血管介入器械搓捻装置及方法与流程

1.本发明涉及手术机器人技术领域，尤其涉及一种血管介入器械搓捻装置及方法。


背景技术：

2.目前，心血管患病人数不断提高，导致各项医疗负担加重，已经逐渐成为威胁国民生命健康的头号疾病。目前治疗这类心脑血管疾病的主流方式是介入治疗，即首先通过在桡动脉或者股动脉进行穿刺，而后通过人体血管递送介入器械至病变区域，从而达到扩张狭窄血管、栓塞畸形血管等目的。用于介入手术需要借助数字减影血管造影成像(dsa)系统进行引导，使得操作者需要身着沉重的防护服长时间暴露在辐射环境中，影响了手术的效果与精度，也对操作者的健康造成了负面影响。
3.近年来，血管介入手术机器人逐渐被应用于辅助医生开展血管介入手术。操作者通过血管介入手术机器人的主端操纵杆或者操作手柄来控制从端机构进行手术，从而避免了辐射的影响，也使得远程手术成为可能。针对该疾病，临床上主要使用血管支架的方式治疗病变，然而现有的血管微创介入手术机器人递送机构经常会出现夹紧力不够，在送丝过程中打滑，导致病人手术时间长，辐射环境下暴露时间长等问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种血管介入器械搓捻装置及方法，用以解决现有技术中血管微创介入手术机器人对导丝的夹紧力弱，易出现打滑的缺陷，实现对导丝的稳定夹持，进而防止搓捻过程中出现打滑现象，提高搓捻效率，减少手术时间，提高安全性。
5.本发明提供一种血管介入器械搓捻装置，包括：
6.支撑台，所述支撑台上设有两条平行设置的第一导轨；
7.主动送丝机构，所述主动送丝机构包括第一支架组件、主动传送带和主动托辊带轮，所述第一支架组件可滑动的设于所述第一导轨上，所述主动托辊带轮设于所述第一支架组件上，所述主动传送带与所述主动托辊带轮张紧适配；
8.压紧机构，所述压紧机构包括第二支架组件、调整组件和压紧板，所述第二支架组件设于所述支撑台上，所述调整组件设于所述第二支架组件上，所述压紧板与所述调整组件连接；
9.从动送丝机构，所述从动送丝机构包括从动传送带和从动托辊带轮，所述从动传送带与所述从动托辊带轮张紧适配，所述从动托辊带轮设于所述压紧板背离所述调整组件的一侧，所述从动传送带位于所述主动传送带的上方，用以夹紧导丝。
10.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述第二支架组件包括支撑架、竖梁和横梁，所述支撑架设于所述支撑台上，所述竖梁设于所述支撑架上，所述横梁的端部与所述竖梁的顶端连接，所述调整组件设于所述横梁上。
11.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述调整组件包括调节螺栓、缓冲垫块和连接板，所述横梁设有与所述调节螺栓穿设适配的穿孔，所述缓冲垫块设于所述
横梁的底侧，并与所述调节螺栓的连接端连接，所述连接板用以连接所述缓冲垫块和所述压紧板。
12.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述支撑架设有导向柱，所述压紧板设有与所述导向柱导向适配的导向孔，所述导向柱上套设张紧弹簧，所述张紧弹簧位于所述支撑架与所述压紧板之间。
13.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述第一支架组件包括第二导轨和托辊支架，所述第二导轨与所述第一导轨垂直设置，且所述第二导轨的两端分别通过自由滑块可滑动的装配于所述第一导轨上，所述第二导轨上设有可滑动的锁止滑块，所述托辊支架与所述锁止滑块连接，所述主动托辊带轮与所述托辊支架连接。
14.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，还包括麦克纳姆动力机构，所述麦克纳姆动力机构包括麦克纳姆轮、电机和控制器，所述控制器与所述电机电连接，所述电机的输出端与所述麦克纳姆轮连接，所述麦克纳姆轮与所述主动传送带传动连接。
15.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，还包括升降机构，所述升降机构包括升降板、升降组件和驱动组件，所述驱动组件和所述升降组件均设于所述支撑台上，所述驱动组件的输出端与所述升降组件传动连接，所述升降组件的升降端与所述升降板连接，所述升降板与所述麦克纳姆轮支撑适配。
16.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述驱动组件包括丝杠、第一底座、主动滑块和传动梁，所述丝杠的两端分别通过所述第一底座安装于所述支撑台上，且所述丝杠可相对于所述第一底座转动，所述主动滑块套设于所述丝杠上，所述传动梁与所述主动滑块连接，所述主动滑块的端部与所述升降组件传动连接。
17.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，所述升降组件包括光杠、第二底座、从动滑块和x型铰接架，所述光杠的两端分别通过第二底座安装于所述支撑台上，所述从动滑块可滑动的套设于所述光杠上，所述x型铰接架的升降端与所述升降板铰接，所述x型铰接架的从动端分别与对应侧的所述从动滑块和所述第二底座铰接。
18.本发明还提供一种血管介入器械搓捻方法，包括如下步骤：
19.将导丝放置于所述主动传送带上；
20.通过所述调整组件调整所述压紧板的位置，实现对所述从动传送带与所述主动传送带之间的间隙的调整，夹紧所述导丝；
21.驱动所述主动传送带沿所述第一导轨的长度方向移动，完成对所述导丝的搓捻。
22.本发明提供的血管介入器械搓捻装置及方法，包括支撑台，所述支撑台上设有两条平行设置的第一导轨；主动送丝机构，所述主动送丝机构包括第一支架组件、主动传送带和主动托辊带轮，所述第一支架组件可滑动的设于所述第一导轨上，所述主动托辊带轮设于所述第一支架组件上，所述主动传送带与所述主动托辊带轮张紧适配；压紧机构，所述压紧机构包括第二支架组件、调整组件和压紧板，所述第二支架组件设于所述支撑台上，所述调整组件设于所述第二支架组件上，所述压紧板与所述调整组件连接；从动送丝机构，所述从动送丝机构包括从动传送带和从动托辊带轮，所述从动传送带与所述从动托辊带轮张紧适配，所述从动托辊带轮设于所述压紧板背离所述调整组件的一侧，所述从动传送带位于所述主动传送带的上方，用以夹紧导丝，通过调整组件调整从动传送带与主动传送带之间的间隙，实现对导丝的夹紧力的调整，防止搓捻过程发生打滑现象，保证主动传送带和从动
可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
36.下面结合图1至图5描述本发明的一种血管介入器械搓捻装置，包括：
37.支撑台6，支撑台6上设有两条平行设置的第一导轨12；
38.主动送丝机构1，主动送丝机构1包括第一支架组件、主动传送带7和主动托辊带轮8，第一支架组件可滑动的设于第一导轨12上，主动托辊带轮8设于第一支架组件上，主动传送带7与主动托辊带轮8张紧适配；
39.压紧机构5，压紧机构5包括第二支架组件、调整组件和压紧板16，第二支架组件设于支撑台6上，调整组件设于第二支架组件上，压紧板16与调整组件连接；
40.从动送丝机构2，从动送丝机构2包括从动传送带13和从动托辊带轮14，从动传送带13与从动托辊带轮14张紧适配，从动托辊带轮14设于压紧板16背离调整组件的一侧，从动传送带13位于主动传送带7的上方，用以夹紧导丝。可以理解的是，支撑台6设于底侧，用以稳定支撑从动送丝机构2、压紧机构5和从动送丝机构2。支撑台6的支撑面设有两条平行设置的垫板，第一导轨12的两端分别搭接在垫板上。其中，第一导轨12设置两条，且平行设置，即第一导轨12的长度方向与垫板的长度方向垂直设置，保证第一导轨12的稳定性的前提下，为操作升降机构4预留操作空间。
41.进一步地，主动送丝机构1包括第一支架组件、主动传送带7和主动托辊带轮8，第一支架组件用以稳定支撑主动传送带7和主动托辊带轮8，同时带动主动传送带7和主动托辊带轮8沿第一轨道的长度方向移动。主动传送带7与主动托辊带轮8张紧适配，保证主动传送带7在搓捻过程中始终处于张紧状态。
42.其中，压紧机构5包括第二支架组件、调整组件和压紧板16，第二支架组件设于支撑台6上，具体地，第二支架组件设置于垫板的上侧。调整组件设于第二支架组件上，并与压紧板16连接，通过调整组件调整压紧板16竖直方向的位置。
43.进一步地，从动送丝机构2包括从动传送带13和从动托辊带轮14，从动托辊带轮14用以对从动传送带13进行张紧度调节，保证从动传送带13在搓捻过程中始终保持张紧状态。从动托辊带轮14通过悬挂支架15安装于压紧板16的底侧，悬挂支架15固定安装，并设置两个，分别位于从动托辊带轮14的两端，保证从动托辊带轮14和从动传送带13均可相对悬挂支架15转动。
44.其中，从动传送带13位于主动传送带7的正上方，通过调整组件调整从动传送带13竖直方向的位置，也就是，从动传送带13与主动传送带7之间的距离，导丝放置于主动传送带7上，进而实现从动传送带13与主动传送带7对导丝的夹紧力的调整，防止搓捻过程发生打滑现象，进而当主动传送带7沿第一导轨12移动时，主动传送带7与从动传送带13(不发生
移动)之间产生相对滑动，对导丝形成有效的搓捻力，提高搓捻效率、手术效率和安全性。
45.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，第二支架组件包括支撑架35、竖梁37和横梁38，支撑架35设于支撑台6上，竖梁37设于支撑架35上，横梁38的端部与竖梁37的顶端连接，调整组件设于横梁38上。可以理解的是，第二支架组件包括支撑架35，支撑架35设置两个，且相对的设置于垫板上。每个支撑架35分别对应设置一个树枝设置的竖梁37。横梁38的两端分别与竖梁37的顶端固定连接。调整组件装配于横梁38的中间位置，压紧板16位于横梁38的底侧。
46.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，调整组件包括调节螺栓39、缓冲垫块40和连接板，横梁38设有与调节螺栓39穿设适配的穿孔，缓冲垫块40设于横梁38的底侧，并与调节螺栓39的连接端连接，连接板用以连接缓冲垫块40和压紧板16。可以理解的是，调整组件包括调节螺栓39，横梁38的中部设有穿孔，调节螺栓39竖直穿设于穿孔内。调节螺栓39的下端为连接端，并与缓冲垫块40固定连接，缓冲垫块40的底侧设有连接板，连接板与压紧板16固定连接。值得说明的是，调节螺栓39包括螺柱和螺母，螺柱的下端与缓冲垫块40固定连接，螺母套设于螺柱上，并位于横梁38的上侧，穿孔的直径大于螺柱的直径，小于螺母的直径。通过旋拧螺母，螺柱在穿孔内上下移动，实现对压紧板16竖直方向的位置的调整。
47.还需要说明的是，连接板的长度大于缓冲垫块40的长度，增加连接板与压紧板16的连接面积，提高连接强度，同时，保证调整过程中压紧板16移动的平稳性，防止发生偏移。
48.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，支撑架35设有导向柱34，压紧板16设有与导向柱34导向适配的导向孔，导向柱34上套设张紧弹簧36，张紧弹簧36位于支撑架35与压紧板16之间。可以理解的是，支撑架35设有竖直设置的导向柱34，压紧板16设有导向孔，导向孔套设于导向柱34，实现压紧板16可沿导向柱34的轴线方向移动，导向柱34起到导向作用。
49.其中，导向柱34上套设张紧弹簧36，张紧弹簧36位于支撑架35与压紧板16之间，张紧弹簧36与调节螺栓39对压紧板16产生相反作用力，进而实现对压紧板16的位置的有效调节，对夹持力度的可控调整。
50.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，第一支架组件包括第二导轨和托辊支架9，第二导轨与第一导轨12垂直设置，且第二导轨的两端分别通过自由滑块10可滑动的装配于第一导轨12上，第二导轨上设有可滑动的锁止滑块11，托辊支架9与锁止滑块11连接，主动托辊带轮8与托辊支架9连接。可以理解的是，第一支架组件包括第二轨道，第二轨道对应设置两条，且平行设置。第二轨道与第一轨道相垂直。第一轨道上设有自由滑块10，第二轨道的两端分别与对应侧的自由滑块10固定连接，实现第二轨道通过自由滑块10沿第一轨道的长度方向滑动。
51.其中，第二导轨上设有锁止滑块11，锁止滑块11可沿第二导轨的长度方向滑动，并具有锁止功能。锁止滑块11上设有托辊支架9，主动托辊带轮8的端部与托辊支架9连接，主动托辊带轮8可相对托辊支架9转动。也就是说，通过移动锁止滑块11，带动主动托辊带轮8移动，实现对主动传送带7的张紧调整，并锁紧锁止滑块11，使得主动传送带7处于张紧状态。进而移动自由滑块10，实现主动传送带7相对从动传送带13沿第一导轨12往复移动，实现对夹持在主动传送带7和从动传送带13之间的导丝进行搓捻。
52.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，还包括麦克纳姆动力机构3，麦克纳姆动力机构3包括麦克纳姆轮17、电机18和控制器21，控制器21与电机18电连接，电机18的输出端与麦克纳姆轮17连接，麦克纳姆轮17与主动传送带7传动连接。可以理解的是，麦克纳姆动力机构3用以为主动送丝机构1提供动力，具体包括麦克纳姆轮17、电机18和控制器21。控制器21与电机18电连接，用以控制电机18的正转和反转。电机18的输出端与麦克纳姆轮17连接，实现带动麦克纳姆轮17正转或反转。麦克纳姆轮17与主动传送带7传动连接，也就是说，控制器21向电机18发送启动指令，电机18带动麦克纳姆轮17正转或反转，麦克纳姆轮17与主动传送带7之间紧密接触，产生摩擦力，进而实现带动主动传送带7的转动，实现对导丝的输送或回收。
53.需要说明的是，控制器21固定安装于托板22上，麦克纳姆轮17通过安装支架19设于托板22上，电机18通过安装座20安装于托板22上，保证控制器21、麦克纳姆轮17和电机18的稳定安装。
54.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，还包括升降机构4，升降机构4包括升降板33、升降组件和驱动组件，驱动组件和升降组件均设于支撑台6上，驱动组件的输出端与升降组件传动连接，升降组件的升降端与升降板33连接，升降板33与麦克纳姆轮17支撑适配。可以理解的是，升降机构4用以驱动麦克纳姆动力机构3升降，进而调整麦克纳姆轮17与主动传送带7之间的紧密性，防止麦克纳姆轮17与主动传送带7之间发生打滑现象。具体的，包括升降板33、升降组件和驱动组件，升降板33水平设置，驱动组件和升降组件均固定装配于支撑台6上，升降板33位于托板22的底侧。驱动组件的输出端与升降组件传动连接，通过驱动组件为升降组件提供动力，升降组件带动升降板33升降调整，进而支撑麦克纳姆轮17靠近或远离主动传送带7。
55.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，驱动组件包括丝杠23、第一底座24、主动滑块25和传动梁30，丝杠23的两端分别通过第一底座24安装于支撑台6上，且丝杠23可相对于第一底座24转动，主动滑块25套设于丝杠23上，传动梁30与主动滑块25连接，主动滑块25的端部与升降组件传动连接。可以理解的是，丝杠23的两端分别通过第一底座24安装于支撑台6上，也就是说，第一底座24固定安装于支撑台6上，丝杠23的两端可转动的装配于第一底座24上。主动滑块25套设于丝杠23上，丝杠23的一端设有旋转手轮29，通过转动旋转手轮29，带动丝杠23转动，实现主动滑块25沿丝杠23的长度方向移动。
56.进一步地，传动梁30的中部固定安装于主动滑块25上，实现传动梁30与主动滑块25的同步移动。传动梁30的两端分别与对应侧的升降组件传动连接，实现动力的传输。
57.根据本发明提供的一种血管介入器械搓捻装置，升降组件包括光杠26、第二底座27、从动滑块28和x型铰接架32，光杠26的两端分别通过第二底座27安装于支撑台6上，从动滑块28可滑动的套设于光杠26上，x型铰接架32的升降端与升降板33铰接，x型铰接架32的从动端分别与对应侧的从动滑块28和第二底座27铰接。可以理解的是，升降组件包括光杠26，光杠26设置两条，且均与丝杠23平行。光杠26的两端分别通过第二底座27安装于支撑台6上，光杠26固定装配，起到导向作用。光杠26套设有从动滑块28，从动滑块28可沿光杠26的长度方向滑动。x型铰接架32的上端为升降端，与升降板33铰接，x型铰接架32的下端为从动端，分别与对应侧的从动滑块28和第二底座27铰接。
58.具体的，x型铰接架32包括呈x型交叉设置的第一铰接杆和第二铰接杆，第一铰接
杆的中部和第二铰接杆的中部铰接，升降板33的底侧和支撑台6上分别设有上下相对的两个第二底座27和一个光杠26，两个光杠26上均设有从动滑块28；第一铰接杆的上端与升降板33的底侧的一个从动滑块28铰接，第一铰接杆的下端与支撑台6的一个第二底座27的铰接板31铰接；第二铰接杆的上端与升降板33的底侧的第二底座27的铰接板31铰接，第二铰接杆的下端与支撑台6上的从动滑块28铰接，第一铰接杆和第二铰接杆倾斜交叉设置。
59.也就是说，传动梁30带动支撑台6上的从动滑块28沿光杠26的长度方向移动，第二铰接杆的下端与从动滑块28同步滑动，第二铰接杆的上端水平方向不移动，竖直方向移动；第一铰接杆的上端与升降板33的底侧的从动滑块28移动，第一铰接杆的下端水平方向不移动，竖直方向移动，进而实现对升降板33的升降驱动。
60.下面对本发明提供的血管介入器械搓捻方法进行描述，下文描述的血管介入器械搓捻方法与上文描述的血管介入器械搓捻装置可相互对应参照。
61.本发明还提供一种血管介入器械搓捻方法，包括如下步骤：
62.将导丝放置于主动传送带7上；
63.通过调整组件调整压紧板16的位置，实现对从动传送带13与主动传送带7之间的间隙的调整，夹紧导丝；
64.驱动主动传送带7沿第一导轨12的长度方向移动，完成对导丝的搓捻。
65.本发明提供的一种血管介入器械搓捻方法，具体包括如下步骤：
66.将导丝放置于主动传送带7上，移动锁止滑块11使得主动托辊带轮8沿相背方向移动，实现对主动传送带7的张紧，将锁止滑块11锁紧，保持不动；
67.旋拧调节螺栓39，下移压紧板16，使得从动托辊带轮14张紧的从动传送带13下移，从动传送带13与主动传送带7稳定夹持导丝；
68.转动旋转手轮29，转动丝杠23，主动滑块25沿丝杠23的长度方向移动，丝杠23与第一轨道垂直，传动梁30与主动滑块25同步移动，进而带动从动滑块28沿光杠26移动，x型铰接架32的上端进行升降运动，实现对升降板33的升降驱动；
69.升降板33上升，顶紧托板22，使得麦克纳姆轮17与主动传送带7紧密接触，控制器21控制电机18正装或反转，电机18驱动麦克纳姆轮17转动，实现麦克纳姆轮17带动主动传送带7转动，防止打滑，实现对导丝的输送；
70.驱动自由滑块10沿第一导轨12的长度方向往复滑动，主动传送带7与自由滑块10同步移动，由于从动传送带13不发生位移，主动传送带7与从动传送带13运动趋势相反，进而产生对导丝产生搓捻力，进而完成导丝的搓捻。
71.值得说明的是，本发明实施例中作用对象也可为导管。
72.本发明提供的血管介入器械搓捻装置及方法，包括支撑台，支撑台上设有两条平行设置的第一导轨；主动送丝机构，主动送丝机构包括第一支架组件、主动传送带和主动托辊带轮，第一支架组件可滑动的设于第一导轨上，主动托辊带轮设于第一支架组件上，主动传送带与主动托辊带轮张紧适配；压紧机构，压紧机构包括第二支架组件、调整组件和压紧板，第二支架组件设于支撑台上，调整组件设于第二支架组件上，压紧板与调整组件连接；从动送丝机构，从动送丝机构包括从动传送带和从动托辊带轮，从动传送带与从动托辊带轮张紧适配，从动托辊带轮设于压紧板背离调整组件的一侧，从动传送带位于主动传送带的上方，用以夹紧导丝，通过调整组件调整从动传送带与主动传送带之间的间隙，实现对导
丝的夹紧力的调整，防止搓捻过程发生打滑现象，保证主动传送带和从动传送带之间的相对移动，对导丝产生有效搓捻力，提高搓捻效率、手术效率和安全性。。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。