CN105434032B - 一种基于叠加的椎体成形手术机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其包括有机器人本体，在机器人本体连接有主控系统，该主控系统上设置有信号接收器，其特点是：机器人本体上依次连接有置入机构、滴灌机构、转盘机构，依托于他们的可以协调动作，置入机构的推杆每次下降可将一枚叠加片从安放孔中推出并经置入管头端开口处置入椎体内，同时滴灌机构可将微量液态粘合剂在叠加片自置入管头端开口处进入椎体时滴灌至叠加片的缝隙处。能使所有叠加片连接为一个整体，避免出现叠加片移位，保持术后远期椎体高度不丢失。
Description
技术领域
本发明涉及一种手术机器人，尤其涉及一种基于叠加的椎体成形手术机器人。
背景技术
椎体成形术是一种新的脊柱微创手术，目前主要用于治疗椎体侵袭性血管瘤，骨质疏松症椎体压缩形骨折、椎体原发或转移性肿瘤等疾患治疗，可分为骨水泥和非骨水泥注入两类，前者包括经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty ，PVP）和脊柱后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）两种；后者有椎体支柱块、镍钛记忆合金椎体成形器等。由于它们存在骨水泥渗漏发生神经损伤、肺栓塞导致死亡、压缩椎体不能理想恢复等不足，我们提出了一种叠加式全高度椎体成形器（国家发明专利申请号：201210413338.0），即将多枚叠加片置入椎体，既能防止渗漏又能最大限度纠正椎体高度，恢复椎体外形及脊柱生理曲度。但叠加片不具有体内热效应，这样不利于对肿瘤引起的椎体压缩骨折的治疗。叠加片累加撑开压缩椎体时置入数目较多，不断重复操作，不仅费时繁琐增加工作强度，还有可能增加X线暴露。
有鉴于此，亟待针对上述技术问题，提供一种基于叠加的椎体成形手术机器人，既能叠加撑开压缩椎体，又能显著提高效率降低工作强度、还具有热效应功能，从而提高治疗效果。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于叠加的椎体成形手术机器人。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于叠加的椎体成形手术机器人，包括有机器人本体，所述的机器人本体连接有主控系统，所述的主控系统上设置有信号接收器，其中：所述的机器人本体上设置有置入管，所述的置入管内设置有推杆，所述的推杆通过导管连接有滴灌机构，所述的机器人本体内设置有置入机构，所述的置入机构与置入管相连，所述的置入机构内设置有加热模块与切换头，所述机器人本体通过转盘机构连接有姿态调整机构。
进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的置入管头端分布有开口，所述的开口前设置有端板。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的加热模块包括有温控器，所述的温控器上连接有加热元件，所述加热模块的尾端分布有接头，所述的接头与切换头连接。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的置入机构，包括有主动力元件，所述的主动力元件一侧设置有主导轨，所述主导轨一侧设置有与主导轨水平分布的主丝杠，所述的主导轨、主丝杠上连接有主滑块，所述的主滑块上安装有切换头，所述的切换头上连接有推杆。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的推杆内设置有型腔，所述型腔的尾部与导管上的插头相连，所述型腔的头部呈锥形。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的滴灌机构，包括有从动力元件，所述的从动力元件一侧设置有从导轨，从导轨一侧设置有与从导轨水平分布的从丝杆，所述的从导轨与从丝杆上连接有从滑块，从滑块上连接有储存腔，所述的储存腔与导管上的插头相连。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的转盘机构包括有副动力元件，所述的副动力元件上连接有同步带，所述同步带上同时连接有转轴，转轴连接有转盘，所述的转盘上分布有安放孔，所述安放孔中设置有叠加片，所述安放孔的底部设置有弹性挡片。
更进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：所述的姿态调整机构包括有底座，所述的底座上方通过连接螺母固定有连接座，所述底座侧面分布有主支撑杆与副支撑杆，所述主支撑杆与副支撑杆的底部连接有调节座，所述调节座通过固定螺母连接有调节轴。
再进一步地，上述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其中：姿态调整机构包括有横杆，所述的横杆的头端分布有主插座，所述的主插座与插头相连接并通过主锁紧螺母固定，所述横杆的尾端分布有副插座，所述的副插座与第一动力元件相连接并通过副锁紧螺母固定，所述的第一动力元件通过第一球头关节连接有立杆，所述的立杆通过第四动力元件连接有连接座，所述的第一球头关节的下方连接有第二球头关节，所述的第二球头关节上连接有第二动力元件，所述的第一球头关节的侧面分布有第三球头关节，所述的第三球头关节上连接有第三动力元件。
本发明技术方案的优点主要体现在：置入机构、滴灌机构、转盘机构可以协调动作，置入机构的推杆每次下降可将一枚叠加片从安放孔中推出并经置入管头端开口处置入椎体内，同时滴灌机构可将微量液态粘合剂在叠加片自置入管头端开口处进入椎体时滴灌至叠加片的缝隙处。置入机构的推杆循环下降，即可使叠加片不断累加，既能彻底解决骨水泥渗漏问题杜绝骨水泥渗漏产生的相应风险，又能最大限度撑开压缩椎体，同时微量液态粘合剂凝固使叠加片片与片之间逐渐相互牢固连接，能使所有叠加片连接为一个整体，避免出现叠加片移位，保持术后远期椎体高度不丢失。再者，将推杆切换为加热模块后，可于椎体内一定区域产生热效应，用于椎体肿瘤等疾患的治疗。本发明构造合理，操作简便，便于推广使用。
附图说明
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。
图1是本基于叠加的椎体成形手术机器人的整体构造示意图。
图2是本基于叠加的椎体成形手术机器人的侧面构造示意图。
图3是本基于叠加的椎体成形手术机器人的俯视图。
图4是主控系统的构造示意图。
图5是推杆的结构示意图。
图6是转盘结构示意图。
图7是加热模块结构示意图。
图8是采用球头关节的整体构造示意图。
图9是采用球头关节的侧面构造示意图。
图10是采用球头关节的俯视图。
具体实施方式
如图1～9所示的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，包括有机器人本体1，该机器人本体1连接有主控系统4，在主控系统4上设置有信号接收器3，其与众不同之处在于：本发明所采用的机器人本体1上设置有置入管2，在置入管2内设置有推杆12。同时，为了便于实际使用，推杆12通过导管15连接有滴灌机构17。该机器人本体1内设置有置入机构6，置入机构6与置入管2相连，且置入机构6内设置有加热模块5与切换头11。并且，考虑到手术实施位置的有效调节，采用的机器人本体1通过转盘机构23连接有姿态调整机构38。再者，考虑到置入管2的使用顺利，在置入管2头端分布有开口40，开口40前设置有端板41。考虑到使用期间的加热需要，加热模块5包括有温控器42，在温控器42上连接有加热元件43，该加热模块5的尾端分布有接头44，且接头44与切换头11连接。
就本发明一较佳的实施方式来看，本发明所采用的置入机构6，包括有主动力元件7，主动力元件7一侧设置有主导轨9。该主导轨9一侧设置有与主导轨9水平分布的主丝杠8。同时，在主导轨9、主丝杠8上连接有主滑块10。考虑到切换使用的便利，主滑块10上安装有切换头11，切换头11上连接有推杆12的尾端。
进一步来看，推杆12内设置有型腔14，型腔14的尾部与滴灌机构17所属的导管15上的插头16相连，且型腔14的头部呈锥形13。具体来说，采用的滴灌机构17，包括有从动力元件18，该从动力元件18一侧设置有从导轨20，且从导轨20一侧设置有与从导轨20水平分布的从丝杆19。从导轨20与从丝杆19上连接有从滑块21。并且，从滑块21上连接有储存腔22，储存腔22与导管15上的插头16相连。
再进一步来看，本发明采用的转盘机构23包括有副动力元件24，该副动力元件24上连接有同步带25。同时，同步带25上同时连接有转轴26，转轴26连接有转盘27。并且，该转盘27上分布有安放孔28，在安放孔29中设置有叠加片30，安放孔28的底部设置有弹性挡片29。
为了实现整体姿态的最佳调节，所采用的姿态调整机构31包括有底座32，该底座32上方通过连接螺母34固定有连接座33。同时，底座32侧面分布有主支撑杆35与副支撑杆36。该主支撑杆35与副支撑杆36的底部连接有调节座37，调节座37通过固定螺母39连接有调节轴38。
结合本发明的实际使用情况来看，置入管2经椎弓根置入椎体后，再将所述调节座37与手术台45的导轨46相连接。在此期间，调节主支撑杆33、副支撑杆36、调节轴38及固定螺母39，令该机器人本体1的姿态满意后，机器人本体1的连接座33与底座32用固定螺母34连接固定牢稳。
接着，主控系统4遥操作或远程操作发出指令，信号接收器3接受到指令后，该机器人本体1的置入机构6、转盘机构23、滴灌机构17协同动作。随即，该机器人本体1的置入机构6的主动力元件7启动，带动主丝杠8和主滑块10沿主导轨9运动。推杆12下降可将叠加片30从转盘27的安放孔28中推出，让叠加片30经置入管2头端开口40处进入椎体内。同时，滴灌机构17的从动力元件18启动，带动从丝杆19和从滑块21沿从导轨20运动，可将储存腔22中的液态粘合剂经导管15和推杆型腔14挤出。
之后，当叠加片30自置入管2头端开口40处进入椎体时，微量液态粘合剂滴灌至叠加片30间的缝隙处。置入机构6的推杆12循环下降及转盘27循环转动，即可使叠加片30在椎体内不断累加。由此，既可彻底解决骨水泥渗漏问题杜绝因之产生的相应风险，又能最大限度撑开压缩椎体。同时，微量液态粘合剂凝固使叠加片相互之间牢固连接为一个整体，避免出现叠加片移位，保持术后远期椎体高度不丢失。并且，由于该机器人的工作效率的提高并采用遥操作或远程操作，可减少或避免患者及义务人员的X线暴露。并且，将推杆12切换为加热模块5后，可于椎体内一定区域产生热效应，用于椎体肿瘤等疾患的治疗。
另一个实施方式来看，考虑到不同的姿态调整需要，姿态调整机构31也包括有横杆48，该横杆48的头端分布有主插座57，主插座57与插头47相连接并通过主锁紧螺母58固定。与之对应的是，横杆48的尾端分布有副插座59，副插座59与第一动力元件53相连接并通过副锁紧螺母60固定。并且，第一动力元件53通过第一球头关节50连接有立杆49，该立杆49通过第四动力元件56连接有连接座37。同时，第一球头关节50的下方连接有第二球头关节51，且第二球头关节51上连接有第二动力元件54。再者，第一球头关节50的侧面分布有第三球头关节52，所述的第三球头关节52上连接有第三动力元件55。
这样，在实际使用时，将连接座37与手术台45的辅助导轨46连接并用固定螺母39固定牢稳。然后，主控系统4发出指令，第一动力元件53，第二动力元件54，第三动力元件55，第四动力元件56协同运动。
通过上述的文字表述可以看出，采用本发明后，置入机构、滴灌机构、转盘机构可以协调动作，置入机构的推杆每次下降可将一枚叠加片从安放孔中推出并经置入管头端开口处置入椎体内，同时滴灌机构可将微量液态粘合剂在叠加片自置入管头端开口处进入椎体时滴灌至叠加片的缝隙处。置入机构的推杆循环下降，即可使叠加片不断累加，既能彻底解决骨水泥渗漏问题杜绝骨水泥渗漏产生的相应风险，又能最大限度撑开压缩椎体，同时微量液态粘合剂凝固使叠加片片与片之间逐渐相互牢固连接，能使所有叠加片连接为一个整体，避免出现叠加片移位，保持术后远期椎体高度不丢失。再者，将推杆切换为加热模块后，可于椎体内一定区域产生热效应，用于椎体肿瘤等疾患的治疗。本发明构造合理，操作简便，便于推广使用。
这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种基于叠加的椎体成形手术机器人，包括有机器人本体，所述的机器人本体连接有主控系统，所述的主控系统上设置有信号接收器，其特征在于：所述的机器人本体上设置有置入管，所述的置入管内设置有推杆，所述的推杆通过导管连接有滴灌机构，所述的机器人本体内设置有置入机构，所述的置入机构与置入管相连，所述的置入机构内设置有加热模块与切换头，所述机器人本体通过转盘机构连接有姿态调整机构。
2.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的置入管头端分布有开口，所述的开口前设置有端板。
3.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的加热模块包括有温控器，所述的温控器上连接有加热元件，所述加热模块的尾端分布有接头，所述的接头与切换头连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的置入机构，包括有主动力元件，所述的主动力元件一侧设置有主导轨，所述主导轨一侧设置有与主导轨水平分布的主丝杠，所述的主导轨、主丝杠上连接有主滑块，所述的主滑块上安装有切换头，所述的切换头上连接有推杆。
5.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的推杆内设置有型腔，所述型腔的尾部与导管上的插头相连，所述型腔的头部呈锥形。
6.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的滴灌机构，包括有从动力元件，所述的从动力元件一侧设置有从导轨，从导轨一侧设置有与从导轨水平分布的从丝杆，所述的从导轨与从丝杆上连接有从滑块，从滑块上连接有储存腔，所述的储存腔与导管上的插头相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的转盘机构包括有副动力元件，所述的副动力元件上连接有同步带，所述同步带上同时连接有转轴，转轴连接有转盘，所述的转盘上分布有安放孔，所述安放孔中设置有叠加片，所述安放孔的底部设置有弹性挡片。
8.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：所述的姿态调整机构包括有底座，所述的底座上方通过连接螺母固定有连接座，所述底座侧面分布有主支撑杆与副支撑杆，所述主支撑杆与副支撑杆的底部连接有调节座，所述调节座通过固定螺母连接有调节轴。
9.根据权利要求1所述的一种基于叠加的椎体成形手术机器人，其特征在于：姿态调整机构包括有横杆，所述的横杆的头端分布有主插座，所述的主插座与插头相连接并通过主锁紧螺母固定，所述横杆的尾端分布有副插座，所述的副插座与第一动力元件相连接并通过副锁紧螺母固定，所述的第一动力元件通过第一球头关节连接有立杆，所述的立杆通过第四动力元件连接有连接座，所述的第一球头关节的下方连接有第二球头关节，所述的第二球头关节上连接有第二动力元件，所述的第一球头关节的侧面分布有第三球头关节，所述的第三球头关节上连接有第三动力元件。
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