一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，属于医疗训练设备的技术领域，包括导管、导向轴、力/力矩检测机构和实现两自由度运动及力触觉反馈的机构；力/力矩检测机构用于检测施加在导向轴轴向方向的操作力以及检测施加在导向轴周向方向的操作力矩；力/力矩检测机构包括能够与导向轴同轴转动的传动块、用于检测传动块轴向方向的操作力的第一检测组件和用于检测传动块周向方向的操作力矩的第二检测组件，第一检测组件位于传动块轴向方向；第二检测组件位于传动块周向方向。该装置用以精确地检测血管介入训练手术中操作者的力/力矩，并及时实现运动和力触觉反馈，给操作者提供真实的训练环境，以达到提高操作者的操作技能。

A hand-controlled operation device based on the training system of vascular interventional surgery

【技术实现步骤摘要】
一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置
本专利技术涉及医疗训练设备的
，具体而言，涉及一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置。
技术介绍
血管介入手术是近十年来逐渐兴起的十分有效的治疗方法，具有创伤小，出血少，介入部位准确等优点。同时血管介入手术的并发症的发生率与患者造影例数呈负相关，说明操作越熟练，并发症发生的可能性越小。然而与逐年增加的心脑血管疾病的发病人数相比，真正能够熟练完成血管介入手术的医生数量相差甚远，因此需要培训出更多优秀熟练的血管介入手术的医生。传统的血管介入训练方式包括：尸体、人体phantom模型、动物等，通过训练设备进行训练操作，在训练过程中，往往很难把握导管的运动轨迹，比如如何正确的进行前进、后退或者旋转，当在训练过程中遇到阻碍时，如何实现力反馈进而可以更加精准的训练。现有专利CN201210185159-一种实时测量心血管介入手术中导管介入力和力矩的装置，该专利通过将医生的拇指和食指分别戴在装置里，通过力和力矩的装置进行检测和反馈，该装置虽然可以直接与医生手指操作进行直接的接触，但是由于血管介入手术要求精准，医生作业时间长，医生长时间以这样的姿势容易疲惫，从而会造成较大的手术误差，因此该装置不利于医生操作；除此之外，上述专利中的压力传感器为3组，等间隔分布于外圆柱壳内壁，在检测力和力矩的时候，会存在一定的误差。急需一种能够更加精确的检测力和力矩以及反馈力和力矩的装置，便于医生操作训练。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，用以实现精确检测血管介入训练手术中操作者的力/力矩，并及时运动和力触觉反馈，给训练者提供更加真实的训练环境，以达到提高训练者的操作技能的技术效果。本专利技术通过以下技术方案实现：包括导管、导向轴、力/力矩检测机构和实现两自由度运动及力触觉反馈的机构；所述力/力矩检测机构用于检测施加在导向轴轴向方向的操作力/力矩以及检测施加在导向轴周向方向的操作力/力矩；所述力/力矩检测机构包括能够与所述导向轴同轴转动的传动块、用于检测所述传动块轴向方向的操作力的第一检测组件和用于检测所述传动块周向方向的操作力矩的第二检测组件，所述第一检测组件位于所述传动块轴向方向；所述第二检测组件位于所述传动块周向方向。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述检测机构还包括壳体，所述壳体活动套设于所述导向轴表面，所述壳体一侧设有用于所述传动块轴向移动或者周向移动的活动腔，所述活动腔内壁设有用于安装第一检测组件的第一安装槽和用于安装第二检测组件的第二安装槽，所述第一安装槽设于所述壳体轴向方向，所述第二安装槽设于所述壳体周向方向。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述第一检测组件包括2个检测块；所述第二检测组件包括2个检测块；所述第一安装槽有2个，所述第二安装槽有2个，所述传动块在所述壳体轴向方向，位于两个所述检测块之间；所述传动块在所述壳体周向方向，位于两个所述检测块之间。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述实现两自由度运动及力触觉反馈的机构包括用于稳固所述导向轴的导向组件和用于驱动所述导管轴向运动的驱动组件；所述导向组件底部设有滑件；所述驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机的输出端连接有滚珠丝杠，所述滑件与所述滚珠丝杠活动连接，通过所述伺服电机驱动以使所述导向轴在轴向方向上实现前进或者后退。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述实现两自由度运动及力触觉反馈的机构还包括用于检测导向轴周向方向运动的第一编码器，所述第一编码器与所述导向轴同轴连接。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述导向组件包括支撑板和底板，所述滑件设于所述底板底部。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述实现两自由度运动及力触觉反馈的机构还包括磁滞制动器，所述第一编码器和所述磁滞制动器均与所述导向轴同轴连接。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述第一检测组件和所述第二检测组件的检测块均为压力传感器。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术所提供基于介入手术训练系统的手控操作装置，通过力/力矩检测机构对操作者施加于导向轴的力/力矩进行精准地检测，该检测是在水平方向和旋转方向，从而为后续实现两自由度运动及力触觉反馈的机构提供实时准确数据，进而为操作者提供更加真实的训练环境；达到更好的训练效果。本专利技术所提供的力/力矩检测机构中通过设置与导向轴同轴转动的传动块，该传动块可在壳体内的活动腔中活动，并通过轴向或者周向上的检测块进行力/力矩的检测。该结构不仅可以实现导向轴的力/力矩的检测，而且还可以实现两自由度力/力矩的解耦检测，检测更加直观和精准。本专利技术所提供的基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，通过力/力矩检测机构、伺服电机和导向组件可以实现导向轴在轴向方向的运动以及轴向运动的力反馈；通过力/力矩检测机构、第一编码器和磁滞制动器可以实现导向轴在周向方向的力反馈，两自由度的力反馈对训练者的训练有着较大的帮助，从而可以提高训练的效果。本专利技术所提供的基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，其结构简单，操作容易，符合医生实际操作习惯。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的力/力矩检测机构的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的力/力矩检测机构的主视图。图标：10-导管，100-导向轴，200-力/力矩检测机构，210-壳体，211-活动腔，214-第一检测组件，215-第二检测组件，217-传动块，220-第一编码器，310-导向组件，311-支撑板，312-底板，313-滑件，320-伺服电机，321-滚珠丝杆，330-磁滞制动器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参看图1，本专利技术实施例提供的基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，主要是用于医生训练血管介入手术的训练设备，主要包括导管10、导向轴100、力/力矩检测机构200和实现两自由度运动及力触觉反馈的机构，其中导向轴100为手控操作轴，操作者通过操作导向轴100，并通过力/力矩检测机构200进行力/力矩检测，然后进行一定的控制信号的转换，再通过实现两自由度运动及力触觉反馈的机构执行导管10或导向轴100的运动，该控制信号转换为现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，包括导管、导向轴、力/力矩检测机构和实现两自由度运动及力触觉反馈的机构；/n所述力/力矩检测机构用于检测施加在导向轴轴向方向的操作力以及检测施加在导向轴周向方向的操作力矩；/n其特征在于：所述力/力矩检测机构包括能够与所述导向轴同轴转动的传动块、用于检测所述传动块轴向方向的操作力的第一检测组件和用于检测所述传动块周向方向的操作力矩的第二检测组件，所述第一检测组件位于所述传动块轴向方向；所述第二检测组件位于所述传动块周向方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于血管介入手术训练系统的手控操作装置，包括导管、导向轴、力/力矩检测机构和实现两自由度运动及力触觉反馈的机构；
所述力/力矩检测机构用于检测施加在导向轴轴向方向的操作力以及检测施加在导向轴周向方向的操作力矩；
其特征在于：所述力/力矩检测机构包括能够与所述导向轴同轴转动的传动块、用于检测所述传动块轴向方向的操作力的第一检测组件和用于检测所述传动块周向方向的操作力矩的第二检测组件，所述第一检测组件位于所述传动块轴向方向；所述第二检测组件位于所述传动块周向方向。


2.根据权利要求1所述的手控操作装置，其特征在于，所述检测机构还包括壳体，所述壳体活动套设于所述导向轴表面，所述壳体一侧设有用于所述传动块轴向移动或者周向移动的活动腔，所述活动腔内壁设有用于安装第一检测组件的第一安装槽和用于安装第二检测组件的第二安装槽，所述第一安装槽设于所述壳体轴向方向，所述第二安装槽设于所述壳体周向方向。


3.根据权利要求2所述的手控操作装置，其特征在于，所述第一检测组件包括2个检测块；所述第二检测组件包括2个检测块；所述第一安装槽有2个，所述第二安装槽有2个，所述传动块在所述壳体轴向方向，位于两个所述检测块之间；所述传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，王娟，李亚鑫，石志航，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51