[发明专利]类介入医师触觉感知的力反馈传感模组

说明书

本发明涉及一种类介入医师触觉感知的力反馈传感模组的技术方案，包括：增加了穿刺针旋转模组以模仿了医生旋进穿刺针的手法，安装扭矩传感器，通过静态扭矩传感器、扭杆及电机的模组结构替换了动态扭矩传感器，在工作时，电机外壳会收到来自电机转子产生的反向扭矩，该部分扭矩通过扭杆传递至静态扭矩传感器。本发明的有益效果为：节约了穿刺机构内部的空间，并提高了测量数据的可靠性，为穿刺机器人更精准的反馈针尖受力情况提供了结构保证。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体涉及了一种类介入医师触觉感知的力反馈传感模组。

背景技术

恶性肿瘤是全球范围内广泛关注的主要公共健康问题。每年的死亡病例数和新增癌症病例数更是占全球半数以上。因此，恶性肿瘤的治疗已成为关乎国家经济发展和民生社稷的重要命题。

内放疗技术为传统外放疗技术的延伸，具体可分为一过性植入和永久性植入两种形式。近年来，尽管不断有新型放射性核素应用于临床,但是¹²⁵I依然是目前最为常用的内放疗核素，并成为传统外放疗技术的重要补充。

传统的内放射治疗采用基于穿刺模板的手动针刺操作，存在灵活性差、精度低等问题，同时长时间、近距离操作放射性粒子还会对放疗医生造成放射性伤害。基于多感知的机器人辅助手术不仅定位精度高、灵活性强，还可以提高治疗效率、保护操作者，是弥补传统内放射治疗缺陷的重要途径。但在这一介入机器人系统中，如何设计并嵌入一款类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，让机器人操作导引针时，既能够实时感知到直线方向的推拉力和导针旋转时的扭矩信息，同时能够让后端的粒子枪和导引针能够配合通过导引针后端顺利植入粒子，成为了介入机器人系统的工程瓶颈问题。

现有技术公开了一种适用于球扩式支架快速交换型输送系统的血管介入机器人(专利号为CN201910411154.2)，该项专利在原有设计的基础上首先加入了力反馈模块，在原有的功能上增加了测量导丝收到的轴向力和扭矩的功能。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，节约了穿刺机构内部的空间，并提高了测量数据的可靠性，为穿刺机器人更精准的反馈针尖受力情况提供了结构保证。

本发明的技术方案包括一种类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，其特征在于，包括：直线运动模组及压力传感模组；所述直线运动模组包括滑块1、直线模组电机2、直线模组底座3、滑车底座4、丝杆7及导轨9；所述导轨9穿过所述滑块1，所述滑块1通过所述直线模组电机2沿所述导轨9往复运动；滑车底座4固定于所述滑块1上；所述滑车底座4包括前挡板和后挡板；所述压力传感模组包括穿刺针30、穿刺针底座29、电机5、电机轴套45、主动轮轴套6及环形压力传感器8，所述穿刺针30固定于穿刺针底座29上，所述穿刺针底座29连接环形压力传感器8的顶杆28，所述顶杆28被主动轮轴套6包覆并穿过环形压力传感器8的中心；所述电机5安装于所述电机轴套45中，所述电机轴套45固定于所述滑车底座4；所述电机5带动齿轮组正反转动进行所述穿刺针30的正反旋转，其中齿轮组包括主动轮15从动轮16，所述从动轮16与所述顶杆28连接。

根据所述的类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，其中所述电机5的末端还连接有扭杆43，所述扭杆43安装在扭杆轴套46中，扭杆轴套46固定于所述滑车底座4，所述扭杆43的末端还连接静态扭矩传感器42，所述静态扭矩传感器42另一端接口固定于所述滑车底座4。

根据所述的类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，其中电机5向任意方向转动时，通过扭杆43产生反向旋转的趋势，同时通过静态扭矩传感器42测量出所述电机5产生的反向扭矩，根据反向扭矩感知所述穿刺针30的扭矩。

根据所述的类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，其中环形压力传感器8的量程为5N，精度为0.001。

根据所述的类介入医师触觉感知的力反馈传感模组，其中直线模组底座3为L型，并带有圆形孔，所述直线模组电机2通过圆形孔连接所述滑块1。