本發(fā)明涉及醫(yī)療輔助設(shè)備，具體公開了面向經(jīng)皮腎鏡手術(shù)的自動(dòng)穿刺機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)俗稱“打孔取石”，是通過患者腰部0.5cm左右的切口，建立取石通道，置入腎鏡，通過超聲、氣壓彈道或是鈥激光等碎石設(shè)備進(jìn)行碎石，適用于腎內(nèi)大結(jié)石、輸尿管上段結(jié)石等癥狀，在治療腎結(jié)石及輸尿管上端結(jié)石方面與輸尿管鏡技術(shù)及體外沖擊波碎石共同成為結(jié)石主要的治療方法，可以使腎結(jié)石免除開刀手術(shù)?，F(xiàn)有的醫(yī)生在為患者做穿刺手術(shù)時(shí)，通過ct、x光機(jī)等醫(yī)學(xué)影像引導(dǎo)定位體表穿刺點(diǎn)，然后由醫(yī)生依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)徒手進(jìn)行穿刺手術(shù)，而對于經(jīng)驗(yàn)不夠豐富的醫(yī)生，穿刺過程中還會(huì)在x射線引導(dǎo)下調(diào)整進(jìn)針方向直至到達(dá)目標(biāo)位，此時(shí)過分依賴于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)，無法準(zhǔn)確判斷是否已經(jīng)到達(dá)最佳穿刺點(diǎn)，不僅造成了很大的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，也由于需要不停的反復(fù)通過ct等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備多次調(diào)節(jié)驗(yàn)證，直至到達(dá)目標(biāo)位，使患者和醫(yī)務(wù)人員長時(shí)間地暴露在x射線下，造成了醫(yī)務(wù)人員受到了不必要的輻射傷害，而且穿刺效率較低。

2、為解決不必要的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的問題，市場中的面向經(jīng)皮腎鏡手術(shù)的自動(dòng)穿刺機(jī)器人采用機(jī)器人代替醫(yī)生徒手進(jìn)行手術(shù)操作，具有一定的市場占比。

3、經(jīng)檢索，公開號為cn208552018u的專利公開了機(jī)器人輔助穿刺裝置，用于獲取穿刺對象的病灶影像和軟組織影像并發(fā)送至主控裝置的醫(yī)學(xué)影像獲取裝置；用于根據(jù)醫(yī)學(xué)影像獲取裝置發(fā)送的穿刺對象的病灶影像和軟組織影像進(jìn)行處理，得到規(guī)劃后的穿刺路徑，并控制穿刺執(zhí)行裝置沿穿刺路徑進(jìn)行移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穿刺的主控裝置，主控裝置分別與醫(yī)學(xué)影像獲取裝置和穿刺執(zhí)行裝置信號連接；穿刺執(zhí)行裝置包括穿刺針和帶動(dòng)穿刺針移動(dòng)的穿刺動(dòng)力組件。該裝置可實(shí)現(xiàn)對病灶的自動(dòng)穿刺，提高穿刺效率，且減少醫(yī)護(hù)人員的輻射危害。

4、基于以上檢索，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中采用穿刺機(jī)器人來代替醫(yī)生徒手進(jìn)行手術(shù)的操作方式雖然解決了不必要的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)問題，但是整個(gè)穿刺機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍較為局限，無法實(shí)現(xiàn)更多角度的調(diào)節(jié)操作，整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行程序和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使其不利于安裝，因此提出面向經(jīng)皮腎鏡手術(shù)的自動(dòng)穿刺機(jī)器人以改善上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是整個(gè)穿刺機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍較為局限，無法實(shí)現(xiàn)更多角度的調(diào)節(jié)操作。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了面向經(jīng)皮腎鏡手術(shù)的自動(dòng)穿刺機(jī)器人，包括：

3、醫(yī)學(xué)影像ct機(jī)，所述醫(yī)學(xué)影像ct機(jī)上安裝有支撐架，支撐架上安裝有ct機(jī)床；

4、底框，所述底框固定安裝在所述ct機(jī)床上；

5、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在所述底框內(nèi)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一端設(shè)置有翻轉(zhuǎn)架，所述底框的一端開設(shè)有供翻轉(zhuǎn)架活動(dòng)的開口；

6、x軸移動(dòng)平臺，所述x軸移動(dòng)平臺安裝在所述翻轉(zhuǎn)架上；

7、y軸移動(dòng)平臺，所述y軸移動(dòng)平臺安裝在所述x軸移動(dòng)平臺的移動(dòng)端，且y軸移動(dòng)平臺的移動(dòng)端固定安裝有移動(dòng)架；

8、z軸移動(dòng)平臺，所述移動(dòng)架的一端設(shè)置有帶動(dòng)所述z軸移動(dòng)平臺旋轉(zhuǎn)的第一x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述z軸移動(dòng)平臺的移動(dòng)端固定安裝有第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

9、安裝架，所述安裝架固定安裝在所述第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)端；

10、所述安裝架的底部固定有安裝框，且安裝框的兩端中間位置均開設(shè)有第一安裝孔，第一安裝孔的內(nèi)壁均通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，安裝框的一端外壁固定安裝有用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)軸的一端之間固定安裝有針座，且針座上開設(shè)有等距離分布的布針孔，所述布針孔的頂部均固定有限位環(huán)，且布針孔和限位環(huán)的內(nèi)部穿插有穿刺針，所述布針孔的中間位置設(shè)置有鎖止組件。

11、通過以上技術(shù)方案：使得整個(gè)穿刺機(jī)器人形成x軸、y軸、z軸方向的平移機(jī)構(gòu)以及x軸、y軸和z軸方向上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為一體的自動(dòng)穿刺機(jī)器人機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)自主進(jìn)針的操作過程，運(yùn)動(dòng)范圍廣、行程大、角度自由，能夠?qū)崿F(xiàn)穿刺針多種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的需要。

12、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述鎖止組件包括開設(shè)在布針孔中間位置的連接孔，且連接孔的一端與其中一個(gè)轉(zhuǎn)軸的一端貫穿開設(shè)有螺紋孔，螺紋孔的內(nèi)壁螺接有螺紋桿，所述螺紋桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于鎖定穿刺針的夾緊膠座，且夾緊膠座位于連接孔內(nèi)。

13、通過以上技術(shù)方案：實(shí)現(xiàn)對不同穿刺針進(jìn)行固定操作，方便自主進(jìn)針操作。

14、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述布針孔均穿過針座的中心，且布針孔的直徑逐漸減小。

15、通過以上技術(shù)方案：便于放置不同的穿刺針，形成多組穿刺針的安裝結(jié)構(gòu)。

16、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述底框另一端內(nèi)壁的第一氣缸，且第一氣缸的活塞端固定安裝有活動(dòng)臺，活動(dòng)臺的一側(cè)兩端均固定有齒條板，所述開口的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)輥，且翻轉(zhuǎn)架固定在轉(zhuǎn)輥上，轉(zhuǎn)輥的外壁兩端均開設(shè)有等距離呈環(huán)形分布的第一齒槽，第一齒槽與齒條板嚙合。

17、通過以上技術(shù)方案：使得整個(gè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)具有直接翻轉(zhuǎn)出ct機(jī)床的功能，方便患者在ct機(jī)床上的進(jìn)出，并能夠微調(diào)節(jié)整個(gè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的角度，使得穿刺針具有z軸方向上的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能。

18、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述活動(dòng)臺的底部兩側(cè)均開設(shè)有滑槽，且底框的底部內(nèi)壁固定安裝有卡接在滑槽內(nèi)的第一滑軌。

19、通過以上技術(shù)方案：能夠保證活動(dòng)臺移動(dòng)的穩(wěn)定性能，使得第一齒槽與齒條板充分嚙合。

20、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述x軸移動(dòng)平臺、y軸移動(dòng)平臺和z軸移動(dòng)平臺均采用電機(jī)和螺桿驅(qū)動(dòng)來分別實(shí)現(xiàn)x軸、y軸和z軸方向上的運(yùn)動(dòng)。

21、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述第一x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在所述移動(dòng)架一端的第二安裝孔，且第二安裝孔的內(nèi)壁通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有旋轉(zhuǎn)桿，旋轉(zhuǎn)桿的一端固定有旋轉(zhuǎn)盤，z軸移動(dòng)平臺固定安裝在旋轉(zhuǎn)盤上，所述旋轉(zhuǎn)桿的外壁一側(cè)固定有齒輪，且齒輪的外壁嚙合有齒條架，移動(dòng)架靠近拐角處的外壁固定安裝有用于驅(qū)動(dòng)齒條架進(jìn)行移動(dòng)的第二氣缸。

22、通過以上技術(shù)方案：能夠帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿、旋轉(zhuǎn)盤、z軸移動(dòng)平臺旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)穿刺針進(jìn)行x軸方向上的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。

23、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述移動(dòng)架靠近拐角處的外壁頂部和底部均固定有第二滑軌，且齒條架的頂部和底部均固定有滑動(dòng)設(shè)置在第二滑軌上的滑塊。

24、通過以上技術(shù)方案：保證齒條架移動(dòng)過程中的穩(wěn)定性能，使得齒條架與齒輪充分嚙合。

25、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述z軸移動(dòng)平臺移動(dòng)端的升降臺，且升降臺的一側(cè)開設(shè)有安裝槽，安裝槽的內(nèi)壁一端安裝有軸承套，軸承套的內(nèi)壁安裝有旋轉(zhuǎn)臺，安裝架固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)臺的一側(cè)，旋轉(zhuǎn)臺的外壁一側(cè)開設(shè)有等距離呈環(huán)形分布的第二齒槽，所述升降臺上貫穿開設(shè)有與安裝槽連通的通口，且通口的內(nèi)壁插接有l(wèi)形齒條，l形齒條與第二齒槽相嚙合，所述升降臺的頂部中間位置開設(shè)有頂槽，且頂槽的內(nèi)壁固定安裝有用于帶動(dòng)l形齒條進(jìn)行活動(dòng)的第三氣缸。

26、通過以上技術(shù)方案：使得穿刺針能夠進(jìn)行x軸方向上的微旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而使得穿刺針能夠更加精確的沿穿刺路徑進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更多角度的調(diào)節(jié)操作。

27、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，還包括：

28、用于接收所述醫(yī)學(xué)影像ct機(jī)獲取穿刺對象的主控設(shè)備，所述主控設(shè)備安裝在支撐架上，所述主控設(shè)備能夠根據(jù)所述醫(yī)學(xué)影像ct機(jī)發(fā)送的穿刺對象進(jìn)行圖像處理，得到規(guī)劃后的穿刺路徑，所述主控設(shè)備用于控制x軸移動(dòng)平臺、y軸移動(dòng)平臺、z軸移動(dòng)平臺、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第一x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行，并控制穿刺針沿所述穿刺路徑進(jìn)行移動(dòng)。

29、通過以上技術(shù)方案：能夠進(jìn)行穿刺對象的定位操作，并控制整個(gè)穿刺機(jī)器人進(jìn)行自主運(yùn)行。

30、綜上所述，采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

31、1、采用上述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)架、x軸移動(dòng)平臺、y軸移動(dòng)平臺、z軸移動(dòng)平臺、第一x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等的配合組成整個(gè)面向經(jīng)皮腎鏡手術(shù)的自動(dòng)穿刺機(jī)器人結(jié)構(gòu)，并能夠在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)第一氣缸的作用下帶動(dòng)活動(dòng)臺、齒條板移動(dòng)，配合齒條板與第一齒槽的嚙合作用帶動(dòng)轉(zhuǎn)輥和翻轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)，一方面使得整個(gè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)具有直接翻轉(zhuǎn)出ct機(jī)床的功能，方便患者在ct機(jī)床上的進(jìn)出，另一方面能夠微調(diào)節(jié)整個(gè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的角度，使得穿刺針具有z軸方向上的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能，初步改變整個(gè)穿刺機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍。

32、2、采用上述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、x軸移動(dòng)平臺、y軸移動(dòng)平臺、z軸移動(dòng)平臺、第一x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠使得整個(gè)穿刺機(jī)器人形成x軸、y軸、z軸方向的平移機(jī)構(gòu)以及x軸、y軸和z軸方向上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為一體的自動(dòng)穿刺機(jī)器人機(jī)構(gòu)，使其具有6個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)自主進(jìn)針的操作過程，運(yùn)動(dòng)范圍廣、行程大、角度自由，能夠?qū)崿F(xiàn)穿刺針多種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的需要，整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行程序和結(jié)構(gòu)較為簡單，便于操作和安裝。

33、3、采用上述的第二x軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能夠在x軸方向上提供進(jìn)一步的微調(diào)節(jié)功能，使得穿刺針能夠更加精確的沿穿刺路徑進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更多角度的調(diào)節(jié)操作。

34、4、采用上述的安裝框、針座、布針孔和鎖止組件，采用多個(gè)直徑不同的布針孔放置不同的穿刺針，形成多組穿刺針的安裝結(jié)構(gòu)，并能夠在鎖止組件內(nèi)螺紋桿的作用下調(diào)節(jié)夾緊膠座在連接孔和布針孔內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)對不同穿刺針進(jìn)行固定操作，方便自主進(jìn)針操作。