一种导管控制器的制作方法

本实用新型属于微创血管介入手术技术领域，涉及一种导管控制器及其使用方法。该导管控制器与导丝控制器组合安装在操作平台上，协同控制导管和导丝，完成对导管的夹持、推送、扭转、测力和力反馈，可以用于造影、介入手术虚拟现实手术培训及手术实际操作中。

背景技术：

心血管系统疾病是人类最为常见的一类疾病，是目前世界人口的一大死因，严重威胁人类健康。心脑血管疾病已经成为人类疾病死亡的三大原因之一，全球每年有1670万人死于心脑血管疾病，占所有疾病死亡率的29.2％，每年我国900万心脑血管疾病患者中就有250万人死亡。

心脑血管微创介入疗法是针对心脑血管疾病的主要治疗手段，其是在医学影像设备的引导下，借助于介入导管沿血管的管腔到达较远的病变部位，如冠状动脉、脑部、肝脏和肾脏的血管内，然后对病变部位实行微创治疗的一种新兴医疗手术。在血管介入治疗过程中，医生需要借助基于X射线的数字剪影血管造影(DSA)的导引来完成手术，医生虽然配备含铅防护服，但是仍然无法保护医生的上肢和头部不受X射线辐射；且由于血管介入治疗的复杂性，往往需要长时间暴露于X射线环境中操作，医生的累计辐射量大；而且长时间穿着沉重的含铅防护服，加大了脊柱的压力负荷，已有较多报道显示血管介入医生的甲状腺癌、放射性晶状体损伤、腰椎病等的发生率明显高于其它学科的医生。全国从事血管腔内治疗操作的医护人员约70万人，全国每年进行血管腔内治疗超过一千万台次，与X射线相关的职业损伤已成为一个不可回避的问题，严重威胁着医生的健康状况和血管介入治疗学的长远发展。借助机器人技术进行导管、导丝遥操作的手术方法能够有效应对这一问题，可以大幅提高手术操作的精度与稳定性，同时能有效降低放射线对主刀医生的伤害，降低术中事故的发生几率。因此，心脑血管介入手术辅助机器人越来越多的被人们所关注，逐渐成为各国在医疗机器人领域的重点研发对象。

目前血管介入手术机器人主要采用主从端操作结构，以将医生与放射线隔离，如天津理工大学申请的申请号为：201410206956.7的发明专利，公开了一种主从微创血管介入手术辅助系统从操作器装置，它包括轴向推送单元、旋转单元、夹取单元、手术导管、操作力检测单元和倾角可调底座，其工作方法包括信号检测、传递、处理、动作。优越性在于：可以模仿医生的介入操作动作，操作精度高，有效提高手术安全性；可以保证不同的接受治疗者或者不同的介入位置均能调整到操作者所期望的角度。又如，北京航空航天大学申请的申请号为：201210510169.2的发明专利，公开了一种主从式遥操作血管介入手术机器人，包括主端操控机构、从端推进机构、PMAC控制器；主端操控机构作为医生的操作端；从端推进机构作为机器人的执行机构，在手术室内代替医生把持导管，完成导管的运动功能；PMAC控制箱用来实现主端操控机构与从端推进机构间的信息传递，从而使从端导管推进机构按照主端操控机构的运动信息进行运动，其采用主从遥操作方式辅助医生实施手术，从端推进机构实现导管的轴向进给和周向旋转运动。再如，哈尔滨工业大学于申请的名称为一种用于血管内微创介入手术的导管机器人系统的专利，采用了可控导管，可获得可控导管弯曲可控段的位姿信息，保证可控导管前端的灵活性以及插管手术的可操纵性，同时通过主手手柄控制主从介入装置实现可控导管的推\拉、旋转和弯曲动作，并能获得手术室可控导管输送力信息，保证插管的精确性与稳定性。如北京理工大学申请的申请号为：201510064919.1公开了一种用于介入手术机器人的测量装置，它的基座通过合页连接有上盖；上盖设有凹形限位板以及推块，当上盖闭合时，凹形限位板将柱齿轮与主动轮、惰轮压紧，限制竖直方向位移，推块将左侧U型挡片向右侧推进，另右侧U型挡片、左侧U型挡片将导丝驱动辅助件夹紧；基座安装在直线驱动组件的滑块上。该方案可有效减少推送力在传导过程中的损失、降低因装配或振动等原因引起的较大误差，但其只用于驱动导丝，无法完成导管导丝的协同操作也无法在手术中了解导丝在血管内，导丝头端与血管壁之间的相对位置。

上述方案是国内对于血管介入手术机器人较为先进的研究，但它们都存在如下几方面问题：(1)只能单独推送导丝或导管，不能在手术过程中协同推送导管和导丝，不能完全模拟医生的操作动作，并且在一些需要导丝导管同时配合前进的部位难以操作，进而造成操作精度低、手术效率低下、对医生的辅助程度低、存在一定的安全隐患；(2)导管控制器结构复杂，不仅制造成本高，而且影响操作精度；(3)导管拆装不方便，不易于手术中更换导管，不方便对导管和接口进行消毒处理；(4)手术中无法知晓导管在血管内的相对位置，操作进行身体内部，血管和导管之间的接触力不能被检测的，手术风险较高；(5)导管轴向操作力的采集反馈已成为一个重点，但导管旋转扭矩往往被忽视。同时，在导管前端受力的检测中，对导管侧壁接触力的检测没有几乎涉及或者只是检测有没有接触力和其大小，而不区分受力方向。

目前，急切需要提供一种能够实现导管导丝协同操作，结构简单，易操作并且具有触觉信息直观反馈的手术机器人从端装置的导管控制器。

本实用新型人与北京理工大学进行合作研究，持续对介入手术机器人的技术进行研究，致力于改善装置的操作方式，更符合医生实际需求，结构更简单，测力更全面，易于拆装的装置。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型目的是提供一种导管控制器及其使用方法，该导管控制器目的在于解决现有技术难以满足导管导丝协同操作要求，同时不能像传统手术操作一样直观感受触觉信息的问题。该导管控制器中设置有导丝辅助夹紧装置，使得导管和导丝能够同时操作控制，并且安装有六轴力传感器，解决现有机器人难以完成对导管和导丝协同操作及无法直观感受手术操作的问题，提高介入手术或造影的安全性和可操作性，结构简单易实现。导管控制器能够用于介入手术或造影，同时该装置还能够用于操作训练或教学培训。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于介入手术或造影或手术培训的导管控制器，其特征在于，所述导管控制器包括导管控制器主体(1)、导管夹持装置(3)、导丝辅助紧固装置(2)、导管六轴力测力装置 (5)和倾角可调节的底座(10)，导管夹持装置(3)用于夹持导管，导丝辅助紧固装置(2) 用于夹紧或松开导丝，实现导管与导丝的协同配合，六轴力测力装置(5)用于测量导管在运动时所产生的阻力与阻力矩；所述的导管夹持装置(3)和导丝辅助紧固装置(2)均可拆卸安装在导管控制器主体(1)上，导管是带有侧壁接触力和前部接触力传感器的手术导管；导管控制器主体(1)上安装有倾角可调底座(12)，能够根据导管输送角度需要调节角度，所述的导管夹持装置(3)包括医用三通阀(310)和紧固件(320)；所述的医用三通阀(310) 用于连接导管，它通过紧固件(320)固定在主体部分(1)上。

导管控制器主体1包括壳体(110)和上盖(120)，导管夹持装置(3)安装在上盖(120) 的上方，导丝辅助夹紧机构(2)固定在壳体(110)的后端，整个装置通过导管控制器主体 (1)安装到倾角可调节底座(10)上，在壳体(110)的底部设置一对插板(111)，对应在倾角可调接底座上设置插孔(51)，插板(111)插入插孔(51)，在插板(111)上设置销孔，使得插板(111)与倾角可调节底座(10)可靠连接。

所述壳体(110)为顶部和后端开放的壳状结构，上盖(120)安装在壳体(110)的顶部，壳体(110)内形成封闭的空间，空间内安装导管扭转组件(4)和六轴力测力装置(5)。

所述倾角可调底座(10)由立板(24)、底座(25)、支撑板(52)、立板连接轴(27)、套管(26)、套管连接轴(53)、调整杆(28)、连接轴(36)和紧固螺丝(35)构成；支撑板(52)上设有插孔(51)，所述立板(24)安装在底座(25)上；所述套管(26)与底座(25)连接，且可围绕套管连接轴(53)旋转；所述调整杆(28)依可调整嵌入长度的紧固螺丝(35)嵌入在套管(26)中；所述倾角可调底座的支撑板(52)分别通过立板连接轴 (27)与立板(24)连接，通过连接轴(36)与调整杆(28)连接，立板连接轴(27)和连接轴(36)是可以旋转的连接轴。

所述医用三通阀(310)包括三通体、控制阀和螺旋帽，螺旋帽可相对三通体转动，导管连接到连接鞘(324)上，再将连接鞘(324)与螺旋帽螺纹连接，使导管连接到医用三通阀 (310)上，能够相对转动。

通过三通阀的上开口打入造影剂。

所述的医用三通阀(310)通过两个紧固件(320)从两侧将其夹持固定，每个紧固件(320) 包括夹持块(322)和固定在夹持块(322)下方的开关底座(321)，夹持块(322)和开关底座(321)之间设置可以拨动的开关(323)，开关(323)用于锁住或解锁导管连接板(540)。

导管控制器还包括导管扭转组件(4)，导管扭转组件(4)用于驱动医用三通阀(310) 的螺旋帽带动导管旋转；所述导管扭转组件(4)包括电机(401)、小齿轮(402)、大齿轮 (403)和扭矩传感器(405)；所述电机(401)安装在主体部分(1)中，它连接小齿轮(402)；所述大齿轮A(403)带动安装在医用三通阀(310)的螺旋帽上的连接鞘(324)转动，连接鞘(324)用于固定导管；所述的小齿轮A(402)和大齿轮(403)啮合传动，扭矩传感器(405) 安装在电机的输出端和小齿轮(402)之间。

所述六轴力测力装置(5)包括设置在导管控制器主体(1)中的隔板(510)、导管连接板(540)和六轴力传感器(550)；所述导管连接板(540)通过直线导轨副A(520)设置在隔板(510)上，导管连接板(540)用于连接导管夹紧机构(3)；所述六轴力传感器(550) 一端与隔板(510)连接，另一端与导管连接板(540)连接。

在导管连接板(540)上设置一对具有插接孔(542)的插接板(541)，插接板(541) 从壳体(110)内穿过上盖(120)，使插接孔(542)高出上盖(120)的表面

所述的导丝辅助夹紧机构(2)包括支撑件(220)、夹紧件(230)和驱动元件；所述夹紧件(230)通过弹簧(240)支撑设置在支撑件(220)中，夹紧件(230)的上端具有压紧块(231)，驱动元件可驱动支撑件(220)在竖直方向上下移动。

有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的装置，能够完成导管和导丝的在同一轨道上前后的协同推送，连续、准确的推进和旋转导管和导丝，根据需要同时或先后或单独分别对导管和导丝进行控制，符合实际手术操作需求，完全模拟医生实际操作，有效提高手术效率，降低医护人员接触辐射设备的时间；

(2)本实用新型的导管控制器，体积小，重量轻，成本低，能够更好地应用于临床手术；

(3)本实用新型的导管控制器，安装六轴力传感器，能够实现对手术过程中的信息监控，将实时的触觉信息直观的反馈给医生，医生能够远程感知受力情况，提高介入手术的安全性和可操作性，导管侧壁设有接触力传感器，能够全面反映导管的受力情况还能区分受力方向，使手术操作更准确。

(4)本实用新型导管控制器中通过将导管夹持装置和导丝辅助夹紧机构可拆卸地安装在主体部分上，这种夹紧机构结构简单，克服现有技术中不易消毒的缺陷，方便拆卸更换消毒，并且配合导丝控制器，可实现导管、导丝的单独或同时进行推送，能够仿照医生手动协同操作；

(5)本实用新型导管控制器中导管夹持装置创造性的采用紧固件夹持医用三通阀的结构形式，拆装组合简单，大大简化了夹持结构，医用三通阀不仅可以与导管简单快速的连接，便于它们连接处的消毒，而且更主要的是通过医用三通阀，可在手术过程中向血管内打入造影剂，对血管内部进行造影，进而可观察导管导丝与血管的相对位置，便于对导管导丝的进一步操作，提高手术的安全性；另外，医用三通阀的成本较低，可一次性使用，用完即可丢弃，不需要像现有的夹持机构反复拆装消毒；

(6)本实用新型导管控制器中通过导管扭转组件可实现对导管的扭转操作，从而满足手术过程中对导管头端的角度控制，保证导管在血管内能够顺利向预定位置推进；导管扭转组件具有同样的简单方便、能够扭转易于控制操作的效果；

(7)本实用新型导管控制器中导管夹持装置的紧固件即可简单的对医用三通阀进行可靠夹持，而且通过紧固件中的开关拨动，即可快速完成导管夹持器与测力组件中导管连接板的拆装，结构设计巧妙；

(8)本实用新型导管控制器中导丝辅助夹紧机构创新性地采用舵机驱动线轮带动线拉动夹紧件对导丝进行夹紧的结构形式，弹簧的反向作用力可使夹紧件松开导丝，操作简单方便，便于控制，可配合导管夹持装置完成对导管导丝的协同配合操作；

(9)本实用新型导管控制器采用模块化结构设计，拆装组合简便，结构紧凑，且大部分都可采用塑料制成，整体重量轻便，制造成本较低。

附图说明

图1为导管控制器的立体结构示意图；

图2为导管控制器中导管夹持机构的主视结构示意图；

图3为图2中C-C剖视图；

图4为图3中B-B剖视图；

图5为导管控制器中主体部分的爆炸视图；

图6为导管控制器中导管夹持机构的主视结构示意图；

图7为图6中C-C剖视图；

图8为导管控制器中导丝辅助夹紧机构的立体结构示意图；

图9为导管控制器中导丝辅助夹紧机构的爆炸视图；

图10为导管控制器中导丝辅助夹紧机构的立体结构示意图；

图11为导管控制器中导丝辅助夹紧机构的爆炸视图；

图12为角度可调节底座结构示意图；

图13为操作平台从上方观察的立体结构示意图。

图中：导管控制器主体1、导丝辅助夹紧机构2、导管夹持装置3、导管扭转组件4和导管六轴力测力组件5

1导管控制器主体；110壳体；111插板；120上盖；

2导丝辅助夹紧机构；210基座；211插块；220支撑件；221弹簧腔；230夹紧件；231 压紧块；240弹簧；250舵机A；260线轮；

3导管夹持装置；310医用三通阀；320紧固件；321开关底座；322夹持块；323开关A； 324连接鞘；

4导管扭转组件；401电机；402小齿轮；403大齿轮；

5六轴力测力装置；510隔板；520直线导轨副A；530承托板；540导管连接板；541插接板；542插接孔；550六轴力传感器；560传感器固定板；

10倾角可调底座；24立板；25底座；52支撑板；51插孔；27立板连接轴；26套管； 53套管连接轴；28调整杆；36连接轴；35紧固螺丝；

1110支撑平台；1120直线导轨副D；1130平台连接块；1140驱动机构；1141绳索；1142 驱动电机；1143绳轮；1150张紧机构；1151导向固定套；1152调节螺套；1153导向杆；1154 张紧支架；1155导向轮；1156螺杆；1170位移采集单元；1180IP摄像头。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。

实施例

本实施例提供一种导管控制器，用于介入手术操作装置，介入手术练习装置或造影装置中，在设有支撑平台1110、平台连接块1130和驱动机构1140的操作平台上，两个平台连接块1030中分别安装导管控制器和导丝控制器。导管控制器用来夹持导管并对导管进行旋转和推送力检测等，导丝控制器用来夹持导丝并对导丝进行旋转和推送力检测等。

平台连接块1130通过直线导轨副1020设置在支撑平台1110上，每个平台连接块1130 都通过驱动机构1140单独驱动，驱动机构数量与平台连接块数量一致，所述的每个驱动机构 1140包括驱动电机1142、绳索1141和张紧机构1150；

该装置通过设计了支撑平台1110、平台连接块1130、驱动机构1140和张紧机构1150的相互配合，采用一轨道多滑块的形式，来完成对导管控制器和导丝控制器同时，在同一直线轨道上，进行直线移动控制；同时安装有力传感器，能够反馈医生手部操作作用力。具有安装调节方便，控制精度高，导管和导丝能够同时协同推送，反馈导丝导管等介入机械的力觉感，手感真实的优点。

对导管控制器的结构进行详细说明。

导管控制器的结构

如图1所示，导管控制器主要包括六个部分，分别为导管控制器主体1、导丝辅助夹紧机构2、导管夹持装置3、导管扭转组件4、六轴力测力装置5和倾角可调节底座10；其中，导管控制器主体1是其它部分的安装基础，导管夹持装置3和导丝辅助夹紧机构2均可拆卸地安装在主体1上，导丝辅助夹紧机构2用于对导丝进行辅助夹紧或放松，导管夹持装置3 用于夹持导管，导管扭转组件4用于完成对导管的扭转操作，六轴力测力装置5则用于检测导管的推送力。导管是带有侧壁接触力和前部接触力传感器的手术导管。该装置通过各部分的相互配合，可完成对导管的夹持、推送、扭转和测力，以及对导丝的辅助夹紧或放松，从而可实现导管与导丝的协同配合，完成手术的需求。

结合图2至图5所示，主体部分1包括壳体110和上盖120，在本实施例中，壳体110 为顶部和后端开放的壳状结构，上盖120安装在壳体110的顶部，使得壳体110内形成相对较为封闭的空间，为安装导管扭转组件4和六轴力测力装置5的创造空间。导管夹持装置3 安装在上盖120的上方，而导丝辅助夹紧机构2固定在壳体110的后端，安装位置合理分配。在壳体110的底部设置一对插板111，而对应在倾角可调底座10的支撑板52上设置插孔，插板111插入插孔，在插板111上设置销孔，使得插板111与支撑板52可靠连接，且方便拆卸。

所述倾角可调底座由立板24、底座25、支撑板52、立板连接轴27、套管26、套管连接轴53、调整杆28、连接轴36和紧固螺丝35构成；所述立板24安装在底座25上；所述套管 26与底座25连接，且可围绕套管连接轴53旋转；所述调整杆28依可调整嵌入长度的紧固螺丝35嵌入在套管26中；所述倾角可调底座的支撑板52分别通过立板连接轴27与立板24 连接，通过连接轴36与调整杆28连接，立板连接轴27和连接轴36是可以旋转的连接轴。

针对不同的接受治疗者或者手术介入位置，通过调节倾角可调底座获得0-45°的任意介入角度；调整杆深入套管的长度决定了介入角度的大小，当调整杆深入套管的长度达到医生期望的介入角度时，通过紧固螺丝将其固定住；

如图2至图5所示，六轴力测力装置5安装在壳体110内，它主要包括隔板510、导管连接板540和六轴力传感器550；其中，隔板510固定在壳体110的中间，将壳体110内空间主要分为上下两部分，隔板A510的相对两侧边向上翻折形成侧板，两个侧板上各安装一个直线导轨副520，直线导轨副520连接导管连接板540，从而导管连接板540可相对隔板 510移动，这也是后续能够对导管进行推送力检测的前提。本实施例中，直线导轨副520优选采用滚珠直线导轨副，摩擦力较小几乎可以忽略，从而导管连接板540的运动阻力可忽略，保证导管推送力检测的高精度。直线导轨副520包括导轨和滑块，导轨固定在隔板510的侧板上，滑块通过承托板530与导管连接板540进行连接，导管连接板540用于连接导管夹持装置3。在隔板510上还安装一个呈L形的传感器固定板560，六轴力传感器550的一端与导管连接板540连接，另一端与传感器固定板560连接，这样，导管的推力通过导管夹持装置 3传递到导管连接板540上，导管连接板540相对隔板510移动，通过六轴力测力装置5能够检测导管在推送过程中的推送力，达到导管的精确控制，提高手术安全性；采用六轴力传感器550实时测量导管与血管壁间的阻力和阻力矩，医生能够直观感受到受力大小；该六轴力测力装置5安装在壳体110内，结构紧凑，结构相对封闭，能够很好的保护六轴力传感器 550，且力传感器550的测力形式简单便捷，中间连接件相对较少，测力准确度高。

所述导管侧壁接触力传感器由铜电极、压敏橡胶、铜导线、被选通的传感器元件、直流电压源和恒值电阻构成；。

所述导管前端碰撞力传感器是一种基于光纤的碰撞检测传感器，其输出经过解调后传递给从控制器。

为了方便导管连接板540与导管夹持装置3之间的连接，本实施例，在导管连接板540 上设置一对具有插接孔542的插接板541，插接板541从壳体110内穿过上盖120，使插接孔 542高出上盖120的表面，通过它使得导管连接板540与导管夹持装置3能够快速连接或拆下。与此同时，为适应导管连接板540的结构形式，对导管夹持装置3的结构也具有特定的要求。

导管夹持装置3包括医用三通阀310和紧固件320；其中，医用三通阀310用于连接导管，它是现有临床上常用的医疗用具，但是现有技术中从没有将其用于微创血管介入手术领域，此处创新性地将其用在导管的夹持控制上，它主要包括三通体、控制阀和螺旋帽，螺旋帽可相对三通体转动。在使用时，导管先连接到连接鞘324上，然后再将连接鞘324与螺旋帽螺纹连接，从而将导管连接到医用三通阀310上，且能够相对转动。紧固件320是用来对医用三通阀310进行夹持固定，固定的是医用三通阀310的三通体，它具有两个，从医用三通阀310的两侧将其夹持固定，它包括夹持块322，夹持块322的一侧面具有与医用三通阀 310的三通体一半的外形相卡合的卡槽，两个夹持块322的卡槽合在一起即可组合成一个卡腔，可将医用三通阀310的三通体可靠的夹持，同时不影响螺旋帽的旋转。当然，为适应上述导管连接板540的连接结构，此处，在夹持块322的下侧具有开口槽，开口槽内配合设置有开关底座321，且在夹持块322与开关底座321之间设置可以拨动的开关323，开关323用于锁住或解锁导管连接板540。开关323由水平的卡板和竖直的拨动板组成，卡板滑动设置在开关底座321上的滑槽中，拨动板穿过夹持块322上的孔后，供拨动。在将导管夹持装置 3安装到上盖120的上方时，插接板541插入夹持块322与开关底座321之间形成的竖直插孔中，通过拨动开关323，可使得卡板插入插接板541的插接孔542，从而实现导管连接板 540与导管夹持装置3的可拆卸连接。

由上可知，导管夹持装置3采用紧固件320夹持医用三通阀310的结构形式，拆装组合简单，大大简化了夹持结构。创新性采用医用三通阀310连接导管，它不仅可以与导管简单快速的连接，便于它们连接处的消毒，而且更主要的是通过医用三通阀310，可在手术过程中向血管内打入造影剂，对导管头端处的血管内部进行造影，进而可观察导管导丝与血管的相对位置，便于对导管导丝的进一步操作，提高手术的安全性；另外，医用三通阀310的成本较低，可一次性使用，用完即可丢弃，而不用像现有的夹持机构还需要反复拆装消毒。

导管扭转组件4包括电机401、小齿轮402和大齿轮403；其中，电机401固定在壳体 110中，具有很好的保护作用，电机401的输出轴连接小齿轮402，大齿轮403与固定导管的连接鞘324连接，小齿轮402和大齿轮403啮合传动；使用中，电机401驱动小齿轮402转动，通过小齿轮402和大齿轮403啮合传动，大齿轮403带动连接鞘324转动，从而驱动导管扭转，可调整导管头端的角度，保证导管在血管内可顺利的推进。大齿轮403的中心设置与连接鞘324外形相匹配的孔，连接鞘324插入该孔中即可将连接鞘324与大齿轮403连接。

通过导管扭转组件4可实现对导管的扭转操作，从而满足手术过程中对导管头端的角度控制，保证导管在血管内能够顺利向预定位置推进；导管扭转组件4采用电机401驱动齿轮的形式，通过调整大小齿轮的传动比，即可调整导管的转动速度，且大齿轮A403与医用三通阀的连接通过连接鞘324实现，既能完成导管的扭转驱动，又能简单方便的将导管安装到医用三通阀上310。扭矩传感器安装在电机的输出端和小齿轮之间；当扭矩传感器检测到旋转驱动电机的输出扭矩后，实时的输出扭矩减去空载时的输出扭矩，即可得到对手术导管操作时的实时扭矩。

导丝辅助夹紧机构2包括基座210、支撑件220、夹紧件230和驱动元件；其中，基座 210用于将导丝辅助夹紧机构2安装到壳体A110上，支撑件220和驱动元件都安装在基座210上，夹紧件230通过弹簧240支撑设置在支撑件220中，它通过驱动元件驱动可在竖直方向上下移动，对导丝进行夹紧或松开。支撑件220上具有容纳腔，弹簧240位于容纳腔内；夹紧件230为杆状结构，其上端具有压紧块231，其下端具有小孔，且下端从穿过支撑件220 的上方插入容纳腔内，穿过弹簧240后，经支撑件220的下方伸出，连接驱动元件。驱动元件只要能够驱动夹紧件230上下动作即可，但本实施例驱动元件采用舵机250，舵机250连接线轮260，线轮260上缠绕有线，线的一端穿入夹紧件230下端的小孔从而连接夹紧件230。使用时，舵机250驱动线轮260转动，通过线带动夹紧件230下移压缩弹簧240，夹紧件230 上端的压紧块231下移将导丝压紧在支撑件220的上表面，从而实现对导丝的夹紧。

另外，为方便将导丝辅助夹紧机构2安装到壳体A110上，基座210设有用于将其安装到壳体A110上的一对插块211，通过此对插块211插入壳体A110的后侧，并用螺栓进行紧固即可。

综合以上说明，导管控制器装置具有以下优点：

①整体结构简单，采用模块化的结构设计，各部分之间相对较为独立，通过简单的组合即可完成组装，拆装都方便，且结构紧凑体积小；大部分部件结构简单，且可采用塑料制品制成，重量轻，且大大降低制造成本；

②能够同时实现导管的夹持、推送、扭转和测力，以及导丝的辅助夹紧或放松，从而可配合导丝控制器完成对导管导丝的协同操作控制，满足手术的各种操作需求；

③较为封闭的结构形式，对传感器和电机都具有较好的保护；

④在手术过程中，可以较为方便的实现对导管头端处血管进行造影，从而了解导管导丝有血管的相对位置关系，提高手术安全性。

采用上述导管控制器对导管和导丝进行控制，主要完成对导管的夹持、推送、扭转和测力，以及导丝的夹紧和放松，对导管导丝的配合控制，满足介入手术的操作需求，下面对相应的操作步骤进行详细说明。

首先，将主体部分1通过插板111安装到平台连接块1130的插孔中，并通过销固定。

然后，导管夹持装置3夹持导管及安装，具体为：先将导管的尾端连接安装到连接鞘324 上，此步骤时同时将大齿轮403与连接鞘324配合安装，为后续导管扭转组件4传动做准备；再将连接鞘324旋接到医用三通阀310的螺旋帽上；接着通过紧固件320的夹持块322将医用三通阀310从两侧夹紧固定；最后，夹紧医用三通阀310后的紧固件320插接到上盖120 上方的导管连接板540上，拨动开关A323插入导管连接板540的插接孔542中锁住，使得导管夹持装置3与导管连接板540连接固定，此时，小齿轮402和大齿轮403也啮合传动连接；完成导管夹持装置3对导管的夹持，以及安装到主体部分1上。

接着，在导丝控制器夹持导丝后，将导丝的头端经医用三通阀310穿入导管内，保证医用三通阀310后方的导丝穿过导丝辅助夹紧机构2中支撑件220与夹紧件230的压紧块231 之间，从而将导丝安装到位。

经过以上的准备后，导管控制器即可对导管和导丝进行相应的控制，具体如下：

(一)当需要单独控制导管时

导丝辅助夹紧机构2松开导丝，即舵机250失电，夹紧件230在弹簧240的作用力下，其压紧块231远离支撑件220的表面，从而压紧块231不会压紧导丝；平台连接块1130移动，带动主体部分1移动，进而驱动导管夹持装置3移动，控制导管单独移动，完成推送。

(二)当需要同时控制导管和导丝时

导丝辅助夹紧机构2辅助夹紧导丝，即舵机250得电，驱动线轮260转动，线轮260通过线将夹紧件230向下拉，夹紧件230克服弹簧240阻力向下运动，直至压紧块231将导丝压紧在支撑件220的表面，完成对导丝的夹紧；平台连接块1130带动主体部分1移动，进而导管夹持装置3带动导管移动，同时，导丝辅助夹紧机构2带动导丝同步动作，实现导管和导丝的同步推送。

(三)当需要单独控制导丝时

操作平台停止动作，导管夹持装置3不动，导丝辅助夹紧机构2松开导丝，导丝控制器带动导丝即可进行导丝的单独推送。

(四)对导管的扭转控制

电机A401动作，通过小齿轮402和大齿轮403的啮合传动，带动连接鞘324和医用三通阀310的螺旋帽一起旋转，进而驱动导管扭转，完成对导管的扭转操作，实现导管头端的角度调节。扭矩传感器测量输出扭矩。

通过以上步骤可完成对导管的夹持、推送、扭转和推送力检测，以及导丝的辅助夹紧和放松，各步骤之间有序的工作，并配合导丝控制器即可完成对导管导丝的协同操作，从而可满足手术过程中的各种操作需求。

对于整机而言，上述介入手术机器人导管控制器对导管、导丝协同操作的控制方法，是通过操作平台控制导管控制器和导丝控制器在移动方向上的相对位置，并配合导管控制器和导丝控制器对导管和导丝的控制动作，有序的完成；可同时控制导管和导丝的夹紧、放松、推送、扭转或测力，完成复杂的手术动作；其中需要特别说明的是，在导丝控制器推送导丝接近导管控制器时，此时需要使导丝控制器后移，则导管控制器通过导丝辅助夹紧机构2夹紧导丝，而导丝控制器松开导丝并向后推到所需位置后，导丝夹持器重新夹紧导丝，此时导丝辅助夹紧机构2可松开导丝，实现导丝推送过程中的切换动作，此种形式保证在切换过程中导丝位置不会发生变化。

本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。