專利名稱：Ptcd輔助機(jī)械自動(dòng)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外科手術(shù)用的醫(yī)用器械。具體地說，是一種能夠輔助完成經(jīng)皮經(jīng)肝膽 管弓丨流術(shù)(percutaneous transhepatic cholangial drainage PTCD)的機(jī)械自動(dòng)化裝置， 遠(yuǎn)程操控完成PTCD。
背景技術(shù)：
PTCD是一種臨床常用的操作技術(shù)，主要用于晚期腫瘤引起的惡性膽道梗阻，行姑 息性膽道引流；深度黃疸病人的術(shù)前準(zhǔn)備；急性膽道感染，如急性梗阻性化膿性膽管炎，行 急癥膽道減壓引流，使急癥手術(shù)轉(zhuǎn)為擇期手術(shù)等。然而，在為患者治療疾病的過程中，醫(yī)務(wù) 工作者需長時(shí)間暴露于X線下，付出了自己身體健康的代價(jià)。研究顯示從事介入放射工作 的人員，其機(jī)體在較長時(shí)間連續(xù)或間斷地受到超劑量電離輻射，可產(chǎn)生各種有害效應(yīng)，如傷 及皮膚、晶狀體、性腺和骨髓組織等。有資料報(bào)道，X射線可使空氣中氣體激發(fā)電離產(chǎn)生氮 氧化物、臭氧、自由基等有害物質(zhì)，少量多次接觸放射線可因蓄積作用使遺傳基因積累損傷 以至致癌或致畸。X線還能導(dǎo)致頭暈、脫發(fā)、器官受損、抑制骨髓造血、使白細(xì)胞減少；長期 低劑量射線照射能使人眼晶狀體混濁，并可最終發(fā)展成為放射性白內(nèi)障。因此，如何在為患 者造福的過程中，能夠不對(duì)醫(yī)務(wù)人員自身造成損害，多少年來一直是擺在介入工作者面前 的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)PTCD過程中醫(yī)務(wù)工作者需長時(shí)間暴露于X下的現(xiàn)狀，提 供一種機(jī)械自動(dòng)化裝置，能夠遠(yuǎn)程操控，輔助完成PTCD，從而使醫(yī)務(wù)工作者徹底從X線的環(huán) 境中解脫出來。本發(fā)明的基本思路是在PTCD過程中，當(dāng)需要X線監(jiān)視操作時(shí)，應(yīng)用機(jī)械固定裝 置，將所需的各種器械，固定在其空間應(yīng)處于的位置上，之后通過微動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂 來控制各種器械的運(yùn)動(dòng)，使之完成操作。應(yīng)用配套軟件，并結(jié)合專門設(shè)計(jì)的控制線路，同時(shí) 使用專用電纜連接。將操作面板置于X線暴露的環(huán)境之外，而遠(yuǎn)程操控機(jī)械手。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的主要由器械控制平臺(tái)、機(jī)械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組 成。機(jī)械手臂、攝像裝置、壓力傳感器分別直接或間接地固連在器械控制平臺(tái)上，攝像裝置、 壓力傳感器與電機(jī)電連接，電機(jī)與機(jī)械手臂連接。控制終端由主控制器、人機(jī)接口、電源轉(zhuǎn) 換電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路、圖像顯示器組成，電源轉(zhuǎn)換電路分別與主控制 器、人機(jī)接口、驅(qū)動(dòng)輸出電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路電連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路采集壓力傳感 器傳回的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換放大，傳輸至主控制器進(jìn)行判斷，并將工作狀態(tài)顯示于人機(jī)接口，人 機(jī)接口接收用戶的具體操作信息，傳遞給主控制器，其對(duì)用戶輸入的操作信息進(jìn)行判斷，并 將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路所采集到的傳感器信息，與用戶操作信息進(jìn)行綜合計(jì)算、處理，輸 出控制信號(hào)，至驅(qū)動(dòng)輸出電路，隨之對(duì)指令進(jìn)行放大，轉(zhuǎn)換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)各電機(jī)實(shí)
3現(xiàn)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)?？刂平K端通過專用電纜與機(jī)械控制平臺(tái)的電機(jī)電相連。所說的機(jī)械控制平臺(tái)，為可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，上方安裝有多個(gè)固定裝置，其中有的用 于固定攝像裝備；有的用于固定機(jī)械手臂，通過通過電機(jī)a、電機(jī)b驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械手臂完成夾 持運(yùn)動(dòng)和前后運(yùn)動(dòng)；有的用于固定注射器，并與電機(jī)c相連，控制完成推注藥物。使用時(shí)醫(yī)務(wù)工作者首先在B超的引導(dǎo)下，穿刺針穿刺入肝內(nèi)膽管，穿刺針連接注 射器。之后將穿刺針以及注射器固定于器械支架的相應(yīng)位置，此時(shí)，醫(yī)務(wù)人員可退出至X線 操作間內(nèi)，遠(yuǎn)程操控機(jī)械手臂使注射器推藥完成造影。再根據(jù)需要，人工將相應(yīng)器械固定于 器械支架上的相應(yīng)位置，并通過控制人機(jī)接口，遠(yuǎn)程操控機(jī)械手完成置入導(dǎo)絲、擴(kuò)張、引流 管置入、支架置入等傳統(tǒng)需X線監(jiān)測下完成的操作步驟。本發(fā)明可以在醫(yī)務(wù)工作者行PTCD的診療過程中，由機(jī)械輔助完成各種通常情況 下需X線下完成的操作。本發(fā)明作為一種PTCD輔助機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備，與傳統(tǒng)的操作過程相 比，能夠徹底將醫(yī)務(wù)工作者從射線的工作環(huán)境中解放出來，保護(hù)了醫(yī)生的健康。


圖1.本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖；圖2.本發(fā)明實(shí)施例之控制終端電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖敘述一個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1顯示本實(shí)施例整體構(gòu)造。主要由器械控制平臺(tái)、專用電纜以及控制終端組成。器械控制平臺(tái)上安裝有三個(gè)固定裝置。第一個(gè)固定裝置用于固定各種PTCD時(shí)的 各種器械或?qū)Ыz；第二個(gè)固定裝置結(jié)構(gòu)依據(jù)注射器形狀設(shè)計(jì)，用于固定注射器。其末端設(shè)計(jì)有推片 裝置，并連接電機(jī)C。由電機(jī)c作用推片使之運(yùn)動(dòng)，完成注射器的推藥；第三個(gè)固定裝置末端連接機(jī)械手臂，可以使機(jī)械手臂在一定范圍內(nèi)固定于任意位 置、任意角度；機(jī)械手臂末端為鉗狀設(shè)計(jì)，通過安裝于平臺(tái)上的電機(jī)a和電機(jī)b分別控制機(jī)械手 臂完成夾持、放松動(dòng)作以及前后移動(dòng)動(dòng)作；在機(jī)械手臂的與微動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向之間安裝有 壓力感應(yīng)器的檢測部件，并將其探測信號(hào)反饋至控制終端。此外，器械控制平臺(tái)上還安裝有攝像裝置，用以實(shí)時(shí)采集機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?？刂破脚_(tái)內(nèi)的所有電機(jī)、攝像裝置及壓力感應(yīng)器通過專用電纜與控制終端相連 接?？刂平K端安置與一遙控盒內(nèi)，內(nèi)含主控制器、人機(jī)接口、電源轉(zhuǎn)換電路、傳感器信 號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路、圖像顯示器?？刂平K端內(nèi)電源轉(zhuǎn)換電路將外部電流轉(zhuǎn)換后，分別提供給主控制器、人機(jī)接口、驅(qū) 動(dòng)輸出電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路、圖像顯示器供電；信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路則對(duì)壓力傳感器傳回 的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換放大，反饋至主控制器進(jìn)行判斷；人機(jī)接口為一觸摸顯示屏幕，提供機(jī)械 手臂當(dāng)前位置、角度、導(dǎo)絲接觸壓力等信息顯示功能的同時(shí)，還具備用戶操作輸入接口的功 能，用于接收用戶的具體操作信息，傳遞給主控制器以實(shí)施操作控制；驅(qū)動(dòng)輸出電路根據(jù)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求對(duì)主控制器輸出的控制指令進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大，轉(zhuǎn)換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)各電 機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手臂的控制；主控制器在配套軟件支持下，可對(duì)用戶輸入的操作信息進(jìn)行判 斷，并將采集到的傳感器信息與用戶操作信息進(jìn)行綜合計(jì)算、處理，輸出控制信號(hào)，從而對(duì) 操作控制對(duì)象進(jìn)行精確控制；而圖像顯示器則接收攝像裝置的信號(hào)實(shí)時(shí)顯示圖像。圖2顯示本實(shí)施例之控制終端電路原理。在控制終端，壓力傳感器探測并輸出信 號(hào)至信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路采樣后，將壓力、位置等傳感器信息顯示于顯示屏幕上，同時(shí)可以將 其信息進(jìn)行綜合計(jì)算處理，如所采集的信號(hào)超過一定閾值，則發(fā)出控制指令至驅(qū)動(dòng)輸出電 路，進(jìn)而發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。用戶可于人機(jī)接口發(fā)出操作指令至控制器進(jìn)行判斷，再發(fā)出指令信息進(jìn)行綜合計(jì) 算處理后，發(fā)出控制指令至驅(qū)動(dòng)輸出電路，進(jìn)而發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)而使機(jī)械 手臂運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種PTCD輔助機(jī)械自動(dòng)化裝置，其特征在于由器械控制平臺(tái)、機(jī)械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組成，機(jī)械手臂、攝像裝置、壓力傳感器分別直接或間接地固連在器械控制平臺(tái)上，攝像裝置、壓力傳感器與電機(jī)電連接，電機(jī)與機(jī)械手臂連接；控制終端由主控制器、人機(jī)接口、電源轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路、圖像顯示器組成，電源轉(zhuǎn)換電路分別與主控制器、人機(jī)接口、驅(qū)動(dòng)輸出電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路電連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路采集壓力傳感器傳回的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換放大，傳輸至主控制器進(jìn)行判斷，并將工作狀態(tài)顯示于人機(jī)接口，人機(jī)接口接收用戶的具體操作信息，傳遞給主控制器，其對(duì)用戶輸入的操作信息進(jìn)行判斷，并將接收信號(hào)轉(zhuǎn)換采集電路所采集到的傳感器信息，與用戶操作信息進(jìn)行綜合計(jì)算、處理，輸出控制信號(hào)，至驅(qū)動(dòng)輸出電路，隨之對(duì)指令進(jìn)行放大，轉(zhuǎn)換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)各電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)；控制終端通過專用電纜與機(jī)械控制平臺(tái)的電機(jī)電相連。
2.根據(jù)要求1所述PTCD輔助自動(dòng)化裝置，其特征在于所說的機(jī)械控制平臺(tái)，為可移 動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，上方安裝有多個(gè)固定裝置，其中有的用于固定攝像裝備；有的用于固定機(jī)械手 臂，通過通過電機(jī)a、電機(jī)b驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械手臂完成夾持運(yùn)動(dòng)和前后運(yùn)動(dòng)；有的用于固定注射 器，并與電機(jī)c相連，控制完成推注藥物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PTCD輔助機(jī)械自動(dòng)化裝置。針對(duì)臨床PTCD過程中，X線對(duì)醫(yī)務(wù)工作者造成損害的現(xiàn)狀，提供一種能夠輔助完成PTCD的機(jī)械手。本發(fā)明由器械控制平臺(tái)、機(jī)械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組成。應(yīng)用時(shí)，在人工行穿刺后，固定PTCD所用器械于控制支架相應(yīng)位置，通過控制系統(tǒng)來遠(yuǎn)程控制機(jī)械手臂，使其作出夾持、放松以及前后運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作，從而在進(jìn)行各種通常需要X線監(jiān)視下的動(dòng)作，輔助完成PTCD操作。本發(fā)明應(yīng)用機(jī)械裝置固定各種PTCD的相關(guān)器械，并通過機(jī)械手臂完成器械的運(yùn)動(dòng)，使醫(yī)務(wù)人員可以遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)務(wù)工作者在PTCD過程中免受X線傷害的夙愿。
文檔編號(hào)A61B19/00GK101926680SQ20101024428
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者劉陽, 宋永春, 曹罡 申請(qǐng)人:曹罡;劉陽;宋永春