核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，所述機(jī)構(gòu)本體包括上旋轉(zhuǎn)臺(tái)、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)以及連接上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)的支撐柱，上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)置有升降絲杠、所述升降絲杠上設(shè)有針刺托臺(tái)模塊，所述針刺托臺(tái)模塊上設(shè)有可移動(dòng)的針刺注射模塊。本發(fā)明能夠在核磁儀有限的空間內(nèi)全程自動(dòng)完成乳腺癌針刺手術(shù)，克服手術(shù)過(guò)程中成像效果不及時(shí)和軌跡規(guī)劃難的弊端；能夠大大地減少醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低該手術(shù)的難度，實(shí)現(xiàn)在有限的空間內(nèi)提高乳腺針刺手術(shù)的精度，從而在臨床中增加針刺手術(shù)的成功率。同時(shí)減弱放射性藥物對(duì)醫(yī)生的傷害；更能夠極大程度地提高手術(shù)精度，手術(shù)的成功性和完善性，大大減輕乳腺癌病人術(shù)中和術(shù)后的生理心理痛苦。
【專利說(shuō)明】核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，屬于機(jī)械與醫(yī)學(xué)交叉的前沿學(xué)科，特別應(yīng)用于乳腺實(shí) 體腫瘤的近距離粒子植入手術(shù)和MRI導(dǎo)航下的活體組織檢測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)內(nèi)乳腺癌外科治療的主要方法是改進(jìn)根治術(shù)。此類手術(shù)是將乳房和一些 腋下的淋巴腺切除，而不切除胸壁的肌肉。改良根治術(shù)雖然能夠保留胸大肌，使胸肌外觀接 近正常，但是由于保留胸大肌，鎖骨下靜脈周圍脂肪淋巴組織顯露不完全，清除受到限制， 難免損傷內(nèi)、外側(cè)胸神經(jīng)，術(shù)后胸大肌萎縮發(fā)生率高，同時(shí)該治療方法往往不能夠徹底治 愈，引發(fā)的并發(fā)癥較多，而且只適用于II、III期病例的腫瘤未累及胸肌筋膜，癌腫病灶位 于乳腺的內(nèi)側(cè)及中央的患者，對(duì)胸肌受侵或腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移較多者不宜采用該術(shù)式。目前 尚存的手術(shù)方式還不能同時(shí)滿足手術(shù)成功與乳房美觀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī) 構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)中乳腺癌外科手術(shù)病變部分的判斷不準(zhǔn)確、并發(fā)癥較多的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，所述機(jī)構(gòu)本體包括上旋 轉(zhuǎn)臺(tái)、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)以及連接上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)的支撐框架，上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)置有升降絲杠、所述升 降絲杠上設(shè)有針刺托臺(tái)模塊，所述針刺托臺(tái)模塊上設(shè)有可移動(dòng)的針刺注射模塊。
[0006] 所述上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)包括上下兩個(gè)盤狀大圓環(huán)，環(huán)內(nèi)圓邊沿折起且與相對(duì)應(yīng)型號(hào)的深 溝球軸承內(nèi)圈過(guò)盈配合連接，軸承外圈可與外部支撐臺(tái)過(guò)盈連接，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的順逆 時(shí)針自由旋轉(zhuǎn)。
[0007] 所述支撐框架為三根支撐柱均勻分布，連接上旋轉(zhuǎn)臺(tái)、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)共同旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，上旋轉(zhuǎn)臺(tái)圓環(huán)內(nèi)圓邊沿處固定一胸罩樣式四分之一球殼，用以支撐乳房側(cè)面，防止 乳房受針刺推力傾斜。
[0008] 所述的共同旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括與升降絲杠上下端固定的上下兩個(gè)小轉(zhuǎn)臺(tái)，所述兩大 圓環(huán)邊緣的上下對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有兩個(gè)軸承孔，所述兩個(gè)小轉(zhuǎn)臺(tái)與所述兩個(gè)軸承孔通過(guò)深 溝球軸承連接。所述升降絲杠固定于兩小轉(zhuǎn)臺(tái)之間，并能夠帶動(dòng)所述針刺托臺(tái)模塊上下移 動(dòng)。
[0009] 所述針刺托臺(tái)模塊包括與升降絲杠配合的托臺(tái)螺母，固定在所述托臺(tái)螺母上的進(jìn) 針絲杠，以及與所述進(jìn)針絲杠相配合的滑臺(tái)螺母，所述滑臺(tái)螺母上固定有針刺注射模塊。所 述針刺注射模塊可隨著滑臺(tái)螺母沿著所述針刺絲杠前后移動(dòng)。
[0010] 所述針刺注射模塊包括外殼，橡膠彈簧滑塊，以及針芯。所述外殼內(nèi)部開有圓形 孔，與所述橡膠彈簧滑塊滑動(dòng)配合，用以支撐所述橡膠彈簧滑塊的水平姿態(tài)。所述橡膠彈簧 滑塊的前端連接所述針芯，后端與絲的一端連接，絲的另一端繞在電機(jī)上，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶 動(dòng)彈簧壓縮、釋放，實(shí)現(xiàn)所述針芯推送藥物粒子。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：與常規(guī)開刀手術(shù)相比，核磁共振圖像對(duì)軟組織具有高分辨 率，能夠準(zhǔn)確定位病灶所在位置，確保植入粒子的位置精度；本發(fā)明的核磁圖像導(dǎo)航下乳腺 穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)基于MRI導(dǎo)航的微創(chuàng)手術(shù)設(shè)備，能夠在核磁儀有限的空間內(nèi)全程自動(dòng)完成乳 腺癌針刺手術(shù)，克服手術(shù)過(guò)程中成像效果不及時(shí)和軌跡規(guī)劃難的弊端；能夠大大地減少醫(yī) 生的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低該手術(shù)的難度，實(shí)現(xiàn)在有限的空間內(nèi)提高乳腺針刺手術(shù)的精度，從而在 臨床中增加針刺手術(shù)的成功率。在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)控制，保證最優(yōu)路徑， 提高手術(shù)效率。同時(shí)減弱放射性藥物對(duì)醫(yī)生的傷害；更能夠極大程度地提高手術(shù)精度，手術(shù) 的成功性和完善性，大大減輕乳腺癌病人術(shù)中和術(shù)后的生理心理痛苦。
[0012] 核磁共振成像（MRI)與傳統(tǒng)的X射線、CT相比，能夠避免對(duì)健康細(xì)胞的X射線輻 射，且有優(yōu)良的軟組織分辨力和精確的幾何學(xué)特征，可以更加準(zhǔn)確的探出病變區(qū)域，以確保 合理的軌跡優(yōu)化，并且對(duì)病變部分的判斷更加準(zhǔn)確，以確保植入粒子的位置精度。絲傳動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)方式不僅具有高精度，傳動(dòng)線性性良好，扭矩可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)遠(yuǎn) 離核磁儀成像區(qū)域，從而減輕金屬在核磁共振儀成像中產(chǎn)生偽影的影響。提高核磁共振儀 圖像的清晰度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明手術(shù)機(jī)構(gòu)主視圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明手術(shù)機(jī)構(gòu)右視圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明手術(shù)機(jī)構(gòu)軸測(cè)圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明手術(shù)機(jī)構(gòu)針刺托臺(tái)模塊與針刺注射模塊；
[0017] 圖5為本發(fā)明手術(shù)機(jī)構(gòu)針刺注射模塊；
[0018] 其中1.深溝球軸承（上）；2.上部小轉(zhuǎn)臺(tái)；3.升降絲杠；4.穿刺針；5.托臺(tái)螺母； 6.下部小轉(zhuǎn)臺(tái)；7.上旋轉(zhuǎn)臺(tái)；8.支撐柱；9.四分之一球殼；10.深溝球軸承（下）；11.下 旋轉(zhuǎn)臺(tái)；12.外殼；13.進(jìn)針絲杠；14.滑臺(tái)螺母；15.升降導(dǎo)柱；16.橡膠彈簧；17.針芯。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，包括上旋轉(zhuǎn)臺(tái)7、下旋 轉(zhuǎn)臺(tái)11以及連接上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)的支撐框架，上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)置有升降絲杠3、所述升降絲 杠3上設(shè)有針刺托臺(tái)模塊，所述針刺托臺(tái)模塊上設(shè)有可移動(dòng)的針刺注射模塊。
[0021] 上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)包括上下兩個(gè)盤狀大圓環(huán)，環(huán)內(nèi)圓邊沿折起且與相對(duì)應(yīng)型號(hào)的深溝球 軸承1，10內(nèi)圈過(guò)盈配合連接，軸承外圈可與外部支撐臺(tái)過(guò)盈連接，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的順逆 時(shí)針自由旋轉(zhuǎn)。
[0022] 支撐框架為三根支撐柱8均勻分布，連接上旋轉(zhuǎn)臺(tái)7、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)11構(gòu)成一個(gè)共同旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，上旋轉(zhuǎn)臺(tái)7圓環(huán)內(nèi)圓邊沿處固定一胸罩樣式四分之一球殼9,用以支撐乳房側(cè)面， 防止乳房受針刺推力傾斜。共同旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括與升降絲杠3上下端固定的上下兩個(gè)小轉(zhuǎn) 臺(tái)2,6,所述兩大圓環(huán)邊緣的上下對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有兩個(gè)軸承孔，所述兩個(gè)小轉(zhuǎn)臺(tái)2,6與所 述兩個(gè)軸承孔通過(guò)深溝球軸承1，10連接。所述升降絲杠3固定于兩小轉(zhuǎn)臺(tái)之間，并能夠帶 動(dòng)所述針刺托臺(tái)模塊上下移動(dòng)。
[0023] 針刺托臺(tái)模塊包括與升降絲杠配合的托臺(tái)螺母5,固定在所述托臺(tái)螺母5上的進(jìn) 針絲杠13,以及與所述進(jìn)針絲杠13相配合的滑臺(tái)螺母14,所述滑臺(tái)螺母14上固定有針刺 注射模塊。所述針刺注射模塊可隨著滑臺(tái)螺母14沿著所述進(jìn)針絲杠13前后移動(dòng)。
[0024] 針刺注射模塊包括外殼12,橡膠彈簧滑塊16,以及針芯17。所述外殼12內(nèi)部開 有圓形孔，與所述橡膠彈簧滑塊16滑動(dòng)配合，用以支撐所述橡膠彈簧滑塊16的水平姿態(tài)。 所述橡膠彈簧滑塊16的前端連接所述針芯17,后端與絲的一端連接，絲的另一端繞在電機(jī) 上，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)彈簧壓縮、釋放，實(shí)現(xiàn)所述針芯推送藥物粒子。
[0025] 手術(shù)之前，病人俯臥在上部支撐框架上面，病灶所在的乳房置于四分之一球殼9 內(nèi)，如圖1，該圖中穿刺針4將在手術(shù)中正對(duì)病患部位。在手術(shù)中，進(jìn)針之前應(yīng)該先進(jìn)行進(jìn)針 方向調(diào)整。從相應(yīng)的手術(shù)圖像導(dǎo)航系統(tǒng)中獲取病患部位信息，并實(shí)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)器人姿 態(tài)調(diào)整，調(diào)整分為兩個(gè)方向，即堅(jiān)直方向和水平方向的進(jìn)針姿態(tài)調(diào)整。
[0026] 堅(jiān)直方向的調(diào)整為所述針刺托臺(tái)模塊整體的上下平動(dòng)，如圖1和2所示，所述平 動(dòng)自由度的調(diào)整主要依靠升降絲杠3完成，所述升降絲杠3兩端分別通過(guò)軸承支撐于上下 部小轉(zhuǎn)臺(tái)2、6,在所述升降絲杠3的下端刻有繞絲槽，兩根傳動(dòng)絲分別正反繞在所述繞絲槽 中，另一端由同一電機(jī)A提供拉力。這樣通過(guò)遠(yuǎn)程電機(jī)帶動(dòng)絲，從而可以實(shí)現(xiàn)所述升降絲 杠3的正反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)時(shí)，托臺(tái)螺母5會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，這樣整個(gè)針刺托臺(tái)模塊就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)；反轉(zhuǎn) 時(shí)，托臺(tái)螺母5會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，這樣整個(gè)針刺托臺(tái)模塊也會(huì)隨著向下運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)上升或下 降達(dá)到堅(jiān)直方向姿態(tài)調(diào)整目的。
[0027] 水平方向的姿態(tài)調(diào)整包括兩個(gè)自由度的調(diào)整，分別是機(jī)構(gòu)整體在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng) 和托臺(tái)螺母5的左右擺動(dòng)，其中所述水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度：如圖1和3,兩根傳動(dòng)絲一端 分別正反繞于下旋轉(zhuǎn)臺(tái)11外沿，另一端分別繞于同一電機(jī)B，電機(jī)B通過(guò)絲帶動(dòng)所述下旋轉(zhuǎn) 臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)，由支撐柱8帶動(dòng)上旋轉(zhuǎn)臺(tái)7同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使穿刺針對(duì)準(zhǔn)病灶。由于乳房?jī)?nèi)側(cè)空間 過(guò)小，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度受到限制，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)側(cè)部分成為工作盲區(qū)，故需要有一個(gè)左右擺動(dòng) 的自由度。當(dāng)病灶位于內(nèi)側(cè)"工作盲區(qū)"時(shí)，先通過(guò)所述水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度進(jìn)行調(diào)整， 使旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)至最內(nèi)側(cè)，再調(diào)整所述托臺(tái)螺母5的左右擺動(dòng)自由度：如圖2和3,，兩根傳動(dòng)絲 的一端分別正反繞在下部小轉(zhuǎn)臺(tái)6的外沿，另一端分別繞于同一電機(jī)C上，電機(jī)C通過(guò)絲帶 動(dòng)所述下小轉(zhuǎn)臺(tái)6轉(zhuǎn)動(dòng)，由升降導(dǎo)柱15帶動(dòng)上部小轉(zhuǎn)臺(tái)2進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，此時(shí)所述針刺托 臺(tái)模塊和所述針刺注射模塊也將隨之左右擺動(dòng)。通過(guò)所述水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和所述托臺(tái)螺母 5的左右擺動(dòng)達(dá)到水平方向上姿態(tài)調(diào)整的目的。
[0028] 在姿態(tài)調(diào)整完畢后，進(jìn)行針刺進(jìn)針。所述針刺進(jìn)針運(yùn)動(dòng)：如圖3和4所示，兩根傳 動(dòng)絲一端分別正反繞于進(jìn)針絲杠13的尾部繞線槽中，另一端分別繞于同一電機(jī)D，電機(jī)D通 過(guò)絲帶動(dòng)進(jìn)針絲杠13轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)針絲杠13通過(guò)絲杠螺母配合驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)螺母14前后運(yùn)動(dòng)，與 滑臺(tái)螺母14相連的針刺注射模塊也將實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)乳房病變部位的進(jìn)針 和退針。
[0029] 最后，針刺注射系統(tǒng)進(jìn)行藥物粒子的注射。如圖4和5,其中圖5是針刺注射系統(tǒng) 的左視圖和剖面圖。橡膠彈簧16前端與針芯17固定連接，后端連接傳動(dòng)絲的一端，絲的另 一端繞在電機(jī)E上，當(dāng)整個(gè)所述針刺注射系統(tǒng)隨滑臺(tái)螺母14的進(jìn)針運(yùn)動(dòng)刺入乳房病變部位 后，電機(jī)E通過(guò)絲帶動(dòng)彈簧壓縮、釋放，實(shí)現(xiàn)針芯推送藥物粒子進(jìn)入病變部位。
【權(quán)利要求】
1. 一種核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)本體 包括上旋轉(zhuǎn)臺(tái)、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)以及連接上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)的支撐框架，上下旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)置有升降絲 杠、所述升降絲杠上設(shè)有針刺托臺(tái)模塊，所述針刺托臺(tái)模塊上設(shè)有可移動(dòng)的針刺注射模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上下旋 轉(zhuǎn)臺(tái)包括上下兩個(gè)盤狀大圓環(huán)，環(huán)內(nèi)圓邊沿折起且與相對(duì)應(yīng)型號(hào)的深溝球軸承內(nèi)圈過(guò)盈配 合連接，軸承外圈可與外部支撐臺(tái)過(guò)盈連接，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的順逆時(shí)針自由旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述支撐框 架為三根支撐柱均勻分布，連接上旋轉(zhuǎn)臺(tái)、下旋轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)共同旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，上旋轉(zhuǎn)臺(tái)圓環(huán) 內(nèi)圓邊沿處固定一胸罩樣式四分之一球殼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的共同 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括與升降絲杠上下端固定的上下兩個(gè)小轉(zhuǎn)臺(tái)，所述兩大圓環(huán)邊緣的上下對(duì)應(yīng) 位置分別設(shè)有兩個(gè)軸承孔，所述兩個(gè)小轉(zhuǎn)臺(tái)與所述兩個(gè)軸承孔通過(guò)深溝球軸承連接，所述 升降絲杠固定于兩小轉(zhuǎn)臺(tái)之間，并能夠帶動(dòng)所述針刺托臺(tái)模塊上下移動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述針刺托 臺(tái)模塊包括與升降絲杠配合的托臺(tái)螺母，固定在所述托臺(tái)螺母上的進(jìn)針絲杠，以及與所述 進(jìn)針絲杠相配合的滑臺(tái)螺母，所述滑臺(tái)螺母上固定有針刺注射模塊，所述針刺注射模塊可 隨著滑臺(tái)螺母沿著所述針刺絲杠前后移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述核磁圖像導(dǎo)航下乳腺穿刺手術(shù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述針刺注 射模塊包括外殼，橡膠彈簧滑塊以及針芯，所述外殼內(nèi)部開有圓形孔，與所述橡膠彈簧滑塊 滑動(dòng)配合，用以支撐所述橡膠彈簧滑塊的水平姿態(tài)，所述橡膠彈簧滑塊的前端連接所述針 芯，后端與絲的一端連接，絲的另一端繞在電機(jī)上，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)彈簧壓縮、釋放，實(shí)現(xiàn) 所述針芯推送藥物粒子。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK104147689SQ201410378768
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】姜杉, 婁金龍, 毛含舟, 王雪玲 申請(qǐng)人:天津大學(xué)