一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置制造方法及图纸

一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于它包括轴向力反馈阻尼器单元、扭矩反馈输出单元、夹具单元、操作信息采集单元、导管、直线导轨和高度可调底座；其工作方法包括信号检测、传递、处理、动作；优越性在于：直接操作导管，符合人体工学的要求；实时反馈，反馈直观，满足手术的安全性和医生操作的需求；轴向操作信息通过无摩擦磁感应方式获取，高效且不增加附加负载；高度可调。

【技术实现步骤摘要】
一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置(—)
:本专利技术属于医疗设备
，尤其是一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，特别适用于血管造影、血栓或异物的摘除、治疗肿瘤或血管畸形、溶解血栓等方面。(二)
技术介绍
:据世界卫生组织统计，心脑血管疾病已成为人类死亡病因的头号杀手，是一种严重威胁人类健康的疾病。血管疾病的情况主要有血管肿瘤、血栓堵塞、血管畸形、血管收缩、血管硬化等。其治疗方法通常有两种，一种是传统的开放性手术，另一种是导管介入手术。其中，开放性手术是在病变位置进行开刀手术治疗；导管介入手术在医学影像设备的引导下，将特制的导管、导丝引入血管，对血管内的病变位置进行施药和治疗，介入治疗应用数字技术，扩大了医生的视野，借助导管、导丝延长了医生的双手，它的切口(穿刺点)仅有米粒大小。临床经验证明，微创导管介入手术是治疗心脑血管疾病的有效手段，与“开放性”手术相比，它具有创伤小、安全性、术后恢复快、并发症少等优点。但是传统的血管介入手术也存在一些问题，首先是医生在X光的辐射下手术；其次是手术的高危险性，对操作医生的操作技巧要求高；再次是手术时间长，手术安全性会因为医生的疲劳而降低。遥操作主从微创血管介入手术辅助系统是解决这些问题的有效途径，已成为一个研究热点。传统手术中医生直接操作手术器械，器械与人体组织的接触信息可以直接传给医生，而微创手术中医生手术中的触觉信息由于手术器械的关系大多很难得到。因此，在微创手术中，医生由于缺少了触觉信息而使得手术增加了危险，可能因操作不当或过猛损坏了病人的器官。触觉反馈在很多研究中都有涉及，但反馈方式传统的直接通过手术器械的方式相差甚远，操作者的操作方式和传统的方式也大大不同，通常是直接的发送动作指令。因此，传统介入手术所积累的经验技巧得不到很好的利用，不符合人体工学的要求。(三)
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，它可以克服现有技术的不足，是一种允许医生像传统手术一样去操作，并能将实时的力觉信息直观的反馈给到医生手上的装置，符合人体工学的要求，且结构简单，操作方便。本专利技术的技术方案:一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于它 包括轴向力反馈阻尼器单元、扭矩反馈输出单元、夹具单元、操作信息采集单元、导管、直线导轨和高度可调底座；其中，所述轴向力反馈阻尼器单元安装在高度可调底座上，其输出端输出为对导管的阻尼信号；所述扭矩反馈输出单元安装在直线导轨上，其输出端输出对夹具单元的力矩信号；所述夹具单元的输出端与导管配合连接；所述操作信息采集单元的输入端采集扭矩反馈输出单元输出端输出的旋转角度信息和轴向运动信息，其输出为主从微创血管介入手术辅助系统的从操作器的操作动作提供依据；所述导管穿过夹具单元；所述直线导轨安装在高度可调底座；所述高度可调底座是主操作器的安装底座。所述夹具单元的输出端与导管的连接为夹紧导管或松开导管。所述轴向力反馈阻尼器单元由活塞杆、阻尼器、阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II构成；其中，所述阻尼器安装在阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II上，其输出端输出为对活塞杆的阻尼信号；所述活塞杆的输入端接收阻尼器的阻尼信号，其输出端输出对导管的阻尼信号；所述阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II均安装在高度可调底座上。所述阻尼器由阻尼器壁、活塞、线圈和聚氨酯海绵构成；其中，所述活塞与活塞杆连接；所述线圈缠在活塞上；所述聚氨酯海绵覆盖在缠有线圈的活塞上。所述的聚氨酯海绵中吸附磁流变液至饱和。所述扭矩反馈输出单元由力矩输出电机、力矩输出电机安装板、同步带轮1、同步带轮II和同步带构成；其中，所述力矩输出电机安装在力矩输出电机安装板上，其输出端输出扭矩信号，通过同步带轮1、同步带轮II和同步带与夹具单元连接；所述力矩输出电机安装板安装在直线导轨上；所述同步带轮I安装在力矩输出电机的输出轴上；所述同步带轮II与夹具单元连接。所述夹具单元由电动夹具1、电动夹具I1、夹具连接轴、电刷盘、轴支撑板和后端夹具安装板构成；其中，所述电动夹具I连接在夹具连接轴上，所述电动夹具I的输入端接收通过夹具连接轴以及扭矩反馈输出单元的同步带轮1、同步带轮I1、同步带传递的扭矩反馈输出单元输出的扭矩信号，其输出端夹紧或松开导管；所述电动夹具II安装在后端夹具安装板上，其输出端夹紧或松开导管；所述轴支撑板上有穿孔，所述夹具连接轴通过穿孔与轴支撑板呈轴承连接；所述夹具连接轴上安装有同步带轮II;所述夹具连接轴的前端与轴向力反馈阻尼器单元中的活塞杆呈螺纹连接，其后端与电动夹具I连接；所述轴支撑板安装在扭矩反馈输出单元的力矩输出电机安装板上，支撑夹具连接轴；所述后端夹具安装板安装在高度可调底座上；所述电刷盘安装在夹具连接轴上，防止电动夹具I的引线缠线。所述电动夹具I电机安装板、夹具电机、凸轮和销钉构成；其中，所述夹具电机安装在夹具电机安装板上；所述凸轮连接夹具电机的输出端，并与夹具片连接；所述夹具板I连接在夹具连接轴上；所述夹具板II与夹具板I之间、夹具板II与夹具电机安装板之间均通过螺丝连接；所述夹具片通过销钉固定在夹具板I与夹具电机安装板之间；所述夹具板II上有螺纹孔，所述弹簧穿过夹具板II上螺纹孔，一端压在夹具片上，一端与拧进夹具板II上螺纹孔的螺丝相接。所述电动夹具II与电动夹具I有相同的结构。所述直线导轨由直线导轨轨道和直线导轨滑块构成；其中，所述直线导轨滑块上安装有扭矩反馈输出单元的力矩输出电机安装板；所述直线导轨滑块安装在直线导轨轨道上，且所述直线导轨滑块与直线导轨轨道之间是滚珠连接。所述高度可调底座由升降台1、升降台II和升降台安装板构成；其中，所述升降台安装板安装在升降台I和升降台II上；所述升降台安装板上安装有轴向力反馈阻尼器单元的阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板I1、夹具单元的后端夹具安装板以及直线导轨的直线导轨轨道。所述升降台I由升降台底板、螺纹杆、轴1、轴I1、升降台顶板和升降台支撑杆构成；其中，所述升降台支撑杆下端安装在升降台底板上，上端支撑升降台顶板；所述轴I作为升降台支撑杆的旋转轴；所述轴II为升降台支撑杆的旋转轴；所述螺纹杆穿过轴I和轴II，且与轴I和轴II的连接螺纹方向相反。所述升降台II与升降台I具有相同结构。所述操作信息采集单元由直线位移传感器、直线位移传感器滑块和光电编码器构成；其中，所述直线位移传感器安装在升降台安装板上，其输入端接收直线位移传感器滑块的位置信号；所述直线位移传感器滑块安装在扭矩反馈输出单元的力矩输出电机安装板上；所述光电编码器安装在扭矩反馈输出单元的力矩输出电机上，其输入端接收力矩输出电机的旋转角度信号。所述的导管为微创介入手术医用导管。所述阻尼器、直线导轨的行程和直线位移传感器的量程对应相等，可选择为0-400mmo所述主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置采用铝合金和不锈钢材料。一种主从 微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置的工作方法，其特征在于包括以下几个部分:①装置高度调节:在进行手术操作时，根据不同操作者对操作器的高度要求，首先手动调节升降台I和升降台II获取；所述的升降台I，螺纹杆上有正反螺纹，手动转动螺纹杆时可以使轴I和轴II靠拢或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于它包括轴向力反馈阻尼器单元、扭矩反馈输出单元、夹具单元、操作信息采集单元、导管、直线导轨和高度可调底座；其中，所述轴向力反馈阻尼器单元安装在高度可调底座上，其输出端输出为对导管的阻尼信号；所述扭矩反馈输出单元安装在直线导轨上，其输出端输出对夹具单元的力矩信号；所述夹具单元的输出端与导管配合连接；所述操作信息采集单元的输入端采集扭矩反馈输出单元输出端输出的旋转角度信息和轴向运动信息，其输出为主从微创血管介入手术辅助系统的从操作器的操作动作提供依据；所述导管穿过夹具单元；所述直线导轨安装在高度可调底座；所述高度可调底座是主操作器的安装底座；所述夹具单元的输出端与导管的连接为夹紧导管或松开导管。

【技术特征摘要】
1.一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于它包括轴向力反馈阻尼器单元、扭矩反馈输出单元、夹具单元、操作信息采集单元、导管、直线导轨和高度可调底座；其中，所述轴向力反馈阻尼器单元安装在高度可调底座上，其输出端输出为对导管的阻尼信号；所述扭矩反馈输出单元安装在直线导轨上，其输出端输出对夹具单元的力矩信号；所述夹具单元的输出端与导管配合连接；所述操作信息采集单元的输入端采集扭矩反馈输出单元输出端输出的旋转角度信息和轴向运动信息，其输出为主从微创血管介入手术辅助系统的从操作器的操作动作提供依据；所述导管穿过夹具单元；所述直线导轨安装在高度可调底座；所述高度可调底座是主操作器的安装底座；所述夹具单元的输出端与导管的连接为夹紧导管或松开导管。2.根据权利要求1所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述轴向力反馈阻尼器单元由活塞杆、阻尼器、阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II构成；其中，所述阻尼器安装在阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II上，其输出端输出为对活塞杆的阻尼信号；所述活塞杆的输入端接收阻尼器的阻尼信号，其输出端输出对导管的阻尼信号；所述阻尼器支撑板I和阻尼器支撑板II均安装在高度可调底座上。3.根据权利要求2所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述阻尼器由阻尼器壁、活塞、线圈和聚氨酯海绵构成；其中，所述活塞与活塞杆连接；所述线圈缠在活塞上；所述聚氨酯海绵覆盖在缠有线圈的活塞上；所述的聚氨酯海绵中吸附磁流变液至饱和。4.根据权利要求1所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述扭矩反馈输出单元由力矩输出电机、力矩输出电机安装板、同步带轮1、同步带轮II和同步带构成；其中，所述力矩输出电机安装在力矩输出电机安装板上，其输出端输出扭矩信号，通过同步 带轮1、同步带轮II和同步带与夹具单元连接；所述力矩输出电机安装板安装在直线导轨上；所述同步带轮I安装在力矩输出电机的输出轴上；所述同步带轮II与夹具单元连接。5.根据权利要求1所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述夹具单元由电动夹具1、电动夹具I1、夹具连接轴、电刷盘、轴支撑板和后端夹具安装板构成；其中，所述电动夹具I连接在夹具连接轴上，所述电动夹具I的输入端接收通过夹具连接轴以及扭矩反馈输出单元的同步带轮1、同步带轮I1、同步带传递的扭矩反馈输出单元输出的扭矩信号，其输出端夹紧或松开导管；所述电动夹具II安装在后端夹具安装板上，其输出端夹紧或松开导管；所述轴支撑板上有穿孔，所述夹具连接轴通过穿孔与轴支撑板呈轴承连接；所述夹具连接轴上安装有同步带轮II ;所述夹具连接轴的前端与轴向力反馈阻尼器单元中的活塞杆呈螺纹连接，其后端与电动夹具I连接；所述轴支撑板安装在扭矩反馈输出单元的力矩输出电机安装板上，支撑夹具连接轴；所述后端夹具安装板安装在高度可调底座上；所述电刷盘安装在夹具连接轴上，防止电动夹具I的引线缠线。6.根据权利要求5所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述电动夹具I电机安装板、夹具电机、凸轮和销钉构成；其中，所述夹具电机安装在夹具电机安装板上；所述凸轮连接夹具电机的输出端，并与夹具片连接；所述夹具板I连接在夹具连接轴上；所述夹具板II与夹具板I之间、夹具板II与夹具电机安装板之间均通过螺丝连接；所述夹具片通过销钉固定在夹具板I与夹具电机安装板之间；所述夹具板II上有螺纹孔，所述弹簧穿过夹具板II上螺纹孔，一端压在夹具片上，一端与拧进夹具板II上螺纹孔的螺丝相接；所述电动夹具II与电动夹具I有相同的结构。7.根据权利要求1所述一种主从微创血管介入手术辅助系统主端操作器装置，其特征在于所述直线导轨由直线导轨轨道和直线导轨滑块构成；其中，所述直线导轨滑块上安装有扭矩反馈输出单元的力矩输出电机安装板；所述直线导轨滑块安装在直线导轨轨道上，且所述直线导轨滑块与直线导轨轨道之间是滚珠连接；所述高度可调底座由升降台1、升降台II和升降台安装板构成；其中，所述升降台安装板安装在升降台I和升降台II上；所述升降台安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，郭书祥，王鹏，邵林，王云亮，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12