，使医生准确感知导丝遇到了分支的时机，从而避免对血管壁的损伤，提高手术的安全性。

为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种血管介入手术辅助执行装置，包括第一外壳和设置在第一外壳内的导丝旋转运动模组、滑车控制模组、三通旋塞和导管直线运动模组；所述导管直线运动模组能够带动导管进入或脱出所述三通旋塞；所述滑车控制模组能够带动导丝旋转运动模组靠近或远离所述三通旋塞；所述导丝旋转运动模组包括第一驱动机构和导丝夹紧组件，所述第一驱动机构能够驱动所述导丝夹紧组件转动；所述导丝夹紧组件上设有压力传感器，所述压力传感器能够采集所述导丝夹紧组件受到的压力；所述第一驱动机构包括第一驱动电机和依次设置在所述第一驱动电机的输出端的第一齿轮减速机构和第二齿轮减速机构，所述第一齿轮减速机构和所述第二齿轮减速机构之间设有扭矩传感器。

进一步地，所述滑车控制模组包括底板和设置在所述底板上的第一丝杠滑块机构和磁致伸缩位移传感器；所述第一丝杠滑块机构上设有滑车底板，所述导丝旋转运动模组固连在所述滑车底板上，所述磁致伸缩位移传感器能够检测所述导丝旋转运动模组的位移。

进一步地，所述第一丝杠滑块机构包括丝杠底座、第一丝杠、第二驱动电机和第一滑块；所述丝杠底座设置在所述底板上，所述第一丝杠架设在所述丝杠底座的两端，并可相对所述丝杠底座转动，所述第一丝杠的一端伸出所述丝杠底座后连接所述第二驱动电机的输出端，所述第一滑块套设在所述第一丝杠上，所述滑车底板连接在所述第一滑块上。

进一步地，所述第一齿轮减速机构包括相互啮合的第一主动轮和第一从动轮，所述第二齿轮减速机构包括相互啮合的第二主动轮和第二从动轮；所述第一主动轮连接所述第一驱动电机的输出轴，所述第一从动轮与所述第二主动轮之间连接所述扭矩传感器，所述第二从动轮连接所述导丝夹紧组件。

进一步地，所述导丝夹紧组件包括沿轴向串接的键轴夹头和第一连接管，所述键轴夹头能够相对所述第一连接管转动，以夹紧或松开所述导丝；所述滑车底板上设有导管基座，所述第一连接管架设在所述导管基座上，所述第一连接管上还依次套设所述第二从动轮和传感器固定件，所述第二从动轮位于所述导管基座和所述传感器固定件之间，所述第一连接管可相对所述导管基座和所述传感器固定件转动；所述传感器固定件上设有压力传感器，所述压力传感器能够采集所述第一连接管受到的阻力。

进一步地，所述第二主动轮远离所述扭矩传感器的一端设有角度传感器，所述角度传感器的轴线与所述第二主动轮的轴线位于同一直线上。

进一步地，所述血管介入手术辅助执行装置还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第三驱动电机、第三主动轮和第三从动轮；所述第三主动轮设置在所述第三驱动电机的输出端，所述第三从动轮与所述第三主动轮啮合，且所述第三从动轮套设在所述三通旋塞的导丝入口处的三通旋塞花键轴上。

进一步地，所述血管介入手术辅助执行装置还包括设置在所述第一外壳上且位于所述三通旋塞的出口下方的血水收集盒，所述血水收集盒包括相互扣合的第二顶盖和第二壳体，所述第二壳体上设有卡槽，所述第一外壳上设有与所述卡槽相适配的卡扣。

进一步地，还包括注射自动化模组；所述注射自动化模组包括第二丝杠滑块机构、注射器连接件、注射器和拉线距离传感器；所述第二丝杠滑块机构包括第四驱动电机、第二丝杠和第二滑块；所述第四驱动电机和所述拉线距离传感器均通过固定支架连接在所述底板上，且所述第四驱动电机的轴线与所述拉线距离传感器的轴线平行；所述第二滑块和所述注射器均连接在所述注射器连接件上，且所述注射器连接件上设有与所述拉线距离传感器的位置相对应的通孔。

进一步地，所述导管直线运动模组包括用于推动所述导管进入所述三通旋塞的推进组件，所述三通旋塞和所述推进组件均与所述第一外壳可拆卸连接。

本申请相比现有技术具有以下有益效果：

1、本申请实施例通过在导丝旋转运动模组内设置压力传感器和扭矩传感器采集导丝的扭矩和受到的阻力并传输给主控端，使得医生能够准确感知导丝遇到了分支的时机，从而避免对血管壁的损伤，提高手术的安全性。

2、本申请实施例通过拉线距离传感器采集注射器的推杆的推入长度，从而实现自动注射造影剂。

3、本申请实施例将造影剂的注射自动化模组集成到了底板上，整个装置的集成性更高，结构更加紧凑，运输和使用更加方便。

4、本申请实施例通过第三驱动电机带动三通旋塞花键轴转动，只需远程控制第三驱动电机的启停即可实现自动关闭三通旋塞的导丝入口，防止造影剂倒流，操作更方便。

5、本申请实施例在三通旋塞的出口下方设置血水收集盒收集血水，避免了手术中血液渗出而侵入其他部件。

6、本申请实施例在中的三通旋塞和推进组件均与第一外壳可拆卸连接，拆装更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置的外形图；

图2为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置的去掉第一外壳后的立体结构示意图；

图3为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置的去掉部分第一外壳和注射自动化模组后的分解结构示意图；

图4为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中滑车控制模组的分解结构示意图；

图5为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中导丝旋转运动模组的分解结构示意图；

图6为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中注射自动化模组的立体结构示意图；

图7为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中第二驱动机构的立体结构示意图；

图8为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中血水收集盒的立体结构示意图；

图9为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中血水收集盒的分解结构示意图；

图10为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中推进组件的立体结构示意图；

图11为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置中推进组件的分解结构示意图；

图12为本申请实施例血管介入手术辅助执行装置的局部分解图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1和图2，本申请的实施例提供了一种血管介入手术辅助执行装置，包括第一外壳1和设置在第一外壳1内的导丝旋转运动模组2、滑车控制模组3、三通旋塞4和导管直线运动模组5。其中，三通旋塞4即为y阀，导管直线运动模组5能够带动球囊导管14进入或脱出三通旋塞4。滑车控制模组3能够带动导丝旋转运动模组2靠近或远离三通旋塞4。参照图3和图5，导丝旋转运动模组2包括第一驱动机构21和导丝夹紧组件22，第一驱动机构21能够驱动导丝夹紧组件22转动。导丝夹紧组件22上设有压力传感器23，压力传感器23能够采集导丝夹紧组件22受到的压力。第一驱动机构21包括第一驱动电机211和依次设置在第一驱动电机211的输出端的第一齿轮减速机构212和第二齿轮减速机构213，第一齿轮减速机构212和第二齿轮减速机构213之间设有扭矩传感器24。

参照图2和图4，为了能够准确检测导丝15的直线运动位移，在一些实施例中，滑车控制模组3包括底板31和设置在底板31上的第一丝杠滑块机构32和磁致伸缩位移传感器33。第一丝杠滑块机构32上设有滑车底板34，导丝旋转运动模组2固连在滑车底板34上，磁致伸缩位移传感器33能够检测导丝旋转运动模组2的位移。

具体的，第一丝杠滑块机构32包括丝杠底座321、第一丝杠322、第二驱动电机323和第一滑块324。丝杠底座321设置在底板31上，第一丝杠322架设在丝杠底座321的两端，并可相对丝杠底座321转动，第一丝杠322的一端伸出丝杠底座321后连接第二驱动电机323的输出端，第一滑块324套设在第一丝杠322上，滑车底板34通过连接板326连接在第一滑块324。磁致伸缩位移传感器33包括检测轴331和可移动磁环(图中未示)，其中检测轴331通过传感器支撑架332支撑在底板31上，且检测轴331的轴线与第一丝杠322的轴线平行，第一滑块324上设有滑车联动块325，检测轮设置在滑车联动块325上。由此，当滑车控制模组3带动导丝15直线运动时，磁致伸缩位移传感器33能够采集滑车联动块325的直线运动距离(即导丝15的直线运动距离)，并将该值发送给反馈接收端(图中未示)，使整个运动过程同步监测性、可控性更高。

参照图5，在一些实施例中，第一齿轮减速机构212包括相互啮合的第一主动轮2121和第一从动轮2122，第二齿轮减速机构213包括相互啮合的第二主动轮2131和第二从动轮2132。第一主动轮2121连接第一驱动电机211的输出轴，第一从动轮2122与第二主动轮2131之间通过第一联轴器27连接扭矩传感器24，第二从动轮2132连接导丝夹紧组件22。扭矩传感器24能够实时采集第一从动轮2122的扭矩(间接采集导丝15的扭矩)，并将该值发送给反馈接收端。

在一些实施例中，导丝夹紧组件22包括沿轴向串接的键轴夹头221和第一连接管222，键轴夹头221能够相对第一连接管222转动，以夹紧或松开导丝15。具体的，滑车底板34上设有电机支撑座35，电机支撑座35上设有第一电动卡爪28，第一电动卡爪28可以夹紧键轴夹头221。滑车底板34上设有导管基座210，第一连接管222架设在导管基座210上，第一连接管222上还依次套设第二从动轮2132和传感器固定件29，第二从动轮2132位于导管基座210和传感器固定件29之间，第一连接管222可相对导管基座210和传感器固定件29转动；传感器固定件29上设有压力传感器23，压力传感器23能够实时采集第一连接管222(即导丝15)受到的阻力值，并将该值发送给反馈接收端。具体的，第一连接管222的尾端设有台阶凹槽，该台阶凹槽与压力传感器23的另一端相低接，从而在导丝15向前推进时压力传感器23能感知到阻力。

在一些实施例中，为了使第一连接管222转动的更灵活，导管基座210与第一连接管222之间设有滑动轴承(图中未示)，传感器固定件29与第一连接管222之间设有滚动轴承26。

在一些实施例中，第二主动轮2131远离扭矩传感器24的一端设有角度传感器25，角度传感器25的轴线与第二主动轮2131的轴线位于同一直线上，角度传感器25能够实时采集第二主动轮2131的旋转角度(间接采集导丝15的扭矩)，并将该值发送给反馈接收端。具体的，第二主动轮2131与角度传感器25之间通过第二联轴器30连接。

在一些实施例中，导管直线运动模组5包括用于推动球囊导管14进入三通旋塞4的推进组件51，三通旋塞4和推进组件51均与第一外壳1可拆卸连接。具体的，参照图10至图12，推进组件51包括相互扣合的第一顶盖511和第一壳体522。第一壳体522相对的两个侧壁上分别设有导管入口523和导管出口524。第一壳体522内设有两个主动挤压轮525和两个从动挤压轮526，两个主动挤压轮525靠近导管出口524设置，球囊导管14的一端依次穿过导管入口523、两个从动挤压轮526之间、两个主动挤压轮525之间和导管出口524后进入三通旋塞4内。两个主动挤压轮525通过驱动电机(图中未示)驱动。推进组件51采用的是双摩擦轮推进的方式，即两个主动挤压轮525通过摩擦力驱动两个从动挤压轮526，从而驱动球囊导管14推进。两个从动挤压轮526通过挤压给球囊导管14一个支撑的作用，使球囊导管14能够顺利的进入三通旋塞。

为了便于拆装，第一壳体522的底部设有固定轴5221，第一外壳1上设有与固定轴5221相适配的固定孔102。

参照图7，三通旋塞4包括导丝进入口41、造影剂进入口42和三通旋塞出口43，导丝进入口41上设有三通旋塞花键轴44，旋转三通旋塞花键轴44至设定的角度，即可打开或关闭导丝进入口41。旋转三通旋塞花键轴44的口部连接软管45，软管45上设有第一入口451和第二入口452，第一入口451用于插入导丝15，第一入口452与导管出口524连通用于插入球囊导管14。三通旋塞4的外部设有三通旋塞固定座46，三通旋塞固定座46通过螺栓连接在第一外壳1上。软管45通过固连在第一壳体1上的第二电动卡爪46夹紧。

在一些实施例中，本申请实施例还包括第二驱动机构6，第二驱动机构6包括第三驱动电机61、第三主动轮62和第三从动轮63。第三主动轮62设置在第三驱动电机61的输出端，第三从动轮63与第三主动轮62啮合，且第三从动轮63套设在三通旋塞花键轴44上。由此，可以在注射造影液前，自动控制导丝进入口41与导丝15之间的环腔的通断，防止造影液倒流。

参照图8、图9和图12，在一些实施例中，本申请实施例还包括设置在第一外壳1上且位于三通旋塞出口43下方的血水收集盒7，血水收集盒7包括相互扣合的第二顶盖71和第二壳体72，第二壳体72上设有卡槽721，第一外壳1上设有与卡槽721相适配的卡扣101。为了便于拆卸，卡扣101的上表面为斜面。由此，当进行手术准备工作时，打开第二顶盖71，做完手术的时候，拔掉与三通旋塞出口43连接的导管，血液会沿着三通旋塞出口43流入第二壳体72内，防止血液滴在其它部件上。第二壳体72上设有出血口722，在出血口722上接上一个导流管，就能将血液收集到玻璃瓶内。另外，由于血水收集盒7可以手动安装，因此，需要更换的时候，拆卸也很方便。

在医生执行血管介入手术的过程中，医生会通过ct进行影像引导，但是为了更加清晰的观测血管的位置和姿态，会随着导丝15前进而进行造影剂注射。为了在手术过程中方便对血管造影，参照图2和图6，在一些实施例中，本申请实施例还包括注射自动化模组8。注射自动化模组8包括第二丝杠滑块机构81、注射器连接件82、注射器83和拉线距离传感器84。第二丝杠滑块机构81包括第四驱动电机811、第二丝杠812和第二滑块813。其中，第四驱动电机811和第二丝杠812之间通过弹性联轴器814连接。第四驱动电机811和拉线距离传感器84均通过固定支架85连接在底板31上，且第四驱动电机811的轴线与拉线距离传感器84的轴线平行。第二滑块813和注射器83均连接在注射器连接件82上，且注射器连接件82上设有与拉线距离传感器84的位置相对应的通孔821。由此，当第四驱动电机811驱动第二丝杠812转动时，第二滑块813能够带动注射器连接件82运动，推动注射器83的推杆完成注射动作，注射器的外壳固定在外壳凹槽(图中未示)中。与此同时，拉线距离传感器84的前端伸出的可变长度柔性金属线连接注射器连接件82的通孔821，完成距离监测的功能，使注射过程被同步监测，提升了注射自动化模功能的可控性。

为了便于拆卸注射器83，注射器连接件82的上部设有与注射器83的推杆尾部形状相适配的插槽822，且插槽822的开口朝上。由此，只需向上或向下推动注射器83即可将脱出或插入插槽822内。

参照图1和图2，导丝旋转运动模组2外部设有第二壳体9，导丝15位于键轴夹头221与软管45之间的部分套设伸缩管10，伸缩管10的大端通过螺栓11连接在第二壳体9上。导丝15位于第一连接管222之后的部分套设第一保护套12。球囊导管14的外部套设第二保护套13。参照图3，第二驱动机构6的外侧设有第三外壳64。由此，可以防止球囊导管14和导丝15被污染。

本申请实施例可以实现导丝15与球囊导管14的协同工作，适用于取血管栓塞以及放置血管支架，且本申请实施例可以采用可替换的一次性导丝、导管、y阀等无菌耗材。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。