本发明专利技术公开了一种心血管介入手术中的实时导管介入信息测量装置。所述信息测量装置包括六维力传感器、直线光栅尺和角度光电编码器，手术中的导管穿过所述六维力传感器，并通过夹紧装置与所述六维力传感器的受力端夹紧连接；当操作人员通过夹持轴操作所述导管与血管壁接触时，通过所述六维力传感器实时测量所述导管与血管壁间的阻力和阻力矩；当操作人员通过夹持轴操作所述导管沿轴向转动时，利用所述角度光电编码器实时测量转角；当操作人员通过夹持轴操作所述导管前进或后退时，所述读数头会记数光栅脉冲数，实时测量位移。信息测量装置能实现对手术过程中的信息监控，提高手术安全性，并为评价虚拟介入手术培训系统提供量化数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种心血管介入手术中的实时导管介入信息测量装置。
技术介绍
目前，医疗过程中的微创介入手术以其不开刀、创伤小、恢复快、效果好的特点而成为目前医院临床治疗的主要手段，心血管微创介入手术的操作过程是:首先医生在病人大腿或者身体其他部位开一个小口，然后医生把导丝、导管等从此处的血管进入，然后医生用手把它们一边旋转、一边送入，凭手感和经验到达需要治疗的部位，由于细长而柔软的微创介入导管，大大降低了医生对手术器械与人体组织的相互作用力的感受，增加了手术的危险性。在上述医生送入导管、导丝的过程中，导丝导管存在两个自由度，一个是旋转，一个是向前向后的推进运动，我们需要在这两个自由度上进行各种信息的测量，包括力和力矩的测量，以及位移和旋转角度的测量，从而对手术过程进行监控，但现有技术方案对导丝导管介入过程中信息测量的研究很少，现有技术方案中缺乏有效的手段和装置来测量导管介入过程中的各种信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种心血管介入手术中的实时导管介入信息测量装置，能够实现对手术过程中的信息监控，提高手术安全性；同时还可以通过获得经验丰富医师的手术操作信息，为虚拟心血管介入手术培训系统提供定量评价标准。本专利技术的 目的是通过以下技术方案实现的，一种心血管介入手术中的实时导管介入信息测量装置，所述信息测量装置包括六维力传感器、直线光栅尺和角度光电编码器，其中:所述六维力传感器为中空，由固定端和受力端组成，手术中的导管穿过所述六维力传感器，并通过夹紧装置与所述六维力传感器的受力端夹紧连接；所述六维力传感器的固定端与操作人员所夹持的轴连接，且所述导管、所述六维力传感器和操作人员所夹持的轴的轴线是共线的，当操作人员通过夹持轴操作所述导管与血管壁接触时，通过所述六维力传感器实时测量所述导管与血管壁间的阻力和阻力矩；操作人员所夹持的轴由轴承座和所述角度光电编码器支撑，该轴承座与所述角度光电编码器的光电码盘固定在直线导轨的滑块上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管沿轴向转动时，利用所述角度光电编码器实时测量转角；所述直线光栅尺的读数头设置在所述直线导轨的滑块上，所述直线光栅尺的光栅设置在固定于桌面的支撑板侧壁上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管前进或后退时，所述读数头会记数光栅脉冲数，实时测量位移。所述夹紧装置具体包括具有压缩张开夹爪结构的弹性夹头母端，以及弹性夹头公端，其中:利用所述弹性夹头公端的内螺纹与所述弹性夹头母端的外螺纹配合拧紧，压缩所述弹性夹头母端的夹爪以夹紧所述导管和所述六维力传感器的受力端。所述信息测量装置还包括:用于固定导管位置的机械手；当操作人员通过夹持轴操作所述导管到一定位置时，利用所述机械手将所述导管的位置固定，并松开所述夹紧装置使所述信息测量装置与所述导管分离，后撤整个信息测量装置，为下一步推进所述导管做准备。所述信息测量装置利用所述直线导轨使所述角度光电编码器、所述六维力传感器和所述导管共轴线，实现在操作时平行直线前进或后退，且所述直线导轨上的两滑块通过一个联接板固联。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，所述信息测量装置包括六维力传感器、直线光栅尺和角度光电编码器，所述六维力传感器为中空，由固定端和受力端组成，手术中的导管穿过所述六维力传感器，并通过夹紧装置与所述六维力传感器的受力端夹紧连接；所述六维力传感器的固定端与操作人员所夹持的轴连接，且所述导管、所述六维力传感器和操作人员所夹持的轴的轴线是共线的，当操作人员通过夹持轴操作所述导管与血管壁接触时，通过所述六维力传感器实时测量所述导管与血管壁间的阻力和阻力矩；操作人员所夹持的轴由轴承座和所述角度光电编码器支撑，该轴承座与所述角度光电编码器的光电码盘固定在直线导轨的滑块上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管沿轴向转动时，利用所述角度光电编码器实时测量转角；所述直线光栅尺的读数头设置在所述直线导轨的滑块上，所述直线光栅尺的光栅设置在固定于桌面的支撑板侧壁上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管前进或后退时，所述读数头会记数光栅脉冲数，实时测量位移。信息测量装置不但能够实现对手术过程中的信息监控，提高手术安全性；同时还可以通过获得经验丰富医师的手术操作信息，为虚拟心血管介入手术培训系统提供定量评价标准。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易·见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，获得的其它附图均属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术实施例提供的心血管介入手术中的信息测量装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述夹紧装置弹性夹头母端的结构示意图；图3为本专利技术实施例所述夹紧装置弹性夹头公端的结构示意图；图4为本专利技术实施例所述夹紧装置的弹性夹头装配示意图；图5为本专利技术实施例所举实例中直线光栅尺测量位移的示意图；图6为本专利技术实施例应用所述机械手操作的示意图。具体实施例方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供的心血管介入手术中的信息测量装置的结构示意图，图1中的信息测量装置包括部件:直线光栅尺1，角度光电编码器2，操作中空轴3 (即操作人员所夹持的轴)，轴承座4，六维力传感器5，夹紧装置6，导管7，基板8，直线导轨9，联接板10等，上述测量装置进行测量的核心部件为六维力传感器5、直线光栅尺I和角度光电编码器2，其中:所述六维力传感器5为中空，由固定端和受力端组成，手术中的导管7穿过所述六维力传感器5，并通过夹紧装置6与所述六维力传感器5的受力端夹紧连接；所述六维力传感器的固定端与操作人员所夹持的轴(即图1中的操作中空轴3)连接，且所述导管7、所述六维力传感器5和操作中空轴3的轴线是共线的，这样操作人员夹持轴移动时，就能带动导管7和六维力传感器5同时移动；当操作人员通过夹持轴操作所述导管7与血管壁接触时，就可以通过所述六维力传感器5实时测量所述导管7与血管壁间的阻力和阻力矩。具体实现中，夹紧装置6可以包括具有压缩张开夹爪结构的弹性夹头母端，以及弹性夹头公端，如图2所示为本专利技术实施例所述夹紧装置弹性夹头母端的结构示意图，如图3所示为本专利技术实施例所述夹紧装置弹性夹头公端的结构示意图，如图4所示为本专利技术实施例所述夹紧装置的弹性夹头装配示意图，结合图2-图4:利用所述弹性夹头公端的内螺纹与所述弹性夹头母端的外螺纹配合拧紧，压缩所述弹性夹头母端的夹爪以夹紧所述导管7和所述六维力传感器5的受力端，当拧开螺纹连接时，可以松开夹持。在操作过程 中，当操作人员夹持轴带动导管7推送一段行程后可以松开夹紧装置6，使整个信息测量装置与导管7分离，实现信息测量装置的后移，为下次推送做准备。具体实现中，所述导管7受到轴向的外力和外力矩与所述六维力传感器5的Z轴受力和力矩相等，这样在操作人员通过夹持轴操作所述导管7前进后退或旋转时，所述六本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种心血管介入手术中的实时导管介入信息测量装置，其特征在于，所述信息测量装置包括六维力传感器、直线光栅尺和角度光电编码器，其中：所述六维力传感器为中空，由固定端和受力端组成，手术中的导管穿过所述六维力传感器，并通过夹紧装置与所述六维力传感器的受力端夹紧连接；所述六维力传感器的固定端与操作人员所夹持的轴连接，且所述导管、所述六维力传感器和操作人员所夹持的轴的轴线是共线的，当操作人员通过夹持轴操作所述导管与血管壁接触时，通过所述六维力传感器实时测量所述导管与血管壁间的阻力和阻力矩；操作人员所夹持的轴由轴承座和所述角度光电编码器支撑，该轴承座与所述角度光电编码器的光电码盘固定在直线导轨的滑块上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管沿轴向转动时，利用所述角度光电编码器实时测量转角；所述直线光栅尺的读数头设置在所述直线导轨的滑块上，所述直线光栅尺的光栅设置在固定于桌面的支撑板侧壁上，当操作人员通过夹持轴操作所述导管前进或后退时，所述读数头会记数光栅脉冲数，实时测量位移。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王党校，杨彩玲，张玉茹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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