血管介入机器人用遥操作台的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体的是一种血管介入机器人用遥操作台。


背景技术：

2.血管介入手术是一种医生在血管减影造影(dsa)设备的指导下，操纵介入器械在人体血管内运动，最终准确到达病变处并进行治疗的方法。常见的介入器械有静脉导管、导丝、滤器、弹簧栓子等。血管介入手术已经成为目前治疗心血管类疾病的重要手段，与传统外科手术相比具有切口小、恢复快，效果好的特点。
3.血管介入手术传统的操作方式是医生采用手动的方式将导管、导丝送入患者体内来完成。血管介入手术中，导管、导丝在血管内穿行主要涉及沿导丝轴线方向的前进、后退和导丝的周向旋转动作，即在导管、导丝的体外部分对导丝或导管施加轴向的推力、拉力以及扭矩，由于操作对象较小，对于医生的操作技术要求高，需长时间培训，并且一般介入手术时间较长，可能会使得医生由于疲劳出现手部颤抖等反应，从而加大手术中的潜在风险。同时，由于医学成像设备的存在，医生需要长时间暴露在射线环境下，对身体伤害极大。
4.为了解决手动操作导丝的弊端，血管介入手术机器人应运而生。血管介入手术机器人通常包括两部分，一部分是位于手术室内的执行端，执行端包括导丝的夹持、导丝的轴向运动和导丝的周向转动的驱动机构，另一部分是位于手术室外的控制端，医生在控制端对手术室内的执行端进行控制，从而实现执行端导丝的前进后退，以及周向旋转动作。
5.现有技术的控制端一般是采用手柄或摇杆的形式进行操作，手柄或摇杆的操作与导丝的控制操作之间的仿真程度低，二者之间存在一个转换的过程，医生需要很长时间熟悉这一过程，不利于医生已有经验的发挥。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种血管介入机器人用遥操作台，用直线滑动的方式作为导丝轴向直线运动的控制方式，用滚轮转动的方式对导丝的周向转动进行控制，具有仿真性强，功能全面，操控按键布局合理的优点。
7.本实用新型的技术方案是：
8.一种血管介入机器人用遥操作台，包括：导丝直动控制组件和外部接口，所述导丝直动控制组件包括手柄、直线滑轨、与直线滑轨相配合的滑块、同步带、同步带轮和直动编码器，所述滑块分别与手柄和同步带固定相连，同步带将滑块沿直线滑轨的直线运动转换为同步带轮的转动，同步带轮通过联轴器与直动编码器相连，所述直动编码器与外部接口相连接。
9.具体的，导丝直动控制组件包括底座，同步带轮有两个，同步带轮通过支架与底座相连，两个同步带轮分别设置于底座的两端，两个同步带轮一个与直动编码器相连，另一个作张紧用。直线滑轨的方向与两个同步带轮的连线方向一致。
10.操作时，操作者手握手柄，使手柄带动滑块，沿直线滑轨直线运动，滑块带动同步
带，同步带将滑块的直线运动转换为同步带轮的转动，直动编码器识别到同步带轮的转动，并将该转动转换为控制指令，经外部接口传输至血管介入机器人的执行端。
11.在本实用新型中，可以将手柄的直线滑动转化为血管介入机器人执行端的导丝沿导丝轴线方向的直线运动，相较于摇杆的操作方式，手柄的直线滑动更直观、更仿真，操作者不需要在大脑中进行控制端和执行端动作方式的转化，使操作者更容易上手，控制更精准。
12.所述血管介入机器人用遥操作台包括导丝转动控制组件，所述导丝转动控制组件包括滚轮、齿轮副和转动编码器，滚轮通过齿轮副和联轴器与转动编码器相连，所述转动编码器与外部接口相连接。
13.导丝转动控制组件用于控制执行端导丝的周向转动，操作者通过拨动滚轮，使滚轮转动，滚轮通过齿轮副带动联轴器，联轴器带动转动编码器，从而将滚轮的转动转换为指令，经外部接口传输至血管介入机器人的执行端，控制执行端导丝的周向转动。
14.具体的，直动编码器和转动编码器均为电动机编码器。
15.滚轮的转动到导丝的转动，其动作方式的仿真性也非常高，将手柄和滚轮分离，操作者的双手分别控制手柄和滚轮，可以实现执行端的导丝在轴向运动的同时周向旋转，操作简单且便捷。
16.所述手柄上设有使能按键，所述使能按键控制直动编码器与外部接口是否连通。
17.为了实现手柄对导丝轴向运动的精确控制，应调低手柄的滑动速度与导丝轴向运动速度比值。为了实现控制端的紧凑设计，直线轨道的行程不宜设置的过长，因此，想要实现导丝较长距离的轴向运动，需要手柄在直线滑轨上多次往复运动。控制端手柄对执行端导丝的轴向运动的控制是双向的，通过使能按键的设置，可以让编码器只有在使能按键被按下时，才会向执行端发出控制指令。手柄沿直线滑轨前进时，按住使能按键，编码器将手柄的前进指令传递给执行端，而手柄复位的过程，只需要松开使能按键，执行端的导丝不会随着手柄的复位而回撤。
18.所述手柄为n字型手柄，手柄包括握杆，所述使能按键设置握杆的端部。
19.具体的，直线滑轨包括起始端和终止端，手柄由起始端到终止端的运动方向对应血管介入机器人执行端导丝的前进方向，握杆平行于直线滑轨的方向，使能按键设置于握杆靠近终止端的端部。
20.优选的，握杆的圆柱状的塑料材质。
21.操作者握住握杆，拇指抵于使能按键上，手柄的设置更符合人体工学，操作者推动手柄的操控制导丝的前进动作。
22.所述手柄的下端通过手柄固定板相连，所述手柄固定板通过连接竖板与滑块相连。所述血管介入机器人用遥操作台包括壳体，所述壳体包括相互平行的底板和台面，所述底板和台面之间设有中空内腔，所述台面上设有与连接竖板相配合的条形通孔，所述台面上设有与滚轮相配合的滚轮孔。
23.导丝直动控制组件的底座安装于壳体的底板上，滑块、同步带、同步带轮、编码器和联轴器设置于底板和台面之间的中空内腔，手柄设置于台面上方，暴露于壳体外。滚轮小部分暴露于壳体外侧。通过上述设置，将导丝直动控制组件和导丝转动控制组件的主体用壳体包裹，仅将需要人机交互的部分设置于壳体外侧，有利于保持遥操作台外观简洁。
24.手柄固定板平行于台面，二者之间留有间隙。
25.所述台面上设有不少于2个被控通道按键。
26.多个被控通道按键分别对应不同的执行端，可以使一个遥操作台分别控制多个执行端，被控通道按键用于不同执行端控制的切换。
27.具体的，多个被控通道按键之间的选通状态为互斥型。
28.所述台面上设有显示器、状态指示灯、开关机按钮和蜂鸣器。
29.外部接口包括电缆接口、通讯接口和信号接口，设置于遥操作台的后侧。
30.优选的，壳体的两侧设有把手槽，用于抬起遥操作台，便于遥操作台的转运。
31.本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，可以实现血管介入机器人控制端对执行端的高仿真控制，具有结构简单，功能全面，操控按键布局合理的优点。
附图说明
32.图1是本实用新型的外部轮廓结构示意图
33.图2是外部接口的示意图
34.图3是手柄与导丝直动控制组件的结构原理示意图
35.图4是导丝直动控制组件的结构原理示意图
36.图5是导丝转动控制组件的结构原理示意图
37.图中：
38.1、外部接口
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5、被控通道按键
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21、手柄
39.22、直线滑轨
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23、滑块
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24、同步带
40.25、同步带轮
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26、直动编码器
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27、直动联轴器
41.28、使能按键
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31、滚轮
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32、齿轮副
42.33、转动编码器
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34、转动联轴器
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41、底板
43.42、台面
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43、条形通孔
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61、显示器
44.62、状态指示灯
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63、开关机键
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64、急停按钮
45.65、蜂鸣器
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211、握杆
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212、手柄固定板
46.213、连接竖板
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221、起始端
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222、终止端。
具体实施方式
47.如图1-5所示，本实用新型：
48.一种血管介入机器人用遥操作台，包括：导丝直动控制组件和外部接口1，所述导丝直动控制组件包括手柄21、直线滑轨22、与直线滑轨相配合的滑块23、同步带24、同步带轮25和直动编码器26，所述滑块23分别与手柄21和同步带24固定相连，同步带24将滑块23沿直线滑轨22的直线运动转换为同步带轮25的转动，同步带轮25通过直动联轴器27与直动编码器26相连，所述直动编码器26与外部接口1相连接。
49.所述血管介入机器人用遥操作台包括导丝转动控制组件，所述导丝转动控制组件包括滚轮31、齿轮副32和转动编码器33，滚轮31通过齿轮副32和转动联轴器34与转动编码器33相连，所述转动编码器33与外部接口1相连接。
50.所述手柄上设有使能按键28，所述使能按键28控制直动编码器26与外部接口1是否连通。
51.所述手柄21为n字型手柄，手柄21包括握杆211，所述使能按键28设置握杆211的端部。
52.线滑轨22包括起始端221和终止端222，手柄21由起始端到终止端的运动方向对应血管介入机器人执行端导丝的前进方向。
53.使能按键28设置于手柄握杆211靠近终止端222方向的端部。
54.所述手柄的下端通过平板状的手柄固定板212相连，所述手柄固定板通过连接竖板213与滑块23相连。
55.所述血管介入机器人用遥操作台包括壳体，所述壳体包括相互平行的底板41和台面42，所述底板41和台面42之间设有中空内腔，所述台面上设有与连接竖板214相配合的条形通孔43，所述台面上设有与滚轮31相配合的滚轮孔。
56.所述台面42上设有4个被控通道按键5。
57.所述台面上设有显示器61、状态指示灯62、开关机键63、急停按钮64和蜂鸣器65。
58.本实例的工作过程：
59.操作者按住使能按键28，推动手柄21使滑块23沿直线滑轨22滑动，滑块带动同步带24使同步带轮25转动，同步带轮25带动直动编码器26，直动编码器将同步带轮的转动编码，形成控制指令传递给外部接口，并经外部接口传递给执行端，驱动导丝轴向运动。导丝需要后撤时，按住使能按键，使手柄向起始端221滑动。当手柄滑动到终止端222时，导丝需要继续前进时，松开使能按键，将手柄复位至起始端，再按住使能按键，推动手柄向终止端滑动，即可驱动导丝继续前进。
60.当导丝需要转动时，转动滚轮，滚轮的转动方向和转动速度经转动编码器识别并编码，形成控制指令，传递给外部接口，并经外部接口传递给执行端，驱动导丝的周向转动。
61.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。