本技術(shù)涉及醫(yī)療設(shè)備,特別是涉及一種手術(shù)機(jī)器人、介入驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。
背景技術(shù):
1、微創(chuàng)手術(shù)以創(chuàng)傷小恢復(fù)快的優(yōu)勢得到越來越多的關(guān)注與應(yīng)用,導(dǎo)絲、導(dǎo)管等介入器械便是微創(chuàng)手術(shù)中醫(yī)生的主要操作對象。當(dāng)前,在進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)介入治療時(shí),需要實(shí)時(shí)x射線造影輔助醫(yī)生進(jìn)行介入操作,醫(yī)生會面臨受輻射風(fēng)險(xiǎn)。再者當(dāng)前介入治療,仍以醫(yī)生用手站立操作為主,介入機(jī)械的控制受制于醫(yī)生手的控制精度,難以量化;且一臺手術(shù)往往耗時(shí)較長,對醫(yī)生的體力消耗也比較大,增加手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)性。
2、為此,采用血管手術(shù)機(jī)器人輔助醫(yī)生做介入手術(shù)。在血管手術(shù)機(jī)器人中,采用自動化介入器械驅(qū)動裝置來代替醫(yī)生進(jìn)行操作,能夠模擬人手對介入器械如導(dǎo)絲、導(dǎo)管等進(jìn)行推送、搓捻等操作,以使得介入器械能夠伸入患者體內(nèi)進(jìn)行介入手術(shù)操作。
3、目前的自動化介入器械驅(qū)動裝置主要有摩擦輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動和卡夾直線驅(qū)動兩種結(jié)構(gòu)形式,利用摩擦輪推送,依賴器械與摩擦輪之間摩擦力實(shí)現(xiàn),輪子與導(dǎo)絲導(dǎo)管接觸面小,容易打滑,推送精度低;通過卡夾直線驅(qū)動時(shí),無法連續(xù)推送,即使雙卡夾交替推送,在交替時(shí)也會存在短時(shí)間間歇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此,有必要針對目前自動化介入器械驅(qū)動裝置采用摩擦輪推送易出現(xiàn)打滑的問題以及采用卡夾推送存在無法連續(xù)推送的問題,提供一種手術(shù)機(jī)器人、介入驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法,其能夠增加與介入器械的接觸面積,避免推送過程中出現(xiàn)打滑的情況,保證介入器械的推送精度與推送穩(wěn)定性,同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)介入器械的連續(xù)推送,無需停頓,提高推送效率。
2、一種介入驅(qū)動裝置,包括爪輪推送模塊,所述爪輪推送模塊包括支撐結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及爪輪推送結(jié)構(gòu),所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu),所述爪輪推送結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),所述爪輪推送結(jié)構(gòu)能夠夾持介入器械,并能夠隨所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動,以搓捻所述介入器械;
3、所述爪輪推送結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的第一推送組件以及第二推送組件,所述第一推送組件包括多個(gè)第一卡夾,所述第二推送組件包括多個(gè)第二卡夾,且所述第二推送組件能夠靠近或者遠(yuǎn)離所述第一推送組件,使所述第一卡夾與所述第二卡夾能夠夾持或釋放所述介入器械,所述第一推送組件驅(qū)動多個(gè)所述第一卡夾轉(zhuǎn)動,所述第二推送組件驅(qū)動多個(gè)所述第二卡夾轉(zhuǎn)動,使前一所述第一卡夾與所述第二卡夾逐漸脫離所述介入器械時(shí)后一所述第一卡夾與所述第二卡夾接觸所述介入器械。
4、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述第一推送組件與所述第二推送組件均包括推送驅(qū)動單元、固定座以及爪輪單元,所述推送驅(qū)動單元及所述爪輪單元設(shè)置于所述固定座,所述第一卡夾設(shè)置于所述第一推送組件的所述爪輪單元,所述第二卡夾設(shè)置于所述第二推送組件的所述爪輪單元,所述第一卡夾與所述第二卡夾能夠夾持或釋放所述介入器械,所述推送驅(qū)動單元能夠驅(qū)動所述爪輪單元帶動所述第一卡夾及所述第二卡夾相對于所述固定座轉(zhuǎn)動,以推送所述介入器械。
5、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述爪輪單元包括傳動部件,所述傳動部件傳動連接所述推送驅(qū)動單元,并具有至少一直邊軌道,所述直邊軌道平行于所述介入器械設(shè)置,多個(gè)所述第一卡夾或多個(gè)所述第二卡夾設(shè)置于所述傳動部件,并伸出所述直邊軌道,所述直邊軌道用于使所述第一卡夾及所述第二卡夾保持抵接所述介入器械。
6、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述傳動部件包括爪輪盤、轉(zhuǎn)動軸以及多個(gè)伸縮部件,所述爪輪盤具有至少一所述直邊軌道,所述轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述爪輪盤中,各所述伸縮部件的一端連接所述轉(zhuǎn)動軸,各所述伸縮部件的另一端連接一所述第一卡夾或所述第二卡夾,所述伸縮部件的彈性力帶動所述第一卡夾或所述第二卡夾的端部伸出所述爪輪盤,并由所述爪輪盤限制所述第一卡夾或所述第二卡夾的伸出長度;
7、所述伸縮部件包括輻桿、伸縮桿以及彈性件,所述輻桿設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動軸,所述伸縮桿連接所述輻桿與所述第一卡夾或所述第二卡夾,并相對所述輻桿伸縮,所述彈性件連接所述輻桿與所述伸縮桿,使所述伸縮桿保持伸出所述輻桿,所述彈性件的彈性力大于所述第一卡夾或所述第二卡夾抵接所述介入器械的作用力。
8、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述第一卡夾與所述第二卡夾均包括卡塊主體、限位部以及抵接部,所述限位部對稱設(shè)置于所述卡塊主體,并與所述爪輪盤運(yùn)動接觸,所述卡塊主體的一端轉(zhuǎn)動連接所述伸縮桿,所述卡塊主體的另一端設(shè)置呈平板狀的所述抵接部;
9、所述第一卡夾與所述第二卡夾還均包括包覆部,所述包覆部包覆于所述抵接部;和/或,
10、所述限位部具有配合面,所述配合面與所述爪輪盤滑動接觸配合,或者,所述限位部為轉(zhuǎn)動件,所述轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動且凸出設(shè)置于所述卡塊主體,所述轉(zhuǎn)動件與所述爪輪盤滾動接觸配合。
11、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述傳動部件包括第一輪體、第二輪體以及傳動帶,所述傳動帶套設(shè)所述第一輪體與所述第二輪體,所述第一輪體與所述推送驅(qū)動單元連接,多個(gè)所述第一卡夾或多個(gè)所述第二卡夾設(shè)置于所述傳動帶,并隨所述傳動帶轉(zhuǎn)動,所述第一輪體與所述第二輪體的連線和所述介入器械平行。
12、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述爪輪單元還包括力感知部件,所述力感知部件傾斜設(shè)置于所述第一卡夾或所述第二卡夾與所述介入器械抵接的端部。
13、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述第二推送組件還包括夾持單元,所述夾持單元連接所述第二推送組件的固定座與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),所述夾持單元推送所述第二推送組件,使所述第二推送組件中的所述固定座靠近或遠(yuǎn)離所述第一推送組件的所述固定座;
14、所述夾持單元包括夾持驅(qū)動件、轉(zhuǎn)接板以及導(dǎo)向部件,所述夾持驅(qū)動件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),所述轉(zhuǎn)接板連接所述夾持驅(qū)動件的輸出端與所述固定座,所述夾持驅(qū)動件驅(qū)動所述固定座相對于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)運(yùn)動,使所述固定座靠近或遠(yuǎn)離所述第一推送組件,所述導(dǎo)向部件導(dǎo)向連接所述固定座及所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
15、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件、旋轉(zhuǎn)傳動件以及轉(zhuǎn)盤,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu),所述轉(zhuǎn)盤可轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu),所述第一推送組件及所述第二推送組件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤,所述旋轉(zhuǎn)傳動件傳動連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件與所述轉(zhuǎn)盤,以驅(qū)動所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動;
16、所述轉(zhuǎn)盤具有第一放線槽,所述第一放線槽沿所述轉(zhuǎn)盤的徑向從邊緣貫通至中心,所述支撐結(jié)構(gòu)具有沿所述轉(zhuǎn)盤徑向的第二放線槽,所述第一放線槽與所述第二放線槽同軸連通,并沿所述轉(zhuǎn)盤的軸向延伸,所述第一放線槽與所述第二放線槽用于容納所述介入器械。
17、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐組件以及殼體組件,所述殼體組件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤,所述支撐組件轉(zhuǎn)動支撐所述轉(zhuǎn)盤;
18、所述殼體組件包括上殼、下殼、第一限位件以及第二限位件,所述下殼設(shè)置于所述支撐組件,所述上殼可開關(guān)地設(shè)置于所述下殼,并圍設(shè)成安裝所述爪輪推送結(jié)構(gòu)的安裝空間,所述第一限位件設(shè)置于所述上殼,所述第二限位件設(shè)置于所述下殼,并對應(yīng)所述第一限位件設(shè)置,以圍設(shè)成容置所述介入器械的限位空間,所述限位空間同軸并連通所述第一放線槽及所述第二放線槽。
19、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,介入驅(qū)動裝置還包括安裝底座以及直線推送模塊,所述直線推送模塊設(shè)置于所述安裝底座,并連接所述爪輪推送模塊,以驅(qū)動所述爪輪推送模塊沿推送方向推送所述介入器械;
20、所述直線推送模塊包括直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)、連接板以及導(dǎo)向結(jié)構(gòu),所述直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述安裝底座,所述連接板連接所述直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)所述爪輪推送模塊,所述直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動所述連接板帶動所述爪輪推送模塊沿所述推送方向移動,所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述安裝底座,并導(dǎo)向連接所述爪輪推送模塊的運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)向。
21、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述介入驅(qū)動裝置還包括安裝底座以及徑向約束模塊,所述爪輪推送模塊及所述徑向約束模塊沿所述介入器械的推送方向依次布置,所述徑向約束模塊用于對露出所述爪輪推送模塊的所述介入器械進(jìn)行徑向約束限位;
22、所述徑向約束模塊包括支架結(jié)構(gòu)以及約束結(jié)構(gòu),所述支架結(jié)構(gòu)沿所述推送方向支撐所述約束結(jié)構(gòu),所述約束結(jié)構(gòu)具有相對的第一端及第二端,所述爪輪推送模塊在所述第一端與所述第二端之間移動時(shí)能夠撐開或釋放所述約束結(jié)構(gòu)。
23、在本技術(shù)的一實(shí)施例中,所述約束結(jié)構(gòu)包括第一約束組件以及第二約束組件,所述第一約束組件與所述第二約束組件可吸合或分離,所述爪輪推送模塊在所述第一端撐開所述第一約束組件與所述第二約束組件,使所述第一約束組件與所述第二約束組件分離;
24、所述第一約束組件具有沿所述推送方向延伸的第一部分通道,所述第二約束組件具有沿所述推送方向延伸的第二部分通道,所述第一部分通道與所述第二部分通道對合圍設(shè)成容置所述介入器械的走線通道;
25、所述第一約束組件與所述第二約束組件均包括沿所述推送方向延伸的護(hù)套、磁條以及彈性板,所述磁條沿所述推送方向設(shè)置于所述護(hù)套中,所述彈性板設(shè)置于所述護(hù)套的外側(cè)。
26、一種介入驅(qū)動裝置的驅(qū)動方法,應(yīng)用于如上述任一技術(shù)特征所述的介入驅(qū)動裝置,所述驅(qū)動方法包括推送方法和/或轉(zhuǎn)動方法;
27、所述推送方法包括如下步驟:
28、獲取推送指令,判斷所述介入驅(qū)動裝置是否處于轉(zhuǎn)動狀態(tài),若否,判斷爪輪推送模塊的第一卡夾與第二卡夾是否夾持所述介入器械,若是,判斷介入器械的推送方式;
29、控制所述爪輪推送模塊的爪輪推送結(jié)構(gòu)推送所述介入器械,和/或,控制直線推送模塊推送所述介入器械;
30、判斷所述介入驅(qū)動裝置是否保持推送指令,直至控制所述爪輪推送結(jié)構(gòu)和/或所述直線推送模塊停止運(yùn)動;
31、所述轉(zhuǎn)動方法包括如下步驟:
32、獲取轉(zhuǎn)動指令,判斷所述介入驅(qū)動裝置是否處于推送狀態(tài),若否,判斷所述第一卡夾與所述第二卡夾是否夾持所述介入器械,若是,控制所述介入驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動;
33、判斷所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是否保持轉(zhuǎn)動指令,直至控制所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)停止轉(zhuǎn)動。
34、一種手術(shù)機(jī)器人,包括控制裝置以及如上述任一技術(shù)特征所述的介入驅(qū)動裝置,所述控制裝置與所述介入驅(qū)動裝置控制連接,以控制所述介入驅(qū)動裝置執(zhí)行介入操作;
35、所述介入驅(qū)動裝置的數(shù)量為至少兩個(gè),至少兩個(gè)所述介入驅(qū)動裝置沿介入器械的移動方向串聯(lián)布置,后一所述介入驅(qū)動裝置中的介入器械連接前一所述介入驅(qū)動裝置的介入器械。
36、采用上述技術(shù)方案后,本技術(shù)至少具有如下技術(shù)效果:
37、本技術(shù)的手術(shù)機(jī)器人、介入驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法,在該介入驅(qū)動裝置中,爪輪推送模塊用于推送并搓捻介入器械,旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu),爪輪推送結(jié)構(gòu)的第一推送組件及第二推送組件設(shè)置在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上,并可隨旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動,第二推送組件能夠靠近或遠(yuǎn)離第一推送組件,以夾持或釋放介入器械。第一推送組件包括多個(gè)第一卡夾,第二推送組件包括多個(gè)第二卡夾,第二推送組件靠近第一推送組件時(shí),第二卡夾與第一卡夾能夠夾持介入器械,第一推送組件驅(qū)動第一卡夾轉(zhuǎn)動、第二推送組件驅(qū)動第二卡夾轉(zhuǎn)動時(shí),第一卡夾與第二卡夾能夠夾持介入器械沿推送方向移動,以推送介入器械。同時(shí),前一第一卡夾及第二卡夾逐漸脫離介入器械時(shí),后一第一卡夾與第二卡夾接觸介入器械,以如此往復(fù)能夠?qū)崿F(xiàn)介入器械的連續(xù)推送,而且,在推送過程中,旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶動第一推送組件及第二推送組件往復(fù)轉(zhuǎn)動,進(jìn)而通過第一卡夾與第二卡夾帶動介入器械往復(fù)轉(zhuǎn)動,實(shí)現(xiàn)介入器械的搓捻。
38、該介入驅(qū)動裝置,通過第一推送組件的第一卡夾與第二推送組件的第二卡夾實(shí)現(xiàn)介入器械的夾持,第一卡夾與第二卡夾通過表面接觸介入器械,以增加與介入器械的接觸面積,避免推送過程中出現(xiàn)打滑的情況,保證介入器械的推送精度與推送穩(wěn)定性。同時(shí),通過多個(gè)第一卡夾與第二卡夾相配合的方式推送介入器械,在前一第一卡夾與第二卡夾逐漸脫離介入器械的過程中,后一第一卡夾與第二卡夾能夠接觸介入器械并夾持介入器械,如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)介入器械的連續(xù)推送,無需停頓,提高推送效率。