專利名稱：醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是基于微波消融機(jī)器人的進(jìn)針機(jī)構(gòu)，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)進(jìn)針的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、解放軍總醫(yī)院、北京石油化工學(xué)院自2006年起開始合作進(jìn)行北京市科委項(xiàng)目“超聲引導(dǎo)肝腫瘤微波消融治療機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)”的研究，目前已研制出超聲引導(dǎo)微波消融治療手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)。但目前醫(yī)療機(jī)器人體積龐大，無(wú)法適應(yīng)臨床受限的手術(shù)空間，不具備臨床實(shí)用性，并且此機(jī)器人只具備微波電極針自動(dòng)定位功能，而不具備自動(dòng)穿刺功能。而成功的手術(shù)輔助機(jī)器人設(shè)計(jì)要兼顧功能、手術(shù)空間、易操作性、安全性和可靠性等諸多方面的要求。從功能上，應(yīng)能在超聲圖像引導(dǎo)下按規(guī)劃的穿刺路徑和設(shè)定靶點(diǎn)，完成微波電極針的夾持、定位和自動(dòng)進(jìn)針等功能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)針機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)進(jìn)針的不足，提供一種能夠與輔助醫(yī)療機(jī)器人緊密配合實(shí)現(xiàn)微波電極針自動(dòng)定位與主動(dòng)進(jìn)針功能的主動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，以滿足對(duì)機(jī)器人整體功能、易操作性、安全性和可靠性等諸多方面的要求的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，主要由支撐臂機(jī)構(gòu)(I )，穿刺機(jī)構(gòu)(2)和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)組成，其中支撐臂機(jī)構(gòu)(I)與穿刺機(jī)構(gòu)(2)和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)之間通過花鍵與轉(zhuǎn)軸連接，夾持穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)與支撐臂機(jī)構(gòu)(I)前端相連，并帶有穿刺針針夾；由第一端蓋(11)、第二端蓋(12)和箱體(13)組成支撐臂機(jī)構(gòu)(1)，箱體(13)內(nèi)設(shè)置有第一傳動(dòng)齒輪(14)與第二傳動(dòng)齒輪(15),第一傳動(dòng)齒輪(14)與鏈輪式RCM機(jī)構(gòu)相連結(jié)，第二傳動(dòng)齒輪(15 )與穿刺機(jī)構(gòu)(2 )相連接；穿刺機(jī)構(gòu)(2 )主體(21)側(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)(22 )的伸出端裝設(shè)有第一錐齒輪(23)，并與第二錐齒輪(24)嚙合，第一齒輪(25)與第二錐齒輪(24)為一整體，第一齒輪(25 )與第二齒輪(26 )嚙合傳動(dòng)，第二齒輪(26 )上設(shè)置穿刺針(27 );穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)由夾持箱體(31)，齒條(32)，夾齒(33)與底架(34)組成，并與支撐臂機(jī)構(gòu)(I)的前端相連接，夾持箱體(31)內(nèi)設(shè)置有電磁閥與彈簧驅(qū)使齒條(32)前后運(yùn)動(dòng)，齒條(32 )與夾齒(33 ) —端嚙合控制夾齒(33 )開合；在箱體(13 )和夾持箱體(31)內(nèi)設(shè)置有與操作臺(tái)連接的控制電磁閥的通斷的電路。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果
I、本發(fā)明在定位完成后，能通過穿刺機(jī)構(gòu)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)完成進(jìn)針過程，實(shí)現(xiàn)手術(shù)的自動(dòng)化，保證手術(shù)的安全性。2、本發(fā)明夾持穿刺針裝置的夾持機(jī)構(gòu)為塑料制品，易更換，安全衛(wèi)生。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)總體立體示意圖 圖2為本發(fā)明支撐臂機(jī)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明穿刺機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
由圖I、圖2和圖3示出一種醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，主要由支撐臂機(jī)構(gòu)1，穿刺機(jī)構(gòu)2和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)3組成，其中由第一端蓋11、第二端蓋12和箱體13組成支撐臂機(jī)構(gòu)1，箱體13內(nèi)設(shè)置有第一傳動(dòng)齒輪14與第二傳動(dòng)齒輪15，第一傳動(dòng)齒輪14與鏈輪式RCM (運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)端中心)機(jī)構(gòu)相連結(jié)，第二傳動(dòng)齒輪15與穿刺機(jī)構(gòu)2相連接；穿刺機(jī)構(gòu)2主體21側(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)22的伸出端裝設(shè)有第一錐齒輪23，并與第二錐齒輪24嚙合，第一齒輪25與第二錐齒輪24為一整體，第一齒輪25與第二齒輪26嚙合傳動(dòng)，第二齒輪26上設(shè)置穿刺針27 ;穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)3由夾持箱體31，齒條32，夾齒33與底架34組成，并與支撐臂機(jī)構(gòu)I的前端相連接，夾持箱體31內(nèi)設(shè)置有電磁閥與彈簧驅(qū)使齒條32前后運(yùn)動(dòng)，齒條32與夾齒33 —端嚙合控制夾齒33開合；在箱體13和夾持箱體31內(nèi)設(shè)置有與操作臺(tái)連接的控制電磁閥的通斷的電路。使用時(shí)通過后端的遠(yuǎn)端中心機(jī)構(gòu)進(jìn)行自主定位，調(diào)整進(jìn)針的位置和路徑到預(yù)先設(shè)定的位置，定位完成后通過電機(jī)連接第一傳動(dòng)齒輪14與第二傳動(dòng)齒輪15嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)穿刺機(jī)構(gòu)2轉(zhuǎn)動(dòng)，與前段的遠(yuǎn)端中心機(jī)構(gòu)相連可以完成微波針的針尖定位與進(jìn)針路徑的調(diào)整，其內(nèi)部裝有電機(jī)，提供完成在穿刺環(huán)節(jié)的穿刺動(dòng)作動(dòng)力和控制，同時(shí)通過主體21中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接轉(zhuǎn)臺(tái)22內(nèi)部機(jī)構(gòu),在穿刺機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)針過程同時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)22通過內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)裝置實(shí)時(shí)調(diào)整方向，使穿刺針的兩點(diǎn)校準(zhǔn)定位保持同一軌跡，保持進(jìn)針的方向保持一致。同時(shí)通過第一錐齒輪23和第二錐齒輪24的嚙合傳動(dòng)改變力傳動(dòng)的方向，第二錐齒輪24與圓柱型的第一齒輪25連接為整體與第二齒輪26嚙合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，旋轉(zhuǎn)進(jìn)針。在達(dá)到指定位置后通過電路控制電池閥的開關(guān)控制夾持裝置的開合。最終完成主動(dòng)進(jìn)針，并且達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。另外，穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)3為與病人接觸的部分，為達(dá)到衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)，須經(jīng)常更換，為消耗品，考慮到經(jīng)濟(jì)成本，使用塑料材料。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，主要由支撐臂機(jī)構(gòu)(1)，穿刺機(jī)構(gòu)(2)和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)組成，其特征在于支撐臂機(jī)構(gòu)(I)與穿刺機(jī)構(gòu)(2)和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)之間通過花鍵與轉(zhuǎn)軸連接，夾持穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)與支撐臂機(jī)構(gòu)(I)前端相連，并帶有穿刺針針夾。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的支撐臂機(jī)構(gòu)(I)由第一端蓋(11)、第二端蓋(12)和箱體(13)組成,箱體(13)內(nèi)設(shè)置有第一傳動(dòng)齒輪(14)與第二傳動(dòng)齒輪(15)，第一傳動(dòng)齒輪(14)與鏈輪式RCM機(jī)構(gòu)相連結(jié)，第二傳動(dòng)齒輪(15)與穿刺機(jī)構(gòu)(2)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的穿刺機(jī)構(gòu)(2)主體(21)側(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)(22)的伸出端裝設(shè)有第一錐齒輪(23)，并與第二錐齒輪(24)嚙合，第一齒輪(25)與第二錐齒輪(24)為一整體，第一齒輪(25)與第二齒輪(26)嚙合傳動(dòng)，第二齒輪(26)上設(shè)置穿刺針(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)由夾持箱體(31)，齒條(32)，夾齒(33)與底架(34)組成，并與支撐臂機(jī)構(gòu)(I)的前端相連接，夾持箱體(31)內(nèi)設(shè)置有電磁閥與彈簧驅(qū)使齒條(32)前后運(yùn)動(dòng)，齒條(32)與夾齒(33 ) —端嚙合控制夾齒(33 )開合；在箱體(13 )和夾持箱體(31)內(nèi)設(shè)置有與操作臺(tái)連接的控制電磁閥的通斷的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)為塑料材料。
全文摘要
一種醫(yī)用機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)針機(jī)構(gòu)，主要由支撐臂機(jī)構(gòu)(1)，穿刺機(jī)構(gòu)(2)和穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)組成，其中支撐臂機(jī)構(gòu)(1)由第一端蓋(11)、第二端蓋(12)和箱體(13)組成，箱體(13)內(nèi)設(shè)置有第一傳動(dòng)齒輪(14)與第二傳動(dòng)齒輪(15)；穿刺機(jī)構(gòu)(2)轉(zhuǎn)臺(tái)(22)的伸出端裝設(shè)有第一錐齒輪(23)與第二錐齒輪(24)嚙合，第一齒輪(25)與第二錐齒輪(24)為一整體，第一齒輪(25)與第二齒輪(26)嚙合傳動(dòng)；穿刺針裝置夾持機(jī)構(gòu)(3)由夾持箱體(31)，齒條(32)，夾齒(33)與底架(34)組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠完滿實(shí)現(xiàn)手術(shù)的自動(dòng)化，保證手術(shù)的安全性和可靠性，使用維護(hù)修理簡(jiǎn)易。
文檔編號(hào)A61B18/18GK102727304SQ20111008215
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者曹瑩瑜, 王少賢, 蔣力培, 趙龍, 鄧雙城 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院