專利名稱：Ptcd輔助機械自動化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及外科手術用的醫用器械。具體地說，是一種能夠輔助完成經皮經肝膽 管弓丨流術(percutaneous transhepatic cholangial drainage PTCD)的機械自動化裝置， 遠程操控完成PTCD。
背景技術：
PTCD是一種臨床常用的操作技術，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；深度黃疸病人的術前準備；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，使急癥手術轉為擇期手術等。然而，在為患者治療疾病的過程中，醫務 工作者需長時間暴露于X線下，付出了自己身體健康的代價。研究顯示從事介入放射工作 的人員，其機體在較長時間連續或間斷地受到超劑量電離輻射，可產生各種有害效應，如傷 及皮膚、晶狀體、性腺和骨髓組織等。有資料報道，X射線可使空氣中氣體激發電離產生氮 氧化物、臭氧、自由基等有害物質，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線還能導致頭暈、脫發、器官受損、抑制骨髓造血、使白細胞減少；長期 低劑量射線照射能使人眼晶狀體混濁，并可最終發展成為放射性白內障。因此，如何在為患 者造福的過程中，能夠不對醫務人員自身造成損害，多少年來一直是擺在介入工作者面前 的難題。
發明內容
本發明的目的在于，針對PTCD過程中醫務工作者需長時間暴露于X下的現狀，提 供一種機械自動化裝置，能夠遠程操控，輔助完成PTCD，從而使醫務工作者徹底從X線的環 境中解脫出來。本發明的基本思路是在PTCD過程中，當需要X線監視操作時，應用機械固定裝 置，將所需的各種器械，固定在其空間應處于的位置上，之后通過微動電機驅動的機械手臂 來控制各種器械的運動，使之完成操作。應用配套軟件，并結合專門設計的控制線路，同時 使用專用電纜連接。將操作面板置于X線暴露的環境之外，而遠程操控機械手。本發明是這樣實現的主要由器械控制平臺、機械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組 成。機械手臂、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上，攝像裝置、 壓力傳感器與電機電連接，電機與機械手臂連接。控制終端由主控制器、人機接口、電源轉 換電路、信號轉換采集電路、驅動輸出電路、圖像顯示器組成，電源轉換電路分別與主控制 器、人機接口、驅動輸出電路、信號轉換采集電路電連接；信號轉換采集電路采集壓力傳感 器傳回的信號進行轉換放大，傳輸至主控制器進行判斷，并將工作狀態顯示于人機接口，人 機接口接收用戶的具體操作信息，傳遞給主控制器，其對用戶輸入的操作信息進行判斷，并 將接收信號轉換采集電路所采集到的傳感器信息，與用戶操作信息進行綜合計算、處理，輸 出控制信號，至驅動輸出電路，隨之對指令進行放大，轉換為電機驅動信號以驅動各電機實
3現機械手臂的運動。控制終端通過專用電纜與機械控制平臺的電機電相連。所說的機械控制平臺，為可移動平臺結構，上方安裝有多個固定裝置，其中有的用 于固定攝像裝備；有的用于固定機械手臂，通過通過電機a、電機b驅動，使機械手臂完成夾 持運動和前后運動；有的用于固定注射器，并與電機c相連，控制完成推注藥物。使用時醫務工作者首先在B超的引導下，穿刺針穿刺入肝內膽管，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位置，此時，醫務人員可退出至X線 操作間內，遠程操控機械手臂使注射器推藥完成造影。再根據需要，人工將相應器械固定于 器械支架上的相應位置，并通過控制人機接口，遠程操控機械手完成置入導絲、擴張、引流 管置入、支架置入等傳統需X線監測下完成的操作步驟。本發明可以在醫務工作者行PTCD的診療過程中，由機械輔助完成各種通常情況 下需X線下完成的操作。本發明作為一種PTCD輔助機械自動化設備，與傳統的操作過程相 比，能夠徹底將醫務工作者從射線的工作環境中解放出來，保護了醫生的健康。
圖1.本發明實施例的構造示意圖；圖2.本發明實施例之控制終端電路原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖敘述一個實施例，對本發明做進一步說明。圖1顯示本實施例整體構造。主要由器械控制平臺、專用電纜以及控制終端組成。器械控制平臺上安裝有三個固定裝置。第一個固定裝置用于固定各種PTCD時的 各種器械或導絲；第二個固定裝置結構依據注射器形狀設計，用于固定注射器。其末端設計有推片 裝置，并連接電機C。由電機c作用推片使之運動，完成注射器的推藥；第三個固定裝置末端連接機械手臂，可以使機械手臂在一定范圍內固定于任意位 置、任意角度；機械手臂末端為鉗狀設計，通過安裝于平臺上的電機a和電機b分別控制機械手 臂完成夾持、放松動作以及前后移動動作；在機械手臂的與微動電機運動方向之間安裝有 壓力感應器的檢測部件，并將其探測信號反饋至控制終端。此外，器械控制平臺上還安裝有攝像裝置，用以實時采集機械運動狀態。控制平臺內的所有電機、攝像裝置及壓力感應器通過專用電纜與控制終端相連 接。控制終端安置與一遙控盒內，內含主控制器、人機接口、電源轉換電路、傳感器信 號轉換采集電路、驅動輸出電路、圖像顯示器。控制終端內電源轉換電路將外部電流轉換后，分別提供給主控制器、人機接口、驅 動輸出電路、信號轉換采集電路、圖像顯示器供電；信號轉換采集電路則對壓力傳感器傳回 的信號進行轉換放大，反饋至主控制器進行判斷；人機接口為一觸摸顯示屏幕，提供機械 手臂當前位置、角度、導絲接觸壓力等信息顯示功能的同時，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施操作控制；驅動輸出電路根據電機的驅動要求對主控制器輸出的控制指令進行驅動放大，轉換為電機驅動信號以驅動各電 機實現對機械手臂的控制；主控制器在配套軟件支持下，可對用戶輸入的操作信息進行判 斷，并將采集到的傳感器信息與用戶操作信息進行綜合計算、處理，輸出控制信號，從而對 操作控制對象進行精確控制；而圖像顯示器則接收攝像裝置的信號實時顯示圖像。圖2顯示本實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 號至信號轉換采集電路采樣后，將壓力、位置等傳感器信息顯示于顯示屏幕上，同時可以將 其信息進行綜合計算處理，如所采集的信號超過一定閾值，則發出控制指令至驅動輸出電 路，進而發出電機驅動信號。用戶可于人機接口發出操作指令至控制器進行判斷，再發出指令信息進行綜合計 算處理后，發出控制指令至驅動輸出電路，進而發出電機驅動信號，控制電機運動而使機械 手臂運動。
權利要求
一種PTCD輔助機械自動化裝置，其特征在于由器械控制平臺、機械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組成，機械手臂、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上，攝像裝置、壓力傳感器與電機電連接，電機與機械手臂連接；控制終端由主控制器、人機接口、電源轉換電路、信號轉換采集電路、驅動輸出電路、圖像顯示器組成，電源轉換電路分別與主控制器、人機接口、驅動輸出電路、信號轉換采集電路電連接；信號轉換采集電路采集壓力傳感器傳回的信號進行轉換放大，傳輸至主控制器進行判斷，并將工作狀態顯示于人機接口，人機接口接收用戶的具體操作信息，傳遞給主控制器，其對用戶輸入的操作信息進行判斷，并將接收信號轉換采集電路所采集到的傳感器信息，與用戶操作信息進行綜合計算、處理，輸出控制信號，至驅動輸出電路，隨之對指令進行放大，轉換為電機驅動信號以驅動各電機實現機械手臂的運動；控制終端通過專用電纜與機械控制平臺的電機電相連。
2.根據要求1所述PTCD輔助自動化裝置，其特征在于所說的機械控制平臺，為可移 動平臺結構，上方安裝有多個固定裝置，其中有的用于固定攝像裝備；有的用于固定機械手 臂，通過通過電機a、電機b驅動，使機械手臂完成夾持運動和前后運動；有的用于固定注射 器，并與電機c相連，控制完成推注藥物。
全文摘要
本發明涉及一種PTCD輔助機械自動化裝置。針對臨床PTCD過程中，X線對醫務工作者造成損害的現狀，提供一種能夠輔助完成PTCD的機械手。本發明由器械控制平臺、機械手臂、攝像裝置、專用電纜、壓力傳感器、控制終端組成。應用時，在人工行穿刺后，固定PTCD所用器械于控制支架相應位置，通過控制系統來遠程控制機械手臂，使其作出夾持、放松以及前后運動的動作，從而在進行各種通常需要X線監視下的動作，輔助完成PTCD操作。本發明應用機械裝置固定各種PTCD的相關器械，并通過機械手臂完成器械的運動，使醫務人員可以遠程操控，實現了醫務工作者在PTCD過程中免受X線傷害的夙愿。
文檔編號A61B19/00GK101926680SQ20101024428
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月2日 優先權日2010年8月2日
發明者劉陽, 宋永春, 曹罡 申請人:曹罡;劉陽;宋永春