專利名稱：基于力反饋的遙控手術(shù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療自動化技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種基于力反饋的遙控
手術(shù)裝置。
背景技術(shù)：
在很多臨床手術(shù)中，患者需要在自己醫(yī)療過程中接受射線反射。若無隔離操作平臺，醫(yī)生和患者都需要暴露在放射環(huán)境中。而醫(yī)生通常平均每天要操作多個類似的手術(shù)。長期連續(xù)或者間斷超大容量的射線照射會引起不同程度的反射性損傷，如出現(xiàn)嚴(yán)重的身體損傷，如造血功能障礙、生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)和物質(zhì)代謝變化等。醫(yī)護人員的安全性問題已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)醫(yī)療中的不可忽略的問題之一。 特別是在血管介入放射醫(yī)療中，介入導(dǎo)絲或者導(dǎo)管需要醫(yī)生用手動進行操作。傳統(tǒng)保護醫(yī)療人員的措施是穿著或佩戴各種防護材料，如鉛衣、隔離屏、鉛手套等。在實際操作中，這些防護材料非常笨重，不僅給手術(shù)帶來不便，而且也未能從根本上解決醫(yī)療中的反射帶來的健康問題。 在某些手術(shù)操作中，如果將所有防護設(shè)備戴全，進行長時間的介入血管操作是不可能的。所以這時醫(yī)護人員不能戴齊防護設(shè)備，健康收到極大損害。除此之外，要通過介入設(shè)備得到更清晰的圖像，勢必需要增加射線劑量；醫(yī)生要獲得最佳的醫(yī)療效果，操作必須耐心細致，操作時間必定要延長，這些都對醫(yī)護人員的健康造成困擾。 隨著機電一體化技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用和發(fā)展，隔離醫(yī)療已經(jīng)成為解決醫(yī)生在介入放射醫(yī)療中的輻射問題的方法之一。隔離手術(shù)在切割手術(shù)應(yīng)用已久，而且發(fā)展得較快，例如在鼻鏡手術(shù)中的應(yīng)用。本發(fā)明實現(xiàn)了將隔離手術(shù)應(yīng)用于血管介入醫(yī)療中導(dǎo)絲或?qū)Ч艿妮斔秃蛽Q向操作。但是，早期此類隔離手術(shù)未能實現(xiàn)較精確的力的反饋，而力反饋與力重構(gòu)在醫(yī)療隔離操作中又很重要。因為力反饋與重構(gòu)的觸感可以使醫(yī)生感受到手術(shù)室里存在的真實的反饋力，必要時可以將微小的力按照所設(shè)定的比例放大后使醫(yī)生更好的感知實際狀況，保證了手術(shù)的安全性。 現(xiàn)在介入手術(shù)中采用的帶有力反饋和重構(gòu)的相關(guān)設(shè)備，還處于實驗階段，沒有在臨床醫(yī)學(xué)中投入使用。醫(yī)療系統(tǒng)清潔度要求較高，不宜采用工業(yè)中常用的液壓法來實現(xiàn)力的精確傳導(dǎo)和控制。所以通常采用的再現(xiàn)力的方法有彈性系統(tǒng)法和電磁力法。使用彈性系統(tǒng)法構(gòu)建拉力時，在拉力的大小和實時性控制方面難以令人滿意，在實際應(yīng)用時有一定局限性。電磁力法如果控制方法不佳，也難以解決該難題。而本發(fā)明采用高性能的實時控制系統(tǒng)，建立在大量實驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套行之有效的設(shè)備，較完美的解決這方面的問題。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，公開號為CN1559347A的專利文獻記載了一種"用于臨床血管內(nèi)介入的導(dǎo)管隔室自動操作系統(tǒng)及操作方法"，搭建了臨床醫(yī)學(xué)中血管內(nèi)介入的導(dǎo)管隔離自動操作系統(tǒng)并建立了一套操作方法，通過遠程操控手柄的遙控，實現(xiàn)兩個自由度的控制，當(dāng)導(dǎo)管定位完成后，進行藥物的定量注射。該系統(tǒng)沒有力反饋與重構(gòu)的設(shè)備，即醫(yī)生無法通過前進時所受阻力來判斷是否操作合理，一旦失手用力過度，導(dǎo)致剌破血管，
3將造成醫(yī)療事故。根據(jù)我們對主要醫(yī)療機構(gòu)的調(diào)查，該專利并沒有大規(guī)模投入應(yīng)用，說明可 靠性問題未得到良好解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，可 以實現(xiàn)介入醫(yī)療中的具有力反饋與重構(gòu)的隔離操作，從而達到醫(yī)療過程中對醫(yī)護人員的射 線防護，比如基于股動脈血管、動脈血管投放放射性藥物以治療癌變部位的介入手術(shù)。該裝 置的控制算法可以實現(xiàn)兩個自由度的精確遙控，并能夠反饋和重構(gòu)前進方向的阻力。本套 裝置通過右手的單手操作，可以遠程操控腹腔鏡等復(fù)雜的設(shè)備，具有良好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平 臺、控制系統(tǒng)、監(jiān)視裝置和電源管理系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)以及力反饋操作平 臺位于操作端，遙控送絲機構(gòu)和監(jiān)視裝置位于手術(shù)端，操作端和手術(shù)端之間設(shè)有防輻射裝 置，控制系統(tǒng)與監(jiān)視裝置相連以獲取實時操作圖像，控制系統(tǒng)與遙控送絲機構(gòu)相連以接收 位置運動參數(shù)并輸出導(dǎo)絲換向和輸送的遙控制指令，控制系統(tǒng)與力反饋操作平臺相連以獲 取操作參數(shù)并輸出精確重構(gòu)操作指令，電源管理系統(tǒng)分別與遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平 臺、控制系統(tǒng)和監(jiān)視裝置相連。 所述的遙控送絲機構(gòu)由導(dǎo)絲換向機構(gòu)和與之相連接的輸送機構(gòu)組成，實現(xiàn)輸送機 構(gòu)以導(dǎo)絲為中心軸的繞動，完成導(dǎo)絲在血管中轉(zhuǎn)動的動作。 所述的輸送機構(gòu)包括輸送底座、輸送架、輸送電機減速器組、渦輪蝸桿組、齒輪 組、導(dǎo)絲規(guī)整管和介入導(dǎo)絲巻，其中輸送電機減速器組和渦輪蝸桿組分別設(shè)置于輸送底座 內(nèi)且輸送電機減速器組的減速端與渦輪蝸桿組的輸入端相連，渦輪蝸桿組的渦輪與齒輪組 的底端嚙合，齒輪組的頂端位于輸送架上，導(dǎo)絲規(guī)整管設(shè)置于齒輪組的頂端和介入導(dǎo)絲巻 之間，介入導(dǎo)絲巻設(shè)置于輸送架上。 所述的力反饋操作平臺包括操作端底座、操作手柄、力重構(gòu)組件和曲柄滑塊組 件，其中操作手柄固定設(shè)置于操作端底座上并與曲柄滑塊組件相連，力重構(gòu)組件固定設(shè)置 于操作端底座的中部。 所述的操作手柄包括轉(zhuǎn)動手柄、手柄支座、電位計、手柄支架、右端支撐座和穩(wěn)固 支座，其中轉(zhuǎn)動手柄與手柄支座的一端相連，電位計設(shè)置于在手柄支座的另一端，手柄支 座與手柄支架的一端相連接，手柄支架的另一端與第一滑塊固定連接，手柄支座與穩(wěn)固支 座的一端相鉸接，穩(wěn)固支座的另一端與操作端底座相鉸接。 所述的力重構(gòu)組件包括永磁鐵、直流電磁鐵、滑軌、第一滑塊、第二滑塊、第一滑 塊測量座、第二滑塊測量座和兩個精密電阻測量器，其中永磁鐵和直流電磁鐵分別設(shè)置于 第一滑塊和第二滑塊上，第一滑塊和第二滑塊分別固定設(shè)置于第一滑塊測量座和第二滑塊 測量座上并套接于滑軌上，兩個精密電阻測量器分別位于滑軌的兩側(cè)。 所述的曲柄滑塊組件包括曲柄側(cè)電機減速器組、曲柄連桿、曲柄和曲柄滑塊底 座，其中曲柄電機減速器組、曲柄滑塊底座和操作端底座依次固定連接，曲柄側(cè)電機減速 器組的輸出端與曲柄連接，曲柄連桿與力重構(gòu)組件鉸接。 所述的電源管理系統(tǒng)內(nèi)置直流電源和精密電阻測量器以提供遙控送絲機構(gòu)、力反 饋操作平臺、控制系統(tǒng)和監(jiān)視裝置的電源。
所述的力重構(gòu)的控制原理如下力重構(gòu)的大小等于永磁鐵在電磁鐵磁場中的所受 的力和第一滑塊在滑軌上滑動摩擦力之差。其中，所受的電磁力與電磁鐵的電流大小、方向 和永磁鐵和電磁鐵之間距離值有關(guān)。在控制操作前，利用電磁力實驗裝置記錄下電流、距離 和力的實驗數(shù)并將他們存儲以備查詢。再通過精密測量裝置測量并存儲第一滑塊位置和 對應(yīng)的摩擦力。在進行重構(gòu)控制時，根據(jù)第一滑塊的位置，查詢記錄實驗數(shù)據(jù)，得到此時第 一滑塊的摩擦力，再由反饋力計算得到重構(gòu)力大小，以同樣的方法得到與重構(gòu)力和此時電 流值對應(yīng)的距離的標(biāo)準(zhǔn)值，接著通過控制曲柄滑塊組件的運動調(diào)節(jié)電磁鐵和永磁鐵間的距 離，使之達到標(biāo)準(zhǔn)值，從而到達對重構(gòu)力大小的精確控制。 本發(fā)明實現(xiàn)了通過基于力反饋和重構(gòu)的遙操作醫(yī)療裝置來實現(xiàn)病變部位的介入 手術(shù)的遠程操作，開創(chuàng)性的提出手術(shù)端的遙控送絲機構(gòu)對血管阻力的等比放大反饋和重 構(gòu)。和傳統(tǒng)的放射性介入血管治療相比，本醫(yī)療裝置提供了血管阻力的重構(gòu)和力觸感裝置， 同時方便醫(yī)護人員通過遙操作準(zhǔn)確控制介入導(dǎo)絲在血管中進退，從而有效的解決了治療中 對醫(yī)護人員的放射性傷害。本發(fā)明另外可以用于其它類型的壓力或拉力的重構(gòu)和力觸感裝 置。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為遙控送絲機構(gòu)示意圖。圖3為輸送機構(gòu)示意圖。圖4為輸送底座示意圖。圖5為力反饋操作平臺示意圖。圖6為操作手柄示意圖。圖7為力重構(gòu)組件示意圖。圖8為曲柄滑塊組件示意圖。圖9為實施例電磁力重構(gòu)關(guān)系圖。圖10為實施例滑塊運動摩擦力示意圖。圖11為實施例流程圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。 如圖1所示，本實施例包括遙控送絲機構(gòu)1、力反饋操作平臺2、控制系統(tǒng)3、監(jiān)視 裝置4、顯示器5和電源管理系統(tǒng)6，其中控制系統(tǒng)3、顯示器5、電源管理系統(tǒng)6以及力反 饋操作平臺2位于操作端，遙控送絲機構(gòu)1和監(jiān)視裝置4位于手術(shù)端，設(shè)有防輻射隔離墻7， 控制系統(tǒng)3與監(jiān)視裝置4相連，以獲取實時操作圖像；與遙控送絲機構(gòu)1相連，以接收位置 運動參數(shù)并輸出導(dǎo)絲換向和輸送的遙控制指令；與力反饋操作平臺2相連，以完成手術(shù)端 和操作端之間的信息交互，獲取操作參數(shù)，并精確重構(gòu)操作力。 如圖2所示，所述的遙控送絲機構(gòu)1由導(dǎo)絲換向機構(gòu)a和與之相連接的輸送機構(gòu)b組成，實現(xiàn)輸送機構(gòu)b以導(dǎo)絲為中心軸的繞動，完成導(dǎo)絲在血管中轉(zhuǎn)動的動作。
所述的導(dǎo)絲換向機構(gòu)a采用齒輪轉(zhuǎn)動的方式實現(xiàn)換向。 如圖3和圖4所示，所述的輸送機構(gòu)b包括輸送架8、輸送底座9、輸送電機減速
器組10、渦輪蝸桿組11、輸送齒輪組12、橡膠圈13、導(dǎo)絲規(guī)整管14和介入導(dǎo)絲巻15，其中輸
送電機減速器組10設(shè)置于輸送底座內(nèi)部，輸送電機減速器組10為成套配置的伺服電機及
減速器，其減速端與蝸桿動力輸入端相連，渦輪蝸桿組通過軸承安裝位于輸送底座內(nèi)部，渦
輪通過轉(zhuǎn)動軸帶動輸送齒輪組12轉(zhuǎn)動，輸送齒輪組12位于輸送底座，兩個橡皮圈13分別
套在兩個齒輪中間的凹槽上，介入導(dǎo)絲從橡膠圈13的擠壓面穿過，導(dǎo)絲規(guī)整管14設(shè)置于所
述齒輪組12和介入導(dǎo)絲巻15的之間，介入導(dǎo)絲巻15安裝位于輸送底座。 所述的輸送齒輪組12的每個齒輪的中間加工出一道凹槽，所述的橡膠圈13套在
凹槽上。 所述的輸送齒輪組12通過齒輪嚙合使得橡膠圈13相互擠壓，安裝時介入導(dǎo)絲從 橡膠圈13的擠壓面穿過，橡膠圈13之間的擠壓力足夠使得橡膠圈13的轉(zhuǎn)動帶動導(dǎo)絲向前 或向后的運動并不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。 所述的導(dǎo)絲規(guī)整管14用于調(diào)節(jié)導(dǎo)絲位置，使介入導(dǎo)絲與輸送機構(gòu)的中心軸上。
所述的介入導(dǎo)絲巻15用于放置導(dǎo)絲，位于輸送底座，由于這個輸送機構(gòu)由換向結(jié) 構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動，所以介入導(dǎo)絲在送進和抽出的同時，導(dǎo)絲隨著輸送機構(gòu)轉(zhuǎn)動。
如圖5所示，所述的力反饋操作平臺2包括操作手柄16、力重構(gòu)組件17、曲柄滑 塊組件18和平臺結(jié)構(gòu)，其中操作手柄16通過操作穩(wěn)定支座19與操作端底座20相連，并 與滑軌21上的第一滑塊22相連，力重構(gòu)組件17放置于第一滑塊22和第二滑塊23上，曲 柄滑塊組件18中的曲柄連桿24與第二滑塊23相連，曲柄側(cè)電機減速器組25通過曲柄滑 塊底座26安裝位于操作端底座20上。 如圖6所示，所述的操作手柄16包括轉(zhuǎn)動手柄27、手柄支座28、電位計29、手柄 支架30、右端支撐座31和穩(wěn)固支座19，其中轉(zhuǎn)動手柄27通過軸承固定位于手柄支座28 的孔中，電位計29固定安裝在手柄支座28的另一側(cè)，手柄支座28與手柄支架30的右端固 接，手柄支架30的左端與第一滑塊22固接，手柄支座28與穩(wěn)固支座19的右端相鉸接，穩(wěn) 固支座19的左端與操作端底座20的右端支撐座31鉸接。 所述的電位計29的轉(zhuǎn)動桿插入所述的轉(zhuǎn)動手柄27的轉(zhuǎn)動桿的孔中，用于記錄手 柄的轉(zhuǎn)動角度。 所述的穩(wěn)固支座19用于保持所述的操作手柄16水平面上的直線運動。
如圖7所示，所述的力重構(gòu)組件17包括永磁鐵32、直流電磁鐵33、滑軌21、第一、 二滑塊(23和22)、操作端底座20和三抽頭精密電阻測量器，其中永磁鐵的固定座32放 置位于第一滑塊22上，直流電磁鐵的固定座33放置位于第二滑塊23上。兩個滑塊(23和 22)套在滑軌21上，滑塊的滑動量程大于65cm，兩滑塊分別通過固定于其上的滑塊測量座 的一側(cè)與左右精密電阻測量器的測量端緊密連接，兩套精密電阻測量器分別放置位于滑軌 21的兩側(cè)，圖中可以看到與第一滑塊測量座35的一側(cè)與右精密直線電阻裝置36上的移動 塊34連接，和第一滑塊的測量座37的另一側(cè)。 所述的力的重構(gòu)結(jié)構(gòu)17通過調(diào)整永磁鐵和電磁鐵之間的距離、電磁鐵的電流的 大小，并根據(jù)電磁鐵和永磁鐵之間距離、電流大小和電磁力大小三者之間的實驗數(shù)據(jù)關(guān)系算得重構(gòu)的斥力或吸力的大小。 所述的精密電阻測量器的基本原理為內(nèi)置精密電阻，電阻的一端固定，另一端與 外部移動塊34接連，測量時，將移動塊34與測量目標(biāo)相連接，測量目標(biāo)的位置變化引起電 阻長度的變化，從而通過測量內(nèi)置電阻量的大小，推出電阻的長度，即測量目標(biāo)的位置。
如圖8所示，所述的曲柄滑塊組件18包括曲柄側(cè)電機減速組25、曲柄38、曲柄連 桿24、曲柄滑塊底座26，其中曲柄電機減速器組25通過曲柄滑塊底座26固定放置在操作 端底座20上，曲柄電機減速器組25的輸出端與曲柄38的一端鉸接以傳遞轉(zhuǎn)動，曲柄連桿 24的末端與第二滑塊23鉸接，將曲柄的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為第二滑塊23的在滑軌21上的滑動。
如圖9所示，所述的電磁力重構(gòu)實驗數(shù)據(jù)圖，此圖可由操作前的電磁力測量的實 驗裝置得到。橫軸表示永磁鐵32和直流電磁鐵33之間的距離L，豎軸表示永磁鐵32和直 流電磁鐵33之間的電磁力F1， +為吸引力，一為排斥力。本圖表述了在正負三檔電流下的 電磁力的重構(gòu)數(shù)據(jù)關(guān)系變化曲線。在重構(gòu)力的控制時，只要通過查表的方式找出與所要重 構(gòu)力大小和電流檔數(shù)相同時對應(yīng)的距離L，再通過曲柄滑塊的運動模型將L轉(zhuǎn)化為曲柄側(cè) 電機的控制信號，即可做到力的重構(gòu)控制。 如圖10所示，第一滑塊22在滑軌運動時受到的摩擦力。在重構(gòu)力的控制過程中， 需要考慮滑塊與滑軌的摩擦力，利用精密的力測量裝置，可以得到摩擦力與位置之間的對 應(yīng)關(guān)系。通過此數(shù)據(jù)圖可以準(zhǔn)確的找出對應(yīng)位置的摩擦力的大小。 本實施例具體應(yīng)用時還配有用于穿剌的醫(yī)療設(shè)備以確定介入導(dǎo)絲穿剌位置和穿 剌孔，介入導(dǎo)絲的固定夾，用于固定介入導(dǎo)絲與穿剌部位的相對位置。右手轉(zhuǎn)動手柄控制轉(zhuǎn) 動結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動，控制介入導(dǎo)絲的轉(zhuǎn)動；同時可以推動手柄，控制介入導(dǎo)絲的送進運動。
結(jié)合圖11所示，實施例工作過程如下所述(以肝臟部的介入血管手術(shù)作為示 例) 1)術(shù)前對病變部分進行X光拍攝，確定大致的介入導(dǎo)絲的目的部位和介入導(dǎo)絲大 致路徑，并將實驗數(shù)據(jù)存儲到控制器中； 2)對介入導(dǎo)絲和控制端的控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)進行消毒和殺菌后，連接外部的電 源和控制傳輸線，轉(zhuǎn)動和推動操作手柄對整套裝置進行體外調(diào)試，保證遙控制的兩自由度 的精密隨動控制，并將介入導(dǎo)絲穿出導(dǎo)管結(jié)構(gòu)外4 5毫米。 3)對穿剌部位進行消毒，用穿剌醫(yī)療設(shè)備完成穿剌過程，并將露出的介入導(dǎo)絲通 過穿剌孔介入血管，夾上穿剌固定夾，保證介入導(dǎo)絲不移動，調(diào)整控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)的平 臺，固定整個機械結(jié)構(gòu)對于病人的位置； 4)打開監(jiān)視系統(tǒng)，檢查操作端的顯示器和圖像分析處理是否正常工作； 5)關(guān)上隔離室的門，進入操作室，初始化第二滑塊在滑軌的位置即初始化反饋力
操作平臺的初始狀態(tài)； 6)打開控制顯示器，檢查控制初始數(shù)據(jù)是否正確，并確保實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)關(guān)系的 輸入到處理器中； 7)轉(zhuǎn)動和推動手柄結(jié)構(gòu)，根據(jù)監(jiān)視裝置上的圖像遠程精確控制介入導(dǎo)絲的轉(zhuǎn)動和 進退兩個自由度運動，確保數(shù)據(jù)傳輸正常，具體步驟和控制見流程圖11 ;
8)同時根據(jù)控制流程圖12，通過電磁力重構(gòu)組件，使用查表法輸出控制信號，控 制電磁鐵和永磁鐵的距離、電流大小重構(gòu)導(dǎo)絲在血管前進時的阻力或者后退時的阻力；
9)通過步驟7和步驟8實現(xiàn)了基于力反饋的遙控制，避免了醫(yī)護人員在操作中的 輻射傷害； 10)當(dāng)介入導(dǎo)絲距離目標(biāo)點10mm左右時，通過先推后退的操作方式使導(dǎo)絲逐步到 達目標(biāo)點； 11)到達目的點后，關(guān)閉手柄操作平臺，進入手術(shù)室，離開控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，固 定介入導(dǎo)絲的位置； 12)拿出輸藥導(dǎo)管，以介入導(dǎo)絲為介入軌跡，插入導(dǎo)管，當(dāng)顯示器中導(dǎo)管的末端到 達目標(biāo)點，抽出介入導(dǎo)絲，導(dǎo)管體外末端接入藥物注射針筒。
13)將針筒中的藥物沿著導(dǎo)管輸入目標(biāo)位置。
輸完后，抽出導(dǎo)管，對穿剌孔進行消毒處理。
權(quán)利要求
一種基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，包括遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平臺、控制系統(tǒng)、監(jiān)視裝置和電源管理系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)以及力反饋操作平臺位于操作端，遙控送絲機構(gòu)和監(jiān)視裝置位于手術(shù)端，操作端和手術(shù)端之間設(shè)有防輻射裝置，控制系統(tǒng)與監(jiān)視裝置相連以獲取實時操作圖像，控制系統(tǒng)與遙控送絲機構(gòu)相連以接收位置運動參數(shù)并輸出導(dǎo)絲換向和輸送的遙控制指令，控制系統(tǒng)與力反饋操作平臺相連以獲取操作參數(shù)并輸出精確重構(gòu)操作指令，電源管理系統(tǒng)分別與遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平臺、控制系統(tǒng)和監(jiān)視裝置相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的遙控送絲機 構(gòu)由導(dǎo)絲換向機構(gòu)和與之相連接的輸送機構(gòu)組成，實現(xiàn)輸送機構(gòu)以導(dǎo)絲為中心軸的繞動， 完成導(dǎo)絲在血管中轉(zhuǎn)動的動作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的輸送機構(gòu)包 括輸送底座、輸送架、輸送電機減速器組、渦輪蝸桿組、齒輪組、導(dǎo)絲規(guī)整管和介入導(dǎo)絲巻， 其中輸送電機減速器組和渦輪蝸桿組分別設(shè)置于輸送底座內(nèi)且輸送電機減速器組的減速 端與渦輪蝸桿組的輸入端相連，渦輪蝸桿組的渦輪與齒輪組的底端嚙合，齒輪組的頂端位 于輸送架上，導(dǎo)絲規(guī)整管設(shè)置于齒輪組的頂端和介入導(dǎo)絲巻之間，介入導(dǎo)絲巻設(shè)置于輸送 架上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的力反饋操作 平臺包括操作端底座、操作手柄、力重構(gòu)組件和曲柄滑塊組件，其中操作手柄固定設(shè)置 于操作端底座上并與曲柄滑塊組件相連，力重構(gòu)組件固定設(shè)置于操作端底座的中部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的操作手柄包 括轉(zhuǎn)動手柄、手柄支座、電位計、手柄支架、右端支撐座和穩(wěn)固支座，其中轉(zhuǎn)動手柄與手 柄支座的一端相連，電位計設(shè)置于在手柄支座的另一端，手柄支座與手柄支架的一端相連 接，手柄支架的另一端與第一滑塊固定連接，手柄支座與穩(wěn)固支座的一端相鉸接，穩(wěn)固支座 的另一端與操作端底座相鉸接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的力重構(gòu)組件 包括永磁鐵、直流電磁鐵、滑軌、第一滑塊、第二滑塊、第一滑塊測量座、第二滑塊測量座和 兩個精密電阻測量器，其中永磁鐵和直流電磁鐵分別設(shè)置于第二滑塊和第一滑塊上，第一 滑塊和第二滑塊分別固定設(shè)置于第一滑塊測量座和第二滑塊測量座上并套接于滑軌上，兩 個精密電阻測量器分別位于滑軌的兩側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的曲柄滑塊組 件包括曲柄側(cè)電機減速器組、曲柄連桿、曲柄和曲柄滑塊底座，其中曲柄電機減速器組、 曲柄滑塊底座和操作端底座依次固定連接，曲柄側(cè)電機減速器組的輸出端與曲柄連接，曲 柄連桿與力重構(gòu)組件鉸接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于力反饋的遙控手術(shù)裝置，其特征是，所述的電源管理系 統(tǒng)內(nèi)置直流電源和精密電阻測量器以提供遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平臺、控制系統(tǒng)和監(jiān) 視裝置的電源。
全文摘要
一種基于力反饋的重構(gòu)的遙控制醫(yī)療操作裝置，包括遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平臺、控制系統(tǒng)、監(jiān)視裝置和電源管理系統(tǒng)，控制系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)以及力反饋操作平臺位于操作端，遙控送絲機構(gòu)和監(jiān)視裝置位于手術(shù)端，操作端和手術(shù)端之間設(shè)有防輻射裝置，控制系統(tǒng)與監(jiān)視裝置相連以獲取實時操作圖像，控制系統(tǒng)與遙控送絲機構(gòu)相連以接收位置運動參數(shù)并輸出導(dǎo)絲換向和輸送的遙控制指令，控制系統(tǒng)與力反饋操作平臺相連以獲取操作參數(shù)并輸出精確重構(gòu)操作指令，電源管理系統(tǒng)分別與遙控送絲機構(gòu)、力反饋操作平臺、控制系統(tǒng)和監(jiān)視裝置相連。本發(fā)明實現(xiàn)醫(yī)療中基于力反饋的遙操作，可確保醫(yī)護人員在放射性介入治療中的安全。
文檔編號A61B17/00GK101791233SQ201010139800
公開日2010年8月4日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者朱琇琪, 言勇華 申請人:上海交通大學(xué)