[发明专利]一种血管介入手术机器人组合系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种血管介入手术机器人组合系统，包括主控台车、设备台车、手术台车、造影成像设备、穿刺套管和柔性手术工具。本发明的组合系统利用柔性连续体手术结构，与传统的血管介入手术机器人相比具有更换的灵活度；柔性连续体结构的主动柔性段和被动柔性段可以在血管造影的引导下更精准地控制手术工具的弯转运动，包括弯转方向和弯转弧度，减少对被操作者血管的力，提高手术精度并降低手术风险。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及一种血管介入手术机器人组合系统及其使用方法。

背景技术

血管介入手术是一种微创影像引导诊疗方法。用非开放的方式，以穿刺针穿透皮肤，到达内脏或其他组织，用于治疗心血管疾病和肿瘤等。通常在血管介入中，医疗装置通过针刺被引入患者的血管中。血管介入的益处在于易于将装置引入患者而不使用大的切口，显著降低了患者的痛苦以及潜在的流血或被感染的可能。血管介入切口更小，因而更容易密封，术后愈合快。

现有的血管介入机器人的手术工具都是由单根超弹性的合金丝或者导管构成，在手术工具远端有一个小型的弯曲，通过操控手术工具的进给和旋转可以将血管介入手术工具沿着既定的路径通过分叉的血管、弯曲的血管等到达病灶位置。现有的血管介入机器人辅助系统均以US(B超)、CT或者MRI(核磁共振成像)影像辅助操作者进行末端执行器和器械的空间定位和定向。

现有手术工具在血管内只能控制前后进给和旋转的运动自由度，对于复杂的血管环境在造影的引导下精确定位精确移动能力有限。虽然使用预弯曲的导管或超弹性合金丝可以通过预弯曲的引导进入弯曲的血管和血管分叉，但由于预弯曲弧度与血管弧度不一致时会对血管产生一定的接触力，增加了手术的风险。

因此，需要开发一种血管介入手术机器人系统来进一步提高手术工具的灵活度，以提高手术精度并降低手术风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明将连续体手术臂应用于血管介入的治疗，相比较于传统的血管介入手术机器人能够提高手术工具的灵活度。本发明的柔性连续体结构可以在血管造影的视觉引导下更精准地控制手术工具的弯转运动，包括弯转方向和弯转弧度，以减少对病人血管产生的力，提高手术精度并降低手术风险。

因此，在第一个方面，本发明提供了一种血管介入手术机器人组合系统(在下文中，有时简称“本发明的系统”)，该组合系统包括主控台车、设备台车、手术台车、造影成像设备、穿刺套管和柔性手术工具，其中

所述主控台车包括操控设备、第一显示器和工控机，其中所述工控机内设接收模块和信号转换模块；

所述设备台车包括机柜、第二显示器、线缆、光学跟踪器和集线器(HUB)，其中所述集线器安装在所述机柜内，所述显示器固定在所述机柜上；所述光学跟踪器通过可锁止固定支架固定在所述机柜上；所述线缆包括手术台车线缆和主从连接线缆；所述主控台车与所述设备台车通过所述主从连接线缆连接，且所述手术台车与所述设备台车通过所述手术台车线缆连接；

所述手术台车包括台车底盘、定位机械臂、线性模组、驱动模组、柔性手术工具、光学定位标识、套管隔离装置和工具隔离装置；所述线性模组搭载在所述定位机械臂上，所述驱动模组被设置成能够在所述线性模组上沿所述线性模组的纵轴前后移动；所述柔性手术工具包括驱动传动单元和柔性连续体结构，所述柔性连续体结构的远端搭载有血管介入手术工具；所述柔性连续体结构包括近侧的被动柔性段和远侧的主动柔性段，其中所述主动柔性段的动作由所述主控台车的操控设备来控制；所述驱动模组的远端与所述柔性手术工具的驱动传动单元相连接并控制所述柔性连续体结构的动作；

所述套管隔离装置安装在所述线性模组的远端处，且所述套管隔离装置设有通孔使得所述柔性手术工具能够穿过所述通孔；所述工具隔离装置安装在所述驱动模组上；所述光学定位标识安装在所述套管隔离装置上；

所述穿刺套管具有腔道用于接纳所述柔性手术工具穿过，并且所述穿刺套管被设置成与所述套管隔离装置连接；