[发明专利]血管介入用变通道和顺位的操作机械手及手术机器人

说明书

本发明提供了一种血管介入用变通道和顺位的操作机械手及手术机器人，包括一组或多组机械手机构、第一导向杆、第一丝杆、丝杆电机，机械手机构之间通过第一导向杆、第一丝杆相互连接，第一丝杆的一端连接机械手机构，第一丝杆的另一端连接丝杆电机；所述机械手部件包括末端执行器(5)、翻转关节(6)、反射板(7)、力传感器(8)、输出杆(9)、移动关节(16)；其中，输出杆(9)的一端连接移动关节(16)，输出杆(9)的另一端与力传感器(8)、翻转关节(6)、末端执行器(5)依次连接，反射板(7)安装在翻转关节(6)上。本发明可以实现多通道任意变位的介入操作，包括便道和顺位，且结构紧凑，动作灵活。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体地涉及血管介入用变通道和顺位的操作机械手及手术机器人，尤其涉及一种可以对多通道导管、导丝进行夹持、推送、旋转的可变顺位的多机械手操作装置。

背景技术

血管介入手术机器人是一种代替医生在射线环境中进行导管导丝操作的遥控装置，可以使医生避开射线损伤，并且通过机械和运动控制算法来消除医生手部颤抖，提高介入精准度。目前的血管介入手术机器人一般采用一个导管导丝通道，允许机器人对于该通道内的数个器件如导管、导丝、球囊、支架导管等进行串行操作，但是目前随着多通道介入器械的出现，兼容单通道和多通道操作的操作手就变得非常必要。

用于完成冠状动脉手术的CorPath System机器人由Corindus公司研发，可以灵活的操纵血管介入手术过程所需的导管和导丝设备。Sensiji机器人导管系统是最早使用的血管介入手术机器人，医生在三维图像引导下，对导管进行遥操作。Catheter Robotics公司开发的血管介入手术机器人系统手柄可以控制导管轴向运动、旋转运动以及导管前端弯曲角度，可以进入角度比较难于控制的血管。近年来，国内的血管介入机器人研究已取得了较大的发展。清华大学，北京大学，上海交通大学以及北京航空航天大学等学校都有相应的研究团队投入到血管介入手术机器人的研究之中，并取得了一系列研究成果。北京航空航天大学所研制的血管介入手术机器人不仅完成了远程模拟手术而且顺利的进行了动物实验。

血管介入机器人辅助技术的发展，从目前来看，主要存在的问题在于以下几个方面。第一，机器人可以操作单根导管导丝的旋转、推拉，但是对于更为复杂的动作，例如导管导丝的协同操作、支架的输运和释放就无法进行；第二，随着多通道介入器械的出现，原有的单通道操作机器人需要进行改进，不仅可以完成单通道串行，而且可以完成多通道并行操作；第三，操作手在操作过程中应该具有更多的灵活性，具有任意的选位功能，从而更加模拟人手进行操作的场景；第四，机器人对导管导丝的夹持部分应该具有和目前商业化的介入器件相容的能力，使得绝大部分器械可以直接应用在机器人上，而不需要对器械做二次开发。为了解决上述问题，满足临床需求，需要探索新的结构和原理。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种血管介入用变通道和顺位的操作机械手及手术机器人。

根据本发明提供的一个方面，提供一种机械手部件，所述机械手部件包括末端执行器、翻转关节、反射板、力传感器、输出杆、移动关节；其中，输出杆的一端连接移动关节，输出杆的另一端与力传感器、翻转关节、末端执行器依次连接，反射板安装在翻转关节上。

优选地，所述移动关节包括支撑筒、移动电机、电机固定盘、移动联轴器、丝杆支撑盘、第二导向杆、第二丝杆、螺母、筒端盖、波纹管；其中，移动电机通过电机固定盘安装在支撑筒内，移动电机通过移动联轴器连接第二丝杆，第二导向杆、第二丝杆的一端均连接丝杆支撑盘，第二导向杆、第二丝杆的另一端均连接筒端盖，螺母连接第二导向杆、第二丝杆、输出杆，波纹管的一端紧固连接筒端盖，波纹管的另一端紧固连接输出杆。