CN107280761B - 一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手 - Google Patents

一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，包括有机械手本体，机械手本体包括有连接机构，连接机构上安装有升降机构，升降机构通过引导支架连接有导向操作组件，导向操作组件的工作端设置有导向管，导向管的前端呈尖刺状，导向管内设置有能够弯曲的摆臂组件，摆臂组件前端的末节的壁上安装有刮片与消融刀具。由此设有独立的刮片，可将椎间隙内及突出并紧贴神经造成压迫的髓核组织彻底刮除，并杜绝产生神经的风险。整体结构简单，能适应大多数机器人的安装使用需要。可采用多种消融刀具，提升使用效果。设有独立的压力传感器，不会夹住硬膜组织。

Description

一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手
技术领域
本发明涉及一种手术机械手，尤其涉及一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手。
背景技术
众所周知，髓核切除术是治疗腰椎间盘突出症、颈椎间盘突出症、盘源性腰痛、脊柱失稳、脊柱滑脱等疾患的重要方式，手术目的是切除椎间隙内和突出紧贴神经造成压迫的髓核组织，从而减轻或消除相应的临床症状。
目前髓核切除是以人工操作相关器具来完成的，其方式可以概括为以下三种：
1、化学方法：如胶原酶化学融核术、臭氧融核术等。
2、物理方法：如电刀切除术、射频消融术、激光修复术等。
3、机械方法：(1)髓核钳如经皮切吸术、肉眼或内窥镜下髓核钳突出髓核切除术等；(2)刮匙刮出椎间隙内的髓核组织及终板等。
但是，单一通过人工采用工具来实现，在这样或那样的不足，如：
(1)失手导致神经损伤造成瘫痪。
(2)损伤腹腔血管危及生命。
(3)操作存在死角，不易彻底切除髓核，导致术后复发。
(4)易在髓核切除同一路径反复操作，影响手术效率等。
这些方法对突出并紧贴神经造成压迫的髓核组织进行切除或消融时风险均较大，如髓核钳稍有不慎即可能钳夹或撕破硬脊膜。同时，电刀切除术、射频消融术、激光修复术等由于具有热效应，过于接近神经可能造成不可逆转的损伤。并且，由于不能过于接近硬脊膜，易造成髓核残留导致复发或影响疗效。
同时，现有技术提供了一种非内窥镜椎间盘髓核切除穿刺，201610061616.9，：包括穿刺针、后锁紧套、前锁紧套、连接套；所述后锁紧套与前锁紧套通过螺纹连接；所述后锁紧套与前锁紧套之间的空腔内有橡胶套；所述前锁紧套通过连接套与穿刺针手柄连接；所述前锁紧套与连接套之间安装有弹簧；穿刺针上的管形直针的表面有间隔排布的环形标记，各环形标记间的距离为1cm。
其目的是：可以限定光纤在精确的范围内运动，避免手术中光纤裸端进入穿刺针内部，使穿刺针温度升高，损伤到穿刺路径上的组织或神经；还可以在施术中脱离X光的持续照射，避免了X光连续透视对医生和患者造成的伤害。
但是，还是需要人工进行操作，只是进行辅助，提升人工操作中限定光纤在精确的范围内运动，还是存在操作死角。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手。
本发明的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，包括有机械手本体，其中：所述机械手本体包括有连接机构，所述连接机构上安装有升降机构，所述升降机构通过引导支架连接有导向操作组件，所述导向操作组件的工作端设置有导向管，所述导向管的前端呈尖刺状，所述导向管内设置有能够弯曲的摆臂组件，所述摆臂组件前端的末节的壁上安装有刮片与消融刀具。
进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述摆臂组件为单节可弯曲构造，或是为多节状可弯曲构造。
更进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述摆臂组件的前端设置有小环，所述小环通过弹性连接片与摆臂组件的前端的末节相连，所述小环设置有内孔，所述刮片与内孔设置有间隙，所述弹性连接片的壁上安装有压力传感器。
更进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述摆臂组件的前端安装有微型摄像头。
更进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述刮片上连接有钢丝，所述摆臂组件的后段呈空心管状构造，所述空心管状构造内分布有用于驱动摆臂组件的钢丝。
更进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述钢丝通过换向轮与驱动电机相连。
更进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述消融刀具包括电刀、射频消融刀、激光中的一种或是多种结合。
再进一步地，上述的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，其中，所述连接机构设置有夹具。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、设有独立的刮片，可将椎间隙内及突出并紧贴神经造成压迫的髓核组织彻底刮除，并杜绝产生神经的风险。
2、整体结构简单，能适应大多数机器人的安装使用需要。
3、可采用多种消融刀具，提升使用效果。
4、设有独立的压力传感器，不会夹住硬膜组织。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手的正面结构示意图。
图2是本智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手的侧面结构示意图。
图3是摆臂组件的结构示意图。
图4是本手术机械手间隙内髓核切除的工作示意图。
图5是本手术机械手突出紧贴神经髓核组织的工作示意图(摆臂组件为多节)。
图6是突出紧贴神经髓核组织的工作示意图(摆臂组件为单节)。
图中各附图标记的含义如下。
1连接机构 2升降机构
3引导支架 4导向管
5摆臂组件 6刮片
7消融刀具 8小环
9弹性连接片 10末节
11内孔 12压力传感器
13微型摄像头 14钢丝
15空心管状构造 16换向轮
17驱动电机 18夹具
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至6的一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，包括有机械手本体，其与众不同之处在于：机械手本体包括有能与机器人本体相连的连接机构1。这样，可实现大多数基于随动龙门结构的椎骨半制约脊柱手术机器人连接需要。
同时，考虑到使用期间的位移调节，连接机构1上安装有升降机构2，升降机构2通过引导支架3连接有导向操作组件。并且，本发明在导向操作组件的工作端设置有导向管4，导向管4的前端呈尖刺状，便于使用期间刺入组织。考虑到切除手术实施期间的使用便捷，导向管4内设置有能够弯曲的摆臂组件5，摆臂组件5前端的末节10的壁上安装有刮片6，其刃口适合刮除髓核组织。同时，在摆臂组件5上还设置有消融刀具7。
结合本发明一较佳的实施方式来看，考虑到实际手术期间对于残余髓核的处理需要，摆臂组件5为单节可弯曲构造，或亦可以采用多节状可弯曲构造。同时，为了便于刮片6的实际使用，在摆臂组件5的前端设置有小环8，小环8 通过弹性连接片9与摆臂组件5的前端的末节10相连。并且，小环8设置有内孔11，刮片6与内孔11设置有间隙，弹性连接片9的壁上安装有压力传感器 12。再者，为了便于操控观察，在摆臂组件5的前端安装有可弯曲微型摄像头 13。考虑到实际操作的需要，可弯曲微型摄像头13可设置一到两枚。
进一步来看，为了满足刮片6将残余髓核刮净后，能停止工作并保证神经组织安全，实现刮片6的有效运动控制，在刮片6上连接有钢丝14。具体来说，摆臂组件5的后段呈空心管状构造15，空心管状构造15内分布有用于驱动摆臂组件5的钢丝14。同时，考虑到钢丝14驱动控制的需要，采用的钢丝14通过换向轮16与驱动电机17相连。
再进一步来看，考虑到手术使用需要，采用的消融刀具7是可进行软组织切割的刀具，其可以包括电刀、射频消融刀、激光中的一种或是多种结合。
并且，考虑到使用期间连接定位需要，采用的连接机构1设置有夹具18。
本发明的工作原理如下：
通过机器人的控制系统，将该机械手的导向管4进入至人体椎间盘内合适位置。接着，可弯的曲摆臂组件5不断往复运动，将椎间内的髓核组织清理干净后，将可弯的曲摆臂组件5前端一的小环8移动至椎管内一定深度(安全深度)压紧突出残余的髓核组织。同时，通过压力传感器12控制其压力，防止突出残余的髓核组织移位。
接着，启动控制刮片6运动的驱动电机17，令刮片6往复运动。在此期间，其刃口将残余的髓核组织刮除。同时，摄像头将搔刮面的图像传至机器人的主控系统。由于髓核是无血供的组织，而硬脊膜表面分布有不规律的微血管网，当即摄像头发现搔刮面的图像由无血管状态变成有血管状态时或由较少的血管状态变成较多的血管网时，刮片6可在软件的控制下即自动停止工作，从而实现智能控制手术操作。
最终，刮片6将残余髓核刮净后停止工作并保证神经组织安全。
实施例一：采用定距离方式。
采用的可弯的曲摆臂组件5为单节状结构，单节与其后段的导向管4通过轴或自身材料变细连接。由此，可通过轴或变细的自身材料弹性形变以便单节进行运动。同时，可弯曲的摆臂组件5单节前端所设置的小环8为金属材质，微型摄像头13安装在可弯的曲摆臂组件5单节及其后段的导向管4内。这样，能够将可弯曲的摆臂组件5前端的小环8移动至椎管内一定深度(安全深度) 压紧突出残余的髓核组织，并通过压力传感器12控制其压力，防止突出残余的髓核组织移位。
之后，启动刮片6运动的驱动电机17，令刮片6往复运动，其紧贴神经刮净髓核组织的过程中摄像头监控。由于髓核是无血供、结构无规律的组织，而硬脊膜表面分布有不规律的微血管网，后纵韧带纤维走向具有一定的规律，当摄像头发现搔刮面的图像由无血管状态变成有血管状态时，或由较少的血管状态变成较多的血管网时，或者搔刮面组织结构由不规律转变为较为有一定规律时，通过智能学习，令刮片6在软件的控制下即自动停止工作。从而，实现智能控制手术操作，并保证神经组织的安全。
实施例二：采用定压力方式。
采用多节状结构的可弯的曲摆臂组件5，多节结构的每一节之间及与其后段的导向管4通过轴或自身材料变细连接。这样，可通过轴或变细的自身材料弹性形变以便单节进行运动。同时，可弯曲的摆臂组件5的单节前端设置的小环8 为透明材质，微型摄像头13安装在可弯的曲摆臂组件5的单节及其后段的导向管4外。
使用期间，将可弯曲的摆臂组件5前端的小环8移动至椎管内一定深度(安全深度)压紧突出残余的髓核组织，并通过压力传感器12控制其压力，防止突出残余的髓核组织移位。
之后，启动带动刮片6运动的驱动电机17，令刮片6往复运动，使微型摄像头13能够清晰的观察此过程。摄像头将搔刮面的图像传至机器人的主控系统，通过智能学习，刮片6将残余髓核刮净后停止工作，实现紧贴神经刮净髓核组织的过程中即能智能可控，保证神经组织的安全。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，拥有如下优点：
1、设有独立的刮片，可将椎间隙内及突出并紧贴神经造成压迫的髓核组织彻底刮除，并杜绝产生神经的风险。
2、整体结构简单，能适应大多数机器人的安装使用需要。
3、可采用多种消融刀具，提升使用效果。
4、设有独立的压力传感器，不会夹住硬膜组织。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种智能防神经损伤突出髓核切除手术机械手，包括有机械手本体，其特征在于：所述机械手本体包括有连接机构(1)，所述连接机构(1)上安装有升降机构(2)，所述升降机构(2)通过引导支架(3)连接有导向操作组件，所述导向操作组件的工作端设置有导向管(4)，所述导向管(4)的前端呈尖刺状，所述导向管(4)内设置有能够弯曲的摆臂组件(5)，所述摆臂组件(5)前端的末节(10)的壁上安装有刮片(6)与消融刀具(7)；
所述摆臂组件(5)为单节可弯曲构造，或是为多节状可弯曲构造，所述摆臂组件(5)的前端设置有小环(8)，所述小环(8)通过弹性连接片(9)与摆臂组件(5)的前端的末节(10)相连，所述小环(8)设置有内孔(11)，所述刮片(6)与内孔(11)设置有间隙，所述弹性连接片(9)的壁上安装有压力传感器(12)；所述摆臂组件(5)的前端安装有微型摄像头(13)；
所述刮片(6)上连接有钢丝(14)，所述摆臂组件(5)的后段呈空心管状构造(15)，所述空心管状构造(15)内分布有用于驱动摆臂组件(5)的钢丝(14)，所述钢丝(14)通过换向轮(16)与驱动电机(17)相连；
所述消融刀具(7)包括电刀、射频消融刀、激光中的一种或是多种结合；
所述连接机构(1)设置有夹具(18)。
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