專利名稱：Ercp輔助機械手裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠輔助完成各種ERCP操作的診療機械自動化裝置。
背景技術(shù)：
ERCP是經(jīng)內(nèi)鏡逆行胰膽管造影的英文首寫字母(Encoscopic RetrogradeChola ngio-Pancreatography, ERCP)，是在內(nèi)鏡下經(jīng)十二指腸乳頭插管注入照影劑，從而逆行顯 示胰膽管的造影技術(shù)，是目前公認的診斷胰膽管疾病的金標準。在ERCP的基礎(chǔ)上，可以進 行十二指腸乳頭括約肌切開術(shù)(EST)、內(nèi)鏡下鼻膽汁引流術(shù)(ENBD)、內(nèi)鏡下膽汁內(nèi)引流術(shù) (ERBD)等介入治療，成為臨床治療的重要手段。但是，在為患者診治疾病的過程中，醫(yī)務(wù)工 作者需要長時間暴露于X線的照射下，對其身體造成了危害。研究表明，從事介入放射工作 的人員，機體在較長時間連續(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)，如皮 膚、晶狀體、性腺和骨髓組織。有資料報道，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射線還能導(dǎo)致頭暈、脫發(fā)、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(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，而不給醫(yī)務(wù)工作者的身體造成損害——是一個公認的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)ERCP操作時容易使醫(yī)務(wù)工作者自身健康造成危害的難 題，提供一種將醫(yī)務(wù)工作者從X射線的工作環(huán)境中解脫出來的操作方式，即能夠遠程控制， 完成基于ERCP的各種診治操作的機械手裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是由十二指腸鏡控制盒、十二指腸鏡控制盒支架、壓力傳感器、專用電纜、控制終端 組成。十二指腸鏡控制盒固定在十二指腸鏡控制盒支架上，十二指腸鏡控制盒內(nèi)的多臺電 機分別與抬鉗器、注射器、大螺旋鈕、小螺旋鈕連接；壓力傳感器與電機電連接?？刂平K端 由主控制器、人機接口、電源轉(zhuǎn)換電路、傳感器信號轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動輸出電路組成，電源 轉(zhuǎn)換電路分別為信號轉(zhuǎn)換采集電路、主控制器和驅(qū)動輸出電路供電；信號轉(zhuǎn)換采集電路將 十二指腸鏡控制盒的信號后傳至主控制器，并顯示于人機接口 ；操作人員則向人機接口輸 入控制信息后傳至主控制器，進一步傳至驅(qū)動輸出電路而控制十二指腸鏡控制盒內(nèi)各部件 運動；壓力傳感器通過專用電纜與控制終端的驅(qū)動輸出電路連接。A.所述十二指腸鏡控制盒由四個固定支架、六個固定裝置并分別連接六個微動 電機組成。第一個、第二個固定支架，為兩個依據(jù)十二指腸鏡尺寸設(shè)計的固定裝置，用于固定 十二指腸鏡；第三個、第四個支架，為多功能可調(diào)節(jié)固定裝置，用于固定如造影導(dǎo)管、取石網(wǎng) 籃等各種經(jīng)十二指腸鏡鉗道器械。B.所述六個十二指腸鏡控制盒支架
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第一個為夾持式固定裝置，用于固定抬鉗器，并通過微動電機a控制抬鉗器的運 動；第二個固定裝置為內(nèi)徑形狀，系依據(jù)十二指腸鏡小螺旋鈕設(shè)計的圓柱形嵌套固定 裝置，微動電機b通過皮帶控制其旋轉(zhuǎn)，而使小螺旋鈕運動；第三個固定裝置為內(nèi)徑形狀，系依據(jù)十二指腸鏡大螺旋鈕設(shè)計的圓柱形嵌套固定 裝置。微動電機C通過皮帶控制其旋轉(zhuǎn)，而使大螺旋鈕運動；第四個固定裝置，位于近十二指腸鏡鉗道開口處，通過可調(diào)式夾持固定各種經(jīng) 十二指腸鏡鉗道的各種器械導(dǎo)絲，并通過微動電機e控制向十二指腸鏡鉗道內(nèi)送進、推出 導(dǎo)絲；第五個固定裝置，為可調(diào)節(jié)式夾持裝置，可固定造影導(dǎo)管、取石網(wǎng)籃、活檢鉗等多 種器械的運動關(guān)節(jié)，并通過微動電機f控制這些器械的運動；第六個固定裝置，其結(jié)構(gòu)類似微量輸液泵，依據(jù)注射器形狀設(shè)計，可安置注射器， 其后方為一推片，通過微動電機g控制推片向前運動，從而實現(xiàn)推注藥物。該十二指腸鏡控制盒支架，為一平臺支架結(jié)構(gòu)，由包括三個可活動關(guān)節(jié)的支架以 及一個可移動平臺構(gòu)成。支架的最遠端固定十二指腸鏡控制盒；三個可活動關(guān)節(jié)處分別裝 有固定關(guān)節(jié)活動的裝置，從而可使十二指腸鏡控制盒固定于一定空間范圍內(nèi)的任意位置。十二指腸鏡控制盒以及控制終端之間通過專用電纜連接。C.所述控制終端，由主控制器、人機接口、電源轉(zhuǎn)換電路、傳感器信號轉(zhuǎn)換采集電 路、驅(qū)動輸出電路等組成。主控制器為控制終端的核心，在軟件支持下，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，以實現(xiàn)對操 作控制對象的精確控制。在滿足控制功能的前提下，主控制器還具備操作提示、控制信號輸 出限幅控制等功能，具備較強的設(shè)備安全保護功能。人機接口為觸摸屏幕。在軟件的支持下，十二指腸鏡的運動信息可顯示于屏幕上。 操作人員可通過按壓觸摸屏上的按鍵，控制十二指腸控制盒各個電機的運動?？刂平K端內(nèi)電源轉(zhuǎn)換電路，對 部220V交流供電進行轉(zhuǎn)換，分別提供給主控制 器、人機接口、驅(qū)動輸出電路、信號轉(zhuǎn)換采集電路使用。信號轉(zhuǎn)換采集電路，完成對壓力傳感器輸出信號的隔離轉(zhuǎn)換，提供給主控制器進 行采樣判斷。驅(qū)動輸出電路，根據(jù)電機的驅(qū)動要求對主控制器輸出的控制指令進行驅(qū)動放大， 轉(zhuǎn)換為電機驅(qū)動信號以驅(qū)動各電機實施動作。壓力傳感器的檢測部位連接于各十二指腸鏡按鍵、導(dǎo)絲同微動電機連接處，通過 感知各按鍵以及導(dǎo)絲的阻力，將信號反饋給信號轉(zhuǎn)換采集電路。使用時，需通過延長線另外接一臺十二指腸鏡顯示器于操作間內(nèi)。醫(yī)務(wù)工作者先 將十二指腸鏡前端置入患者十二指腸內(nèi)，使視野正對十二指腸乳頭，根據(jù)需要向鉗道內(nèi)置 入各種操作器械。調(diào)節(jié)十二指腸鏡控制盒支架，將十二指腸鏡原位固定于十二指腸鏡控制 盒內(nèi)，并將操作器械和(或)導(dǎo)絲固定在十二指腸鏡控制盒內(nèi)相應(yīng)位置。此時，醫(yī)務(wù)人員可 退出至X線操作間內(nèi)，通過按壓觸摸屏幕上的相應(yīng)按鍵，控制十二指腸鏡輔助完成如插管、 造影、取石、支架放置等各種操作過程中傳統(tǒng)需X線監(jiān)測下完成的操作步驟。
本發(fā)明在ERCP的診療過程中，當醫(yī)務(wù)人員將十二指腸鏡置入十二指腸乳頭位置 后，固定十二指腸鏡，醫(yī)務(wù)人員能夠在機房外遠程操控十二指腸鏡，輔助完成插管、注射造 影劑、取石等通常需要醫(yī)務(wù)人員暴露于X線下的各種操作。從而避免了醫(yī)務(wù)工作者在為患 者進行診療的過程中，對自身造成的傷害。


圖1.十二指腸鏡控制盒支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1是十二指腸鏡控制盒；2、3、4是支架活動關(guān)節(jié)；5、6、7、8是鋼性支架；9是 平臺；10是車輪。圖2.十二指腸鏡控制盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖中11、12是十二指腸鏡鏡身固定裝置；13、14是各種經(jīng)鉗道器械固定裝置；15 是抬鉗器固定裝置及其驅(qū)動電機；16是小螺旋鈕控制裝置及其驅(qū)動電機；17是大螺旋鈕控 制裝置及其驅(qū)動電機；18是器械的導(dǎo)絲固定裝置及抽、送動作驅(qū)動電機；19是注射器固定 裝置及其驅(qū)動電機；20是經(jīng)鉗道器械操縱桿固定裝置及其驅(qū)動電機。圖3.安置十二指腸鏡后的十二指腸控制盒示意圖；圖中21是抬鉗器；22是小螺旋鈕；23是大螺旋鈕；24是十二指腸鏡；25是鉗道； 26是器械的導(dǎo)絲；27是注射器；28是器械的控制部件；29是經(jīng)鉗道器械。圖4.本發(fā)明整體構(gòu)造框圖；圖5.控制終端原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖敘述一個實施例，對本發(fā)明做進一步說明。圖1顯示十二指腸鏡控制盒支架結(jié)構(gòu)。十二指腸控制盒支架由十二指腸鏡控制盒 1、支架活動關(guān)節(jié)2 4、鋼性支架5 8、平臺9以及車輪10組成。底部的平臺4，于腳部安 裝車輪5，使支架裝置可方便移動。活動關(guān)節(jié)5 8，分別設(shè)計有鎖死裝置。其中關(guān)節(jié)3、4，為可使相鄰鋼性支架6、7 以及7、8做縱向活動；關(guān)節(jié)2則可使鋼性支架5做水平方向移動。從而使十二指腸鏡控制 盒1可固定于一定空間范圍內(nèi)任意位置。圖1、2、3分別顯示十二指腸鏡控制盒支架和十二指腸鏡控制盒的結(jié)構(gòu)。十二指腸 鏡控制盒1為一長方體盒，固定于十二指腸鏡控制盒支架的最前端。其內(nèi)根據(jù)十二指腸鏡 的形狀，安裝有固定支架11 14，連接有固定裝置的微動電機15 19。固定支架11、12用于將十二指腸鏡24固定于控制盒內(nèi)，固定支架13、14為可調(diào)節(jié) 多功能固定裝置，用于固定各種經(jīng)鉗道的器械29。連接有固定裝置的微動電機15、16、17、18、19、20分別固定并操控抬鉗器21、小螺 旋鈕22、大螺旋鈕23、器械的導(dǎo)絲26、注射器27以及器械控制部件28的運動。從而實現(xiàn)輔 助完成插管、造影、取石等一系列操作。圖4、圖5分別顯示本實施例整體構(gòu)造和控制終端原理。在十二指腸鏡及其器械與微動電機之間安裝有壓力感應(yīng)器的檢測部件，并將其探 測信號反饋至控制終端。
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控制盒內(nèi)的所有電機以及壓力感應(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、人機接口、電源轉(zhuǎn)換電路、傳感器信 號轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動輸出電路。控制終端內(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、人機接口、驅(qū) 動輸出電路、信號轉(zhuǎn)換采集電路供電；信號轉(zhuǎn)換采集電路則對壓力傳感器傳回的信號進行 轉(zhuǎn)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，提供胃鏡當前位置、角 度、導(dǎo)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(qū)動輸出電路根據(jù)電機的驅(qū)動要求對 主控制器輸出的控制指令進行驅(qū)動放大，轉(zhuǎn)換為電機驅(qū)動信號以驅(qū)動各電機實現(xiàn)對十二指 腸鏡以各器械的控制；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。
權(quán)利要求
一種ERCP輔助機械手裝置，其特征在于由十二指腸鏡控制盒、十二指腸鏡控制盒支架、壓力傳感器、專用電纜、控制終端組成；十二指腸鏡控制盒固定在十二指腸鏡控制盒支架上，十二指腸鏡控制盒內(nèi)的多臺電機分別與抬鉗器、注射器、大螺旋鈕、小螺旋鈕連接，壓力傳感器與電機電連接；控制終端由主控制器、人機接口、電源轉(zhuǎn)換電路、傳感器信號轉(zhuǎn)換采集電路、驅(qū)動輸出電路組成，電源轉(zhuǎn)換電路分別為信號轉(zhuǎn)換采集電路、主控制器和驅(qū)動輸出電路供電；信號轉(zhuǎn)換采集電路將十二指腸鏡控制盒的信號后傳至主控制器，并顯示于人機接口；向人機接口輸入控制信息后傳至主控制器，進一步傳至驅(qū)動輸出電路而控制十二指腸鏡控制盒內(nèi)各部件運動；壓力傳感器通過專用電纜與控制終端的驅(qū)動輸出電路連接。
2.根據(jù)要求1所述ERCP輔助機械手裝置，其特征在于所說的十二指腸鏡控制盒，固 定有多個固定支架和多個固定微動電機的裝置；其中兩個固定支架用于將十二指腸鏡固 定于控制盒內(nèi)，另外兩個支架為多功能可調(diào)節(jié)固定裝置，用于固定如造影導(dǎo)管、取石網(wǎng)籃經(jīng) 十二指腸鏡鉗道器械；而另外六個裝置分別用于固定并操控大螺旋鈕、小螺旋鈕、抬鉗器， 器械、導(dǎo)絲以及注射器。
3.根據(jù)要求1所述ERCP輔助機械手裝置，其特征在于，所說十二指腸鏡控制盒支架為 六個第一個為夾持式固定裝置，用于固定抬鉗器，并通過微動電機a控制抬鉗器的運動； 第二個固定裝置為內(nèi)徑形狀，系依據(jù)十二指腸鏡小螺旋鈕設(shè)計的圓柱形嵌套固定裝 置，微動電機b通過皮帶控制其旋轉(zhuǎn)，而使小螺旋鈕運動；第三個固定裝置為內(nèi)徑形狀，系依據(jù)十二指腸鏡大螺旋鈕設(shè)計的圓柱形嵌套固定裝 置。微動電機c通過皮帶控制其旋轉(zhuǎn)，而使大螺旋鈕運動；第四個固定裝置，位于近十二指腸鏡鉗道開口處，通過可調(diào)式夾持固定各種經(jīng)十二指 腸鏡鉗道的各種器械導(dǎo)絲，并通過微動電機e控制向十二指腸鏡鉗道內(nèi)送進、推出導(dǎo)絲；第五個固定裝置，為可調(diào)節(jié)式夾持裝置，可固定造影導(dǎo)管、取石網(wǎng)籃、活檢鉗等多種器 械的運動關(guān)節(jié)，并通過微動電機f控制這些器械的運動；第六個固定裝置，其結(jié)構(gòu)類似微量輸液泵，依據(jù)注射器形狀設(shè)計，可安置注射器，其后 方為一推片，通過微動電機g控制推片向前運動，從而實現(xiàn)推注藥物。 該十二指腸鏡控制盒支架，
4.根據(jù)要求3所述ERCP輔助機械手裝置，其特征在于，所說十二指腸鏡控制盒支架為 一平臺支架結(jié)構(gòu)，由包括三個可活動關(guān)節(jié)的支架以及一個可移動平臺構(gòu)成；支架的最遠端 固定十二指腸鏡控制盒；三個可活動關(guān)節(jié)處分別裝有固定關(guān)節(jié)活動的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種ERCP輔助機械手裝置，是一種可輔助完成各種基于ERCP診治操作的機械自動化裝置。系根據(jù)十二指腸鏡及其各種器械而設(shè)計，并在鏡十二指腸鏡置入十二指腸降部后，將其和(或)輔助器械固定在相應(yīng)位置，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制機械裝置的運動，完成插管、造影、取石等操作。從而在保證救治病人的過程中，避免了X線對醫(yī)務(wù)人員的健康的危害。本發(fā)明應(yīng)用機械裝置，牢固固定十二指腸鏡各個按鈕以及各種相關(guān)器械，保證了精確完成各種內(nèi)鏡下的操作；應(yīng)用自動化控制技術(shù)，使醫(yī)務(wù)人員可以遠程操控，免受X線損害。
文檔編號A61B6/00GK101889871SQ20101024430
公開日2010年11月24日 申請日期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 申請人:曹罡;劉陽;宋永春