一种神经介入磁场操控装置及神经介入磁场操控系统的制作方法

本发明涉及磁控设备，更具体地说，涉及一种神经介入磁场操控装置及神经介入磁场操控系统。

背景技术：

1、在机器人领域，尤其是医疗机器人以及微纳机器人方面，磁场操控技术相比传统电机驱控技术近年来得到广泛关注，得益于其非接触式操控、高精度以及灵巧性。其中，采用电磁系统操控介入器械的方式，具有高响应速度、精准驱控、成本低、可控性高的优势，得以广泛应用。

2、相关技术中，为了同时保证磁场强度与控制自由度，电磁系统采用多个大型电磁体或者可移动的大型永磁体，整个系统庞大笨重，手术室内集成困难，尤其是对于脑血管神经介入场景中，手术需要配合数字减影血管造影设备的情况下，现有笨重的电磁系统极易产生空间干涉与成像干扰，更加难以集成。

3、综上所述，如何提供一种轻量化的电磁系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种神经介入磁场操控装置，能够满足轻量化的设计需求且能够保证磁场强度。本发明的另一目的是提供一种应用于上述神经介入磁场操控装置的神经介入磁场操控系统。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种神经介入磁场操控装置，包括：

4、支架；

5、驱动机构，设于所述支架；

6、电磁体，连接于所述驱动机构的输出端，所述驱动机构用于带动所述电磁体绕相互垂直的第一方向和第二方向进行转动，以改变所述电磁体相对于所述支架的位置；

7、电控机构，与所述电磁体电连接，用于调节施加至所述电磁体的驱动电流；

8、控制机构，信号连接于所述电控机构和所述驱动机构，用于对所述电磁体的磁场进行调控；

9、冷却组件，所述电磁体的冷却通道与所述冷却组件导通。

10、优选的，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机通过第一传动组件连接于转接架，所述第一电机驱动所述第一传动组件，以通过所述转接架带动所述电磁体绕所述第一方向转动。

11、优选的，所述第一传动组件包括第一齿轮以及与其啮合的第二齿轮，所述第一齿轮连接于所述第一电机的驱动端，所述第二齿轮的端面通过所述转接架连接至所述电磁体。

12、优选的，所述第一电机通过第一连接板安装于所述支架，所述第一连接板罩设于所述第一齿轮设置。

13、优选的，所述驱动机构包括设于所述转接架的第二电机，所述第二电机通过第二传动组件连接至所述电磁体，以带动所述电磁体绕所述第二方向转动。

14、优选的，所述第二传动组件包括第三齿轮以及与其啮合的第四齿轮，所述第二电机的输出端连接于所述第三齿轮，所述第四齿轮通过转轴和所述电磁体转动连接，所述转轴的轴线方向平行于所述第二方向。

15、优选的，所述电磁体靠近于所述驱动机构的一侧设有连接架，所述转轴穿过所述连接架和所述转接架设置。

16、优选的，所述第二电机通过第二连接板安装于所述转接架，所述第二连接板罩设于所述第三齿轮和至少部分所述第四齿轮设置。

17、优选的，还包括底部支撑平台，所述底部支撑平台通过三轴移动平台连接于所述支架，所述三轴移动平台用于实现所述支架沿所述第一方向、所述第二方向以及第三方向的移动，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

18、优选的，所述底部支撑平台还设有液箱以及与其连通的动力泵，所述动力泵的出口连通至所述电磁体的冷却通道，以能够向所述冷却通道通入冷却液。

19、本发明还提供一种神经介入磁场操控系统，包括控制器以及上述任一项所述的神经介入磁场操控装置，所述控制器包括：

20、获取模块，用于获取导丝的远端目标偏转信息；以及用于获取与所述目标偏转信息对应的操控摇杆调整信息，所述操控摇杆调整信息包括转动方向信息和转动幅度信息；

21、控制模块，用于根据所述转动方向信息控制所述驱动机构调整所述电磁体的转动方向，并根据所述转动幅度信息控制所述电控机构调整所述电磁体的电流，以使所述电磁体在目标区域产生与所述目标偏转信息对应的目标磁场。

22、优选的，所述控制模块还用于：

23、基于预设的单位电流输出磁场强度函数、以及所述操控摇杆的转动方向调整信息，确定对应的单位电流输出磁场强度；

24、基于所述单位电流输出磁场强度、以及所述操控摇杆的转动幅度调整信息所对应的所述电磁体的电流值，确定所述导丝的远端所在区域的输出磁场强度；

25、其中，所述电磁体的电流值为比例因子和电流最大值的乘积，所述比例因子为所述操控摇杆的实际转动幅度和最大转动幅度的比值。

26、本发明提供的神经介入磁场操控装置，包括支架、驱动机构、电磁体、电控机构以及控制机构，驱动机构设于支架，电磁体连接于驱动机构的输出端，驱动机构用于带动电磁体绕相互垂直的第一方向和第二方向进行转动，以改变电磁体相对于支架的位置，由此，实现电磁体转动方向的控制；电控机构与电磁体电连接，用于调节施加至电磁体的驱动电流，通过驱动电流大小调整实现磁场强度的调整；此外，电磁体的冷却通道与冷却组件导通，以能够将电磁体作业时产生热量散发，保证电磁体长期稳定可靠作业。通过电磁体转动一定角度，并通过调节驱动电流大小以改变磁场强度，由此实现磁性介入器械的头部偏转，磁场方向不变的技术效果。

27、本发明的有益效果在于：增加电磁体的二维旋转动作所对应的两个机械旋转自由度，并结合电磁体驱动电流自由度实现对磁场的调控，单个电磁体即能够满足磁控需求，能够在保证磁场强度的基础上满足轻量化设计需求。

1.一种神经介入磁场操控装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机通过第一传动组件连接于转接架，所述第一电机驱动所述第一传动组件，以通过所述转接架带动所述电磁体绕所述第一方向转动。

3.根据权利要求2所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述第一传动组件包括第一齿轮以及与其啮合的第二齿轮，所述第一齿轮连接于所述第一电机的驱动端，所述第二齿轮的端面通过所述转接架连接至所述电磁体。

4.根据权利要求3所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述第一电机通过第一连接板安装于所述支架，所述第一连接板罩设于所述第一齿轮设置。

5.根据权利要求2所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述驱动机构包括设于所述转接架的第二电机，所述第二电机通过第二传动组件连接至所述电磁体，以带动所述电磁体绕所述第二方向转动。

6.根据权利要求5所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述第二传动组件包括第三齿轮以及与其啮合的第四齿轮，所述第二电机的输出端连接于所述第三齿轮，所述第四齿轮通过转轴和所述电磁体转动连接，所述转轴的轴线方向平行于所述第二方向。

7.根据权利要求6所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述电磁体靠近于所述驱动机构的一侧设有连接架，所述转轴穿过所述连接架和所述转接架设置。

8.根据权利要求6所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述第二电机通过第二连接板安装于所述转接架，所述第二连接板罩设于所述第三齿轮和至少部分所述第四齿轮设置。

9.根据权利要求1至8任一项所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，还包括底部支撑平台，所述底部支撑平台通过三轴移动平台连接于所述支架，所述三轴移动平台用于实现所述支架沿所述第一方向、所述第二方向以及第三方向的移动，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

10.根据权利要求9所述的神经介入磁场操控装置，其特征在于，所述冷却组件包括设于所述底部支撑平台的液箱、动力泵，所述动力泵的入口连通于所述液箱、出口连通至所述电磁体的冷却通道，以能够向所述冷却通道通入冷却液。

11.一种神经介入磁场操控系统，其特征在于，包括控制器以及权利要求1至10任一项所述的神经介入磁场操控装置，所述控制器包括：

12.根据权利要求11所述的神经介入磁场操控系统，其特征在于，所述控制模块还用于：