CN104623797A - 近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，包括穿刺针穿刺模块、放射性粒子植入模块和穿刺针旋转模块；穿刺针旋转模块包括同轴设置的穿刺针、穿刺针卡头和穿刺针旋转轮，在穿刺针旋转轮上缠绕有穿刺针旋转丝；放射性粒子植入模块包括固定筒，固定筒支撑穿刺针旋转轮，二者形成转动连接，放射粒子弹夹固定在固定筒的一侧，放射粒子弹夹与穿刺针连通，缠绕在探针驱动轮主体上的柔性探针的前部插装在穿刺针内，在探针驱动轮上缠绕有探针驱动丝；穿刺针穿刺模块包括与固定筒固接的滑块，滑块与螺旋传动机构连接，螺旋传动机构采用丝杠旋转丝带动。采用本发明进行放射性粒子植入精度高、速度快，能够降低放射性手术环境对医生的危害。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，属于医学、机械、自动化交叉的前沿学科，特别是涉及一种基于超声、CT和核磁共振等图像导航的近距离粒子植入机器人的粒子植入机构。
背景技术
随着现代医学技术的不断提高，图像导航下的永久性的放射性粒子植入的肿瘤治疗方法已经成为肿瘤治疗的一种重要方法。该方法具有创伤小，治疗准确等优势，同时结合手术机器人的定位精度高以及灵巧性强等特点来实现粒子植入治疗已成为近年来国内外的研究热点。粒子植入手术机器人可以分为穿刺针调整模块以及粒子植入模块两个部分。当前国内外的植入针的穿刺和粒子植入模块多为医生手动进行，依赖于医生的操作经验，使得粒子植入的准确度具有不确定性。同时手动植入使得手术时间变长，增加了治疗成本，还有可能对医生本人造成一定的伤害。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，采用该装置进行放射性粒子植入精度高、速度快，能够降低放射性手术环境对医生的危害。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，包括穿刺针穿刺模块、放射性粒子植入模块和穿刺针旋转模块；所述穿刺针旋转模块包括依次同轴设置的穿刺针、穿刺针卡头和穿刺针旋转轮，在所述穿刺针旋转轮上缠绕有穿刺针旋转丝，所述穿刺针安装在所述穿刺针卡头上，所述穿刺针卡头固定在所述穿刺针旋转轮的前端；所述放射性粒子植入模块包括固定筒、放射粒子弹夹、柔性探针、探针驱动丝和探针驱动轮及其支撑架；所述固定筒的前端部支撑所述穿刺针旋转轮的后端部，二者形成转动连接，所述放射粒子弹夹固定在所述固定筒的一侧，所述放射粒子弹夹与所述穿刺针连通，所述柔性探针的前部插装在所述穿刺针内，所述柔性探针的后部伸出在所述固定筒之外并缠绕在所述探针驱动轮的主体上，所述探针驱动轮由所述支撑架支撑，所述支撑架与所述固定筒的后端固接，所述探针驱动轮设有延伸在所述支撑架之外的动力输入端，在所述动力输入端上缠绕有所述探针驱动丝；所述穿刺针穿刺模块包括底板、滑块和丝杠，所述丝杠穿装在所述滑块内，二者通过螺纹连接，所述丝杠由前后两块丝杠支撑板支撑，两块所述丝杠支撑板固定在所述底板上，在所述丝杠的动力输入端上缠绕有丝杠旋转丝，所述滑块与所述底板滑动连接，所述固定筒固接在所述滑块上，所述固定筒与所述丝杠平行设置；所述穿刺针穿越位于前部的所述丝杠支撑板穿装在穿刺针支撑板内，所述穿刺针支撑板固定在所述底板的上表面前端。
所述固定筒位于所述丝杠的正下方。
所述穿刺针卡头与所述穿刺针旋转轮的前端部通过连接螺纹连接。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明作为手术机器人的末端执行器，能够将放射性粒子植入到病变部位，为手术机器人精度更高，更为便捷的新型末端执行器。该发明可以替代医生进行实时导航下的放射性粒子的植入。克服了传统手术过程中植入速度慢，植入位置不准确的弊端，能够极大程度地提高粒子植入的速度、精度、手术的成功性和完善性，从而为新型机器人辅助微创外科手术开辟了一条新的途径。
该粒子植入装置的具体优点如下：其一，该装置采用螺旋传动来实现针的进给和粒子的植入，使得整体结构更加紧凑，并且具有更好的兼容性，能够应用于核磁和CT环境下，为实时的图像导航提供可能；其二，能够在穿刺针位置调整完毕后，自动实现针穿刺进病灶部位并实现粒子的植入，整个过程能够在实时图像导航下进行，具有治疗准确性高的优点；其三，整个过程能够实现全自动，大大减少了治疗时间，降低了治疗费用，减少了患者的痛苦；其四，医生可以实现对机器人的远程控制，避免自身受到辐射伤害。综上所述，本发明具有反应速度快，执行精度高，能够根据肿瘤的位置实现针的穿刺，到达肿瘤位置后自动植入粒子，降低放射性手术环境对医生的危害，便于快速、准确操作，减少病人痛苦，方便医生手术，且便于实现粒子植入的标准化和规范化等特点，能够广泛用于各种图像导航下了放射性粒子植入手术中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的放射性粒子植入模块和穿刺针旋转模块示意图。
图中：1、穿刺针支撑板；2、底板；3、丝杠支撑板；4、滑块；5、丝杠；6、丝杠支撑板；7、丝杠旋转丝；8、穿刺针；9、放射粒子弹夹；10、固定筒；11、探针驱动丝；12、探针驱动轮；13、柔性探针；14、穿刺针旋转丝；15、穿刺针旋转轮；16、穿刺针卡头；17、支撑架。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，包括穿刺针穿刺模块、放射性粒子植入模块和穿刺针旋转模块。
所述穿刺针旋转模块包括依次同轴设置的穿刺针8、穿刺针卡头16和穿刺针旋转轮15，在所述穿刺针旋转轮15上缠绕有穿刺针旋转丝14，所述穿刺针8安装在所述穿刺针卡头16上，所述穿刺针卡头16固定在所述穿刺针旋转轮15的前端。
上述穿刺针旋转模块主要实现穿刺针在穿刺过程中的自身旋转。穿刺针8安装在穿刺针卡头16上，穿刺针卡头16与穿刺针旋转轮15连接在一起。穿刺针旋转丝14缠绕在穿刺针旋转轮15上，通过穿刺针旋转丝14带动穿刺针旋转轮15转动，从而实现穿刺针8的旋转。
所述放射性粒子植入模块包括固定筒10、放射粒子弹夹9、柔性探针13、探针驱动丝11和探针驱动轮12及其支撑架17；所述固定筒10的前端部支撑所述穿刺针旋转轮15的后端部，二者形成转动连接；所述放射粒子弹夹9固定在所述固定筒10的一侧，所述放射粒子弹夹9与所述穿刺针8连通；所述柔性探针13的前部插装在所述穿刺针8内，所述柔性探针13的后部伸出在所述固定筒10之外并缠绕在所述探针驱动轮12的主体上，所述探针驱动轮12由所述支撑架17支撑，所述支撑架17与所述固定筒10的后端固接，所述探针驱动轮12设有延伸在所述支撑架17之外的动力输入端，在所述动力输入端上缠绕有所述探针驱动丝11。
上述放射性粒子植入模块主要实现放射性粒子的植入。放射性粒子放置在放射性粒子弹夹9中，粒子探针13缠绕在探针旋转轮12的主体上，探针旋转丝11缠绕在探针旋转轮12的一侧，通过探针旋转丝11带动探针旋转轮12旋转，实现柔性探针13沿轴向运动，将放射粒子弹夹9中的放射性粒子推入穿刺针8中，进而植入病灶部位。
所述穿刺针穿刺模块包括底板2、滑块4和丝杠5，所述丝杠5穿装在所述滑块4内，二者通过传动螺纹连接，所述丝杠5由前后两块丝杠支撑板3、6支撑，两块所述丝杠支撑板3、6固定在所述底板2上，在所述丝杠5的动力输入端上缠绕有丝杠旋转丝7，所述滑块4与所述底板2滑动连接。
所述固定筒10固接在所述滑块4上，所述固定筒10与所述丝杠7平行设置。所述穿刺针8穿越位于前部的所述丝杠支撑板3穿装在穿刺针支撑板1内，所述穿刺针支撑板1固定在所述底板2的上表面前端。用穿刺针支撑板1支撑穿刺针8的前部。
上述穿刺针穿刺模块主要实现将穿刺针8穿刺到病灶部位。通过缠绕在丝杠5上的丝杠旋转丝7带动丝杠5旋转，通过螺旋传动机构实现滑块4的前进与后退，进而实现与滑块4相连的穿刺针8的穿刺运动。固定在底板2上的丝杠支撑板3、6用于支撑丝杠5。穿刺针支撑板1用于减小穿刺针在穿刺过程中的受力变形，提高穿刺针的刚度。
在本实施例中，所述固定筒10位于所述丝杠5的正下方。以使整体结构更加紧凑、稳定。在本实施例中，所述穿刺针卡头16与所述穿刺针旋转轮15的前端部通过连接螺纹连接。
本发明共可完成三个主要运动：其一是穿刺针的移动：由螺旋传动机构实现，通过丝传动的方式带动丝杠旋转，实现与滑块相连的穿刺针的移动；其二是放射性粒子的植入：该运动是通过柔性探针实现的。将柔性探针旋绕在一回转体上，由缠绕在回转体上的丝带动其旋转，实现柔性探针的前进，进行粒子的植入；其三是穿刺针自身的旋转：将传动丝缠绕在穿刺针旋转轮上实现穿刺针的自身旋转。
综上所述，本发明首先通过螺旋传动机构将穿刺针刺到病灶部位，在穿刺过程中，穿刺针自身旋转，能够减小穿刺力，减小穿刺针的变形。当针尖抵达病灶部位时，柔性探针将弹夹中的粒子逐一植入到病灶部位，实现高效精确的治疗。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，其特征在于，包括穿刺针穿刺模块、放射性粒子植入模块和穿刺针旋转模块；
所述穿刺针旋转模块包括依次同轴设置的穿刺针、穿刺针卡头和穿刺针旋转轮，在所述穿刺针旋转轮上缠绕有穿刺针旋转丝，所述穿刺针安装在所述穿刺针卡头上，所述穿刺针卡头固定在所述穿刺针旋转轮的前端；
所述放射性粒子植入模块包括固定筒、放射粒子弹夹、柔性探针、探针驱动丝和探针驱动轮及其支撑架；所述固定筒的前端部支撑所述穿刺针旋转轮的后端部，二者形成转动连接，所述放射粒子弹夹固定在所述固定筒的一侧，所述放射粒子弹夹与所述穿刺针连通，所述柔性探针的前部插装在所述穿刺针内，所述柔性探针的后部伸出在所述固定筒之外并缠绕在所述探针驱动轮的主体上，所述探针驱动轮由所述支撑架支撑，所述支撑架与所述固定筒的后端固接，所述探针驱动轮设有延伸在所述支撑架之外的动力输入端，在所述动力输入端上缠绕有所述探针驱动丝；
所述穿刺针穿刺模块包括底板、滑块和丝杠，所述丝杠穿装在所述滑块内，二者通过传动螺纹连接，所述丝杠由前后两块丝杠支撑板支撑，两块所述丝杠支撑板固定在所述底板上，在所述丝杠的动力输入端上缠绕有丝杠旋转丝，所述滑块与所述底板滑动连接，所述固定筒固接在所述滑块上，所述固定筒与所述丝杠平行设置；所述穿刺针穿越位于前部的所述丝杠支撑板穿装在穿刺针支撑板内，所述穿刺针支撑板固定在所述底板的上表面前端。
2.根据权利要求1所述的近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，其特征在于，所述固定筒位于所述丝杠的正下方。
3.根据权利要求1所述的近距离图像导航全自动放射性粒子植入装置，其特征在于，所述穿刺针卡头与所述穿刺针旋转轮的前端部通过连接螺纹连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150520 |