研究目的血管腔内手术目前已成为血管疾病治疗的主要手段,手术增长趋势明显,血管腔内手术机器人可辅助完成该手术,在减少术者辐射暴露并提高手术精度,逐渐成为国内外研究热点,但是血管腔内手术治疗范围广、手术术式繁多、手术器具复杂,临床上现有的血管腔内手术机器人不适用于常用的商品化血管腔内器具,如不同规格的导丝、导管、支架;不能完成血管腔内手术的全步骤,如支架释放等。本研究采用本课题组自主研发的血管腔内手术机器人,拟通过初步的体外及动物实验评价该血管腔内手术机器人系统的器具通用性、不同血管的适用性及手术操作精细性,实现临床常用商品化血管腔内器具的有效操作,并验证完成包括主动脉、外周动脉、冠状动脉、腔静脉等血管疾病腔内治疗全步骤的可行性。通过搭建无线局域网平台,验证血管腔内手术机器人远程操控的可行性。研究方法第一部分:采用体外仿生血管模型,操控血管腔内手术机器人分别对不同尺寸、品牌的导丝、导管、鞘管、球囊、支架、滤器等临床常用血管腔内手术器具进行推进、旋转、后退等单独动作,以及导丝-导管,导丝-鞘管,导丝-支架等配合操作动作,并评价动作完成情况。在机器人精细性操作模式下,对导丝进行最小步进/最小旋转操作,测量在体外模型下血管腔内手术机器人的推进精度及旋转精度。通过三名不同临床经验的操作者分别进行精细性操作,评价不同临床经验的操作者对机器人精细性操作差异。第二部分:选用成年家猪作为实验动物,通过血管腔内手术机器人操控商品化血管腔内器具完成冠状动脉支架成形术、髂动脉支架植入术、颈动脉机械取栓术、主动脉覆膜支架植入术、肾动脉球扩式支架成形术、下腔静脉滤器植入术。并记录术者X线暴露时间、机器人操作完成度,评价本血管腔内手术机器人手术操作完成情况。第三部分:在现有机器人系统基础上,搭建无线局域网系统,实现血管腔内手术机器人的无线局域网连接,采用体外仿生血管模型,操控血管腔内手术机器人进行血管腔内器具的常规操作及精细性操作,评价在局域网环境下血管腔内手术机器人操作的可行性,对比有线操作的推进进度及旋转精度,评价不同传输媒介对本机器人精细性操控的影响。研究结果第一部分:血管腔内手术机器人系统在体外仿生模型中共完成包括不同尺寸、品牌、材料的4种导丝、9种导管、4种球囊等临床常用血管腔内器具的前进、后退及旋转动作,完成主动脉覆膜支架、外周动脉裸支架、下腔静脉滤器的体外释放。精细性体外实验中三名操作者最小推进距离为（1.0±0.23）mm、（1.1±0.33）mm、（1.1±0.32）mm,最小旋转角度为（4.88±0.53）°、（4.80±0.72）°、（4.90±0.66）°,平均最小前进距离1.07mm、最小旋转角度4.86°。第二部分:血管腔内手术机器人在猪动物模型中能够有效操控导丝、导管、球囊、鞘管、滤器、支架等不同尺寸、不同品牌的腔内手术器具,并通过人机协同的方式完整完成了冠脉支架成形术、髂动脉支架植入术、主动脉覆膜支架植入术、颈动脉机械取栓术、肾动脉球扩式支架成形术及下腔静脉滤器植入术。除穿刺置鞘、更换器具、球囊充盈外,其余操作均由机器人完成。不同手术的平均术者射线暴露时间为14.17s,平均射线暴露时间占比手术操作时间为0.85%。手术过程均平稳,术后造影示移植物定位准确,无支架及手术相关不良反应。在6台不同术式的手术中机器人系统共完成了共336个血管腔内手术操作,机器人手术操作完成成功率100%,共进行2045个机器人手术操作,无效量为22个,其中无效前进12次,无效旋转10次。整个实验机器人系统操作平均有效率为99.2%。第三部分:血管腔内手术机器人在无线局域网下成功完成了各执行手的前进、旋转及后退动作,执行臂的前后、上下、左右的运动。未产生因软、硬件改变导致的系统故障及报错等问题。通过最小步进及最小旋转操作,测量出平均最小前进距离为（1.1±0.23）mm;平均最小旋转角度为（4.86±0.64）°,与有线连接时血管腔内手术机器人精细性操作无明显差异。结论本研究通过血管仿真模型模拟真实手术场景完成了血管腔内手术机器人的适用性、精细性、通用性实验,验证了血管腔内手术机器人对不同血管疾病腔内手术治疗的可行性,同时验证本手术机器人系统的优势,在动物实验中,血管腔内手术机器人可以有效降低术者射线暴露时间,降低术者职业暴露相关并发症风险,较好的验证了猪动物模型下血管腔内手术机器人在不同血管领域的应用,为日后临床应用的转化提供实践基础,也为未来自动化血管腔内手术机器人研究奠定了一定的基础。本研究通过在现有机器人系统的基础上,对机器人进行软、硬件优化,实现了血管腔内手术机器人在无线局域网下的有效控制;通过在无线局域网下操控血管腔内手术机器人进行基本手术操作,验证了本机器人系统远程操控的可行性,同时保证了机器人精细性操作的有效性。