用于介入手术的转向装置及系统

    技术2025-03-31  55


    本技术涉及一种用于介入手术的转向装置及系统,属于医疗器械。


    背景技术:

    1、目前治疗心血管疾病的手段之一是采用导丝、导管输送支架等来开通血管。此类介入手术中主要是依靠技术熟练的医生在x射线或其他可提供灰度图像设备的监控和引导下,以人工操作的方式,完成导管、导丝、微导管和球囊等手术器械的介入操作。人体内血管具有弯曲狭长、不规则、分支多等特征,医生在进行此类介入操作时存在一定的风险性,手术操作复杂、手术时间长,影响手术质量的因素多,手术成功与否很大程度上依赖于具体操作者的经验。常规的导丝或导管是柔软的细长条形构件,通常可以在两个自由度下(轴向推拉以及轴向旋转两个自由度)从体外操纵。操作者通过轴向和径向操纵,将这些器械的头端导航至目标位置。目前,在心血管或血管腔内介入手术中主要挑战之一就是导丝的操纵和导航。对于这类手术而言,拥有准确且可靠的控制装置以引导导丝适应人体解剖结构形状和方向的变化就显得尤为至关重要;现有技术中已有多个技术方案做出了多种尝试,例如中国专利,申请号“202211223827.x”、申请号“202011132124.7”等,通过向导丝、导管中添加主动或被动机构以增强此类装置的转向能力。常见的方法包括通过将连接至装置头端的拉线结合在装置内来增加头端转向能力;将包括较高硬度材料的主导管轴与包括较低硬度材料的远段联接,这种材料成分的差异确保了:对线进行操纵会首先操纵远端梢部。通过在拉线上施加拉力:拉力是平行的但相对于装置的主轴线偏移,可以实现远端端部相对于主轴的弯曲。

    2、现有技术中,采用增加拉线的方法广泛用于可转向的导管和可转向的导丝,并且允许对装置的梢部进行多个自由度的运动控制。例如中国专利,申请号“201980029400.6”,但现有技术中的这类方法在精确跟踪、操作便捷性等方面仍然存在缺陷:通过拉线转向,无法准确获知末端转向角度,仍然需要在图像设备的监控下进行人工不间断地修正操作,且这类修正操作往往极度地依赖医生个人的经验;采用多根拉线的方式,多根拉线都集中在体外,且转向时需要对每根拉线都分别采取推拉的操作,增加了具体操作者操作的复杂程度,容易发生误操作。近年来,随着机器人技术的发展,在微创血管介入手术领域,血管介入手术机器人也作为新兴产业得到迅速发展。微创血管介入手术机器人主要工作过程为:医生在成像模块的帮助下通过对操作模块的操作,利用执行模块,按照医生的指令对微导管/导丝执行替代医生的动作。使用微创血管介入手术机器人进行手术可以使操作更加精准、手术时间缩短,同时也可避免医生因穿着沉重的铅衣及接受x射线而造成身体疲劳及损伤。这也就对介入手术装置的头端转向方式提出新的需求,本技术领域亟需获得一种新的转向机构和导航方式以满足手术医生或手术机器人需要准确获知导丝导管转向信息的需求,实现更精准、更容易地操作,降低对操作者实际经验值的依赖,克服现有技术中的缺陷。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的是为解决如何获得一种新的转向机构和导航方式以满足手术医生或手术机器人需要准确获知导丝导管转向信息的需求,实现更精准、更容易地操作,降低对操作者实际经验值依赖的技术问题。

    2、为达到解决上述问题的目的,本实用新型所采取的技术方案是提供一种用于介入手术的转向装置,介入器械的头段设有用于引导器械转变前进方向的转向装置。

    3、所述转向装置包括转动机构一和转动机构二;所述转动机构一设有沿介入管腔横截面径向的转动轴一,所述转动机构二设有沿介入管腔横截面径向的转动轴二;所述转动轴二与所述转动轴一垂直连接;

    4、沿介入操作方向的所述转向装置的前后两端分别设为远离操作者的远端段和靠近操作者的近端段;所述远端段与转动轴二连接;所述近端段与转动轴一连接;

    5、所述转向装置设有用于驱动转动轴一、转动轴二和远端段绕转动轴一的中心轴轴向旋转的驱动装置一;转向装置还设有用于驱动转动轴二和远端段绕转动轴二的中心轴轴向自转的驱动装置二。

    6、优选地,所述介入器械包括导管或微导管。

    7、优选地,所述转向装置设于一微导管的末段,所述微导管穿设于介入导管中,所述微导管中设有导丝;沿介入方向的所述转向装置的前后两侧的微导管分别设为远离操作者的远端段和靠近操作者的近端段;所述远端段与转动轴二连接;所述近端段与转动轴一连接。

    8、优选地,所述远端段和近端段之间设有可伸缩弹性导管。

    9、优选地,所述转动轴一上设有用于驱动转动轴一绕转动轴一的中心轴自转的齿轮一。

    10、优选地,所述转动轴一的轴体中穿设有一旋转轴,旋转轴与转动轴二垂直;转动轴二垂直设于所述转动轴一的轴体上,且转动轴二的一端与所述旋转轴的一端通过齿轮啮合连接。

    11、优选地,所述旋转轴上设有用于驱动旋转轴绕旋转轴的中心轴自转的齿轮二。

    12、优选地,所述齿轮一和齿轮二上设有用于拉动齿轮转动的拉线。

    13、本实用新型提供一种用于介入手术的转向系统,所述转向系统包括上述的转向装置;且所述转动轴一和所述转动轴二上设有角度传感器。

    14、优选地,所述转向系统包括通过转动轴一和转动轴二转动角度的数据计算介入物转动角度的软件模块和在体外模拟介入物在虚拟的人体体内转动角度的软件模块。

    15、相比现有技术,本实用新型具有如下有益效果:

    16、1.通过本实用新型实现了在介入手术中介入器械大范围转向的目的。

    17、2.本实用新型通过体外拉线操作,旋转转动轴一和转动轴二,并通过体外监控的显像系统,更容易把握介入器械转向的角度和转向方向;减少现有技术中转向操作实际需要反复尝试所花费的时间和风险;降低了转向成功极大地依赖具体操作者实际经验的现状。

    18、3.本实用新型转动装置中转动轴一和转动轴二通过齿轮传动连接,属于机械性质的硬连接,使转动轴一、转动轴二以及介入导管之间的相对位置明确;再通过设置角度传感器使转动轴一和转动轴二转动的角度可监测,满足了手术医生或手术机器人需要准确获知导丝导管转向信息的需求,为实现更精准、更容易地介入操作,降低对操作者实际经验值的依赖提供了硬件基础。

    19、4.本实用新型减少了拉线数量,实际应用中,控制转动轴一或转动轴二转动的拉线,在体外可以连接为环状。转向时仅仅需要对两根拉线分别采取正转或逆转牵拉的操作即可完成控制转动轴一或转动轴二转动的工作,使操作更加便捷。



    技术特征:

    1.一种用于介入手术的转向装置,介入物的末段设有用于引导介入物转变前进方向的转向装置,其特征在于,

    2.根据权利要求1所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述介入物包括导管或微导管。

    3.根据权利要求2所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述转向装置设于一微导管的末段,所述微导管穿设于介入导管中,所述微导管中设有导丝;沿介入方向的所述转向装置的前后两侧的微导管分别设为远离操作者的远端段和靠近操作者的近端段;所述远端段与转动轴二连接;所述近端段与转动轴一连接。

    4.根据权利要求3所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述远端段和近端段之间设有可伸缩弹性导管。

    5.根据权利要求3所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述转动轴一上设有用于驱动转动轴一绕转动轴一的中心轴自转的齿轮一。

    6.根据权利要求5所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述转动轴一的轴体中穿设有一旋转轴,旋转轴与转动轴二垂直;转动轴二垂直设于所述转动轴一的轴体上,且转动轴二的一端与所述旋转轴的一端通过齿轮啮合连接。

    7.根据权利要求6所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述旋转轴上设有用于驱动旋转轴绕旋转轴的中心轴自转的齿轮二。

    8.根据权利要求7所述的一种用于介入手术的转向装置,其特征在于,所述齿轮一和齿轮二上设有用于拉动齿轮转动的拉线。

    9.一种用于介入手术的转向系统,其特征在于,所述转向系统包括根据权利要求1至8中任一项所述的转向装置;所述转动轴一和所述转动轴二上设有角度传感器。

    10.根据权利要求9所述的一种用于介入手术的转向系统,其特征在于,所述转向系统包括通过转动轴一和转动轴二转动角度的数据计算介入物转动角度的软件模块和在体外模拟介入物在虚拟的人体体内转动角度的软件模块。


    技术总结
    本技术涉及一种用于介入手术的转向装置及系统,属于医疗器械技术领域。转向系统包括用于引导导管转变前进方向的转向装置,转向装置包括沿介入管腔径向设有的转动轴一,垂直于转动轴一沿介入管腔径向设有的转动轴二;转向装置的前后两侧导管分别设为与转动轴二连接的远端段和与转动轴一连接的近端段;转向装置设有用于驱动转动轴一、转动轴二和远端段绕转动轴一的中心轴轴向旋转的驱动装置一;转向装置还设有用于驱动转动轴二和远端段绕转动轴二的中心轴轴向自转的驱动装置二。通过转动轴一和转动轴二上设有的角度传感器,可准确获知导丝导管转向信息,为实现更精准、更容易地介入操作,降低对操作者实际经验值的依赖提供了硬件基础。

    技术研发人员:汤敏,马婧嶔,颜志平
    受保护的技术使用者:复旦大学附属中山医院
    技术研发日:20240219
    技术公布日:2024/10/24
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