导丝和介入手术机器人力反馈装置的制作方法

1.本公开涉及医疗器械制造的技术领域，更具体地，涉及一种导丝和介入手术机器人力反馈装置。


背景技术：

2.介入手术是通过实时的射线照射来对患者身体内部组织及器官成像，从而完成微创手术操作的目的。手术操作者需要长时间的暴露于射线照射中，长期从事介入手术的医生，有更大的几率罹患射线相关疾病，危害身体健康。
3.由于介入手术环境是存在辐射的有害环境，需要尽可能的减少手术操作者在辐射环境中的暴露时间。现有的介入手术机器人可以使得手术操作者与有害环境隔离，能够实现遥控操作手术。
4.介入手术机器人研发过程中的重要技术之一是细长型医疗器械（例如导管、导丝）的递送装置，在用机器人做介入手术时，由于医生是在远处通过主端操作器控制从端驱动器递送导丝、导管，因此在递送导丝、导管时不能获取导丝尖端与血管壁接触时产生的瞬时力值，容易对手术过程造成不良影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的是至少解决无法获取导丝远端及尖端与血管壁发生接触时所产生的力值信息的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：本发明的第一方面提出了一种导丝。
6.根据本发明的导丝，包括：本体；检测组件，所述检测组件包括检测件、基板和芯片，所述基板设置在所述本体的远端，所述芯片设置在所述本体上，所述检测件设置在所述基板上，所述基板与所述芯片电连接。
7.根据本发明的导丝，通过将检测组件设置在本体的远端，其中，检测件可与血管壁接触，并产生反向作用力，此时，检测件与基板可发生微变形，芯片能够收到检测件受产生的力值，医生通过检测组件能够获得更精准的力反馈信息，极大地提高了介入手术机器人手术过程的安全性。
8.在本发明的一些实施例中，所述基板为力传感器，所述检测件推动所述基板产生微变形，使所述基板的电阻值发生变化。
9.在本发明的一些实施例中，所述基板包括环形板、连接板和多个连接部，所述环形板设置在所述本体的远端，所述连接板通过多个所述连接部设置在所述环形板的内侧，所述检测件设置在所述连接板上。
10.在本发明的一些实施例中，所述环形板、所述连接板和所述本体的至少一部分上均布置有集成电路，所述芯片设置在所述本体的集成电路上。
11.在本发明的一些实施例中，所述连接部为4个，4个所述连接部沿所述环形板的周向均匀地设置在所述环形板的内侧。
12.在本发明的一些实施例中，所述检测件包括尖端帽和尖端锥体，所述尖端帽设置在所述尖端锥体的远端，所述尖端锥体设置在所述连接板上。
13.在本发明的一些实施例中，所述的导丝还包括信号耦合器，所述信号耦合器设置在所述本体的近端，所述芯片与所述信号耦合器电连接，所述信号耦合器与所述数据处理器无线连接。
14.在本发明的一些实施例中，所述的导丝还包括推杆连接板，所述推杆连接板设置在所述本体的远端，所述基板设置在所述推杆连接板的远端，所述芯片设置在所述推杆连接板上。
15.在本发明的一些实施例中，所述的导丝还包括弹簧护套，所述弹簧护套套设在所述推杆连接板上，所述弹簧护套的一端与所述检测件连接，所述弹簧护套的另一端与所述本体连接。
16.在本发明的一些实施例中，所述的导丝还包括信号线，所述信号线依次连通所述基板和所述芯片、所述芯片和所述信号耦合器，且所述信号线穿设在所述本体内。
17.本发明的第二方面提出了一种介入手术机器人力反馈装置。
18.根据本发明的介入手术机器人力反馈装置，包括：导丝，所述导丝为上述中任一项实施例所述的导丝；数据处理器，所述芯片与所述数据处理器电连接。
19.上述说明仅是本技术实施方式技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本技术实施方式的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术实施方式的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1示意性地示出了根据本发明实施方式的移除弹簧护套的导丝的立体图。
21.图2示意性地示出了根据图1的放大示意图a。
22.图3示意性地示出了根据图2的放大示意图b。
23.图4示意性地示出了根据图1的放大示意图c。
24.图5示意性地示出了根据本发明实施方式的导丝的主视图。
25.图6示意性地示出了根据图5的放大示意图d。
26.附图标记如下：导丝100，本体10，推杆连接板11，信号线12，检测组件20，检测件21，尖端帽211，尖端锥体212，基板22，安装孔221，环形板222，连接板223，连接部224，芯片23，信号耦合器30，弹簧护套40。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公
开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
28.介入手术机器人研发过程中的重要技术之一是细长型医疗器械（例如导管、导丝）的递送装置，在用机器人做介入手术时，由于医生是在远处通过主端操作器控制从端驱动器递送导丝、导管，因此在递送导丝、导管时不能获取导丝尖端与血管壁接触时产生的瞬时力值，容易对手术过程造成不良影响。
29.本发明的目的是至少解决无法获取导丝远端及尖端与血管壁发生接触时所产生的力值信息的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：如图1-图6所示，本发明的第一方面提出了一种导丝100。导丝100包括本体10和检测组件20。
30.其中，本体10大体上为圆杆型结构，在本体10的远端设置有检测组件20。
31.检测组件20包括检测件21、基板22和芯片23。基板22设置在本体10的远端，芯片23设置在本体10上，检测件21设置在基板22上，基板22与芯片23电连接。
32.具体地，如图1所示，在本公开中，本体10的远端指的是本体10远离操作台的一端，即本体10伸入患者血管内的一端。
33.基板22设置在本体10的远端，基板22大体上为圆板形，基板22的中心位置设置有安装孔221，检测件21设置在安装孔221内，基板22与芯片23电连接。
34.可以理解的是，在本公开中，当检测件21与血管壁发生碰撞时，检测件21可产生反作用力，检测件21可推动基板22产生微变形，基板22与芯片23可通过信号线电连接。芯片23可将检测件21产生的反作用力的数值传输给操作人员。
35.需要说明的是，在本公开中，基板22为力传感器，检测件21可推动基板22产生微变形，基板22产生微变形会使基板22的电阻值发生变化。芯片23与基板22电连接，芯片23可用来测量基板22的电压值，由于基板22的电阻值发生变化，芯片23所测得的电压值也随之发生变化。
36.综上所述，根据芯片23所测得的电压值的变化量即可获得检测件21与血管壁接触时产生的瞬时力值，医生可通过芯片23实时获得检测件21与血管壁接触时产生的瞬时力值，有效地提高了手术的成功率。
37.根据本发明的导丝100，通过将检测组件20设置在本体10的远端，其中，检测件21可与血管壁接触，并产生反向作用力，此时，检测件21与基板22可发生微变形，芯片23能够收到检测件21产生的力值，医生通过检测组件20能够获得更精准的力反馈信息，极大地提高了介入手术机器人手术过程的安全性。
38.在本发明的一些实施例中，如图3所示，基板22包括环形板222、连接板223和多个连接部224。环形板222设置在本体10的远端，连接板223通过多个连接部224设置在环形板222的内侧，检测件21设置在连接板223上。
39.具体地，如图3所示，环形板222为圆环形结构，环形板222的外周面与本体10相连，多个连接部224设置在环形板222的内侧，且连接部224朝向环形板222的中心位置延伸。连接板223通过多个连接部224设置在环形板222的中心位置，即连接板223相对于环形板222为悬空状态。由此，有利于检测件21发生微位移，有效地提高了本发明的检测精度。
40.进一步地，连接部224的材质为硅纳米线，且硅纳米线通过等离子体化学气相沉积方式生长在环形板222和连接板223的表面上。由此，当检测件21发生位移时，连接部224发
生变形，使得连接部224的电阻发生变化。
41.在本发明的一些实施例中，环形板222、连接板223和本体10的至少一部分上均布置有集成电路，芯片23设置在本体10的集成电路上。
42.可以理解的是，其中，环形板222和连接板223的位于同一侧的表面上设置有集成电路，并通过连接部224连通。本体10的至少一部分上均布置有集成电路，且芯片23设置在本体10的集成电路上。由此，环形板222、连接板223和芯片23之间实现了连通。
43.连接板223相对于环形板222为悬空状态，连接板223和环形板222组成悬臂梁结构，该悬臂梁结构与连接部224结合形成惠斯通电桥。由此，当连接部224发生微变形时，连接部224的电阻会产生变化，进而产生变化电压，芯片23设置在本体10的集成电路上，即芯片23与连接板223电连接，由此，变化电压经芯片23处理后，经由信号线传输，从而实现力反馈。
44.在本发明的一些实施例中，如图3所示，连接部224为4个，4个连接部224沿环形板222的周向均匀地设置在环形板222的内侧。
45.可以理解的是，4个连接部224均匀地设置在环形板222的内侧，有利于环形板222、4个连接部224和连接板223形成稳定的惠斯通电桥。
46.进一步地，4个连接部224的材料、形状和尺寸均一致，由此，进一步地提高了惠斯通电桥结构的稳定性，有利于提高检测精度。
47.在本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，检测件21包括尖端帽211和尖端锥体212。尖端帽211设置在尖端锥体212的远端，尖端锥体212设置在连接板223上。
48.可以理解的是，尖端帽211的帽体部分为半球形结构，由此，有效地降低了尖端帽211与血管壁发生碰撞时，血管壁收到的刺激。
49.尖端锥体212整体为圆锥形结构，有利于尖端锥体212更好地推动连接板223，以使连接板223产生位移，连接板223可带动连接部224发生形变。由于，连接部224为压阻材料，由此，在环形板222、4个连接部224和连接板223形成的惠斯通电桥的电阻会发生变化，最终使得芯片23测得的数值发生变化。
50.在本发明的一些实施例中，如图4所示，导丝100还包括信号耦合器30。信号耦合器30设置在本体10的近端，芯片23与信号耦合器30电连接。
51.可以理解的是，信号耦合器30有效地提高了信号在传输过程中的稳定性，有利于提高导丝100整体的检测性能和安全性。
52.更进一步地，导丝100的本体10内设置有通道，芯片23设置在本体10的远端，信号耦合器30设置在本体10的近端，芯片23与信号耦合器30之间通过信号线连接，该信号线可以穿设在本体10的通道内，由此，有利于提高信号线的安全性，使得数据的传递更稳定。
53.在本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，导丝100还包括推杆连接板11。推杆连接板11设置在本体10的远端，基板22设置在推杆连接板11的远端，芯片23设置在推杆连接板11上。
54.具体地，在本公开中，如图1-图2所示，推杆连接板11大体上为直条状，推杆连接板11的至少一个表面为水平面，由此，有利于芯片23更稳定地设置在推杆连接板11上。
55.进一步地，推杆连接板11的至少一个表面为水平面，该水平面上设置有集成电路，芯片23设置在该水平面上，有利于提高芯片23的稳定性。
56.在本发明的一些实施例中，导丝100还包括弹簧护套40。弹簧护套40套设在推杆连接板11上，弹簧护套40的一端与检测件21连接，弹簧护套40的另一端与本体10连接。
57.可以理解的是，弹簧护套40套设在推杆连接板11上，弹簧护套40的一端可以与尖端帽211相连，弹簧护套40的另一端可以与本体10的远端相连。由此，当尖端帽211与血管壁发生碰撞时，弹簧护套40可以有效地的保护推杆连接板11在碰撞过程中不发生变形和弯曲，有利于提高导丝100的稳定性和安全性。
58.在本发明的一些实施例中，如图1-图2所示，导丝100还包括信号线12，信号线12依次连通基板22和芯片23、芯片23和信号耦合器30，且信号线12穿设在本体10内。
59.可以理解的是，信号线12穿设在本体10内，有效地保护了信号线12。
60.如图5-6所示，本发明的第二方面提出了一种介入手术机器人力反馈装置，介入手术机器人力反馈装置包括导丝100和数据处理器（未示出）。
61.导丝100为本公开中任一项实施例所述的导丝100。芯片23与信号耦合器30电连接，信号耦合器30与数据处理器无线连接。
62.可以理解的是，介入手术机器人力反馈装置包括导丝100、导丝100的递送机构和数据处理终端，数据处理器为数据处理终端的数据入口。
63.在本公开中，芯片23所测得的数据通过信号线传输到信号耦合器30，信号耦合器30可通过无线传输的方式将数据传输到数据处理器。
64.综上所述，医生或者操作人员可在数据处理器上直观地观察到导丝100所产生的力反馈数值，保证了手术的安全。
65.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
66.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
67.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的
空间相对关系描述符相应地进行解释。
68.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。