CN110461257B - 受控倾斜的网格 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制针引导部的设备，其包括第一杠杆、第二杠杆、第一凸轮和第二凸轮。第一凸轮附接到第一杠杆，并且从第一杠杆延伸到针引导部下面的壳体。第二凸轮附接到第二杠杆，并且从第二杠杆延伸到针引导部下面的壳体。第一凸轮和第二凸轮中的至少一个被构造成，将来自第一杠杆和第二杠杆的旋转移动经由壳体转换为针引导部的线性移动和旋转移动两者。

Description

受控倾斜的网格

背景技术

经会阴步进器(transperineal stepper)使用网格板驱动活检针穿过会阴的预期位置(即肛门与阴囊或外阴之间的区域)。该网格板具有用于活检针的孔形成的网格图案。为了到达所有可能的预期位置，网格板必须是可移动的。网格板的移动仅限于相互垂直的X和Y方向。为了到达预期位置，网格必须能够分别在X和Y方向上单独移动。例如，5mm的孔间距需要分别在X和Y方向上移动至少2.5mm(毫米)来到达每个可能的预期位置。传统上，驱动螺杆和线性滑块用于完成单独的X移动和Y移动。驱动螺杆和线性滑块位于网格板下方的区域中，并且网格板抵靠患者放置。X方向的驱动螺杆和线性滑块独立于Y方向的驱动螺杆和线性滑块操作。

驱动螺杆位于经会阴步进器内。由于诸如驱动螺杆的部件的设计和放置，通常没有太多空间给手指来操纵驱动螺杆。此外，由于驱动螺杆和线性滑块在网格板下面，生物残留物往往直接落到驱动螺杆和线性滑块。由于网格板下面的驱动螺杆区域的空间狭小，清洁生物残留物可能是困难的。如果不清洁，生物残留物会导致驱动螺杆和线性滑块卡住。此外，驱动螺杆只能缓慢地移动线性滑块，并且可能需要多次完全的旋转螺杆来达到预期位置，即使该移动不超过几毫米。最后，由于X滑块和Y滑块必须独立工作，所以驱动螺杆和线性滑块的设计可能会比较复杂。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于控制针引导部的设备。该设备包括第一杠杆、第二杠杆、第一凸轮和第二凸轮。第一凸轮与第一杠杆附接，并且从第一杠杆延伸到针引导部下面的壳体。第二凸轮与第二杠杆附接，并且从第二杠杆延伸到针引导部下面的壳体。第一凸轮和第二凸轮中的至少一个被构造成，将来自第一杠杆和第二杠杆的旋转移动经由壳体转换为针引导部的线性移动和旋转移动两者。

根据本公开的另一个方面，该设备还包括第一装置和第二装置。第一装置与第一凸轮集成在一起，以将来自第一杠杆的旋转移动基本上水平地传递到壳体。第二装置与第二凸轮集成在一起，以将来自第二杠杆的旋转移动基本上水平地传递到壳体。

根据本公开的又一个方面，壳体包括第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮被构造成将来自第一凸轮的旋转移动经由壳体转换为线性移动。第二齿轮被构造成将来自第二凸轮的旋转移动经由壳体转换为线性移动。

根据本公开的再一个方面，针引导部是网格板。当第一杠杆和第二杠杆一起移动时，网格板基本上竖直地移动。

根据本公开的另一个方面，针引导部是网格板。当第一杠杆移动并且第二杠杆保持静止时，网格板保持围绕枢轴的位置，同时围绕该枢轴旋转。

根据本公开的又一个方面，针引导部的旋转移动使针引导部围绕一个轴线倾斜。

根据本公开的再一个方面，当第一凸轮和第二凸轮中的至少一个将来自第一杠杆和第二杠杆中的至少一个的移动经由壳体转换为针引导部的线性移动时，该轴线移动。

根据本公开的另一个方面，该设备包括经会阴步进器。

根据本公开的又一个方面，该设备包括针引导部，并且该针引导部为网格板。

根据本公开的再一个方面，通过操纵第一杠杆和第二杠杆中的至少一个来引导网格板，使得网格板中的多个孔中的一个被操纵成对准目标位置。

根据本公开的另一个方面，第一杠杆和第二杠杆设置在与针引导部下面的壳体水平偏移的位置处。

根据本公开的又一个方面，第一杠杆围绕第一轴线的小于180度的旋转以及第二杠杆围绕第二轴线的小于180度的旋转造成网格板在小于25毫米的范围内移动。

根据本公开的再一个方面，第一杠杆在第二杠杆维持静止时围绕第一轴线的旋转将网格保持在围绕枢轴的位置，同时针引导部通过第一杠杆围绕该枢轴旋转。

根据本公开的另一个方面，该设备包括成像装置，其捕获用于实时生成目标位置的图像的数据的。该成像装置可以例如是超声机器或系统，或使用电磁学将对对象的特性进行成像的另一种类似装置。

根据本公开的又一个方面，第一杠杆和第二杠杆中的至少一个的围绕轴线的移动在朝向网格的线性转换中减小。针引导部的竖直和旋转移动在目标位置的实时图像中放大。

根据本公开的一个方面，用于控制针引导部的设备包括壳体、第一凸轮、第二凸轮、第一杠杆和第二杠杆。壳体在针引导部下面。第一凸轮被构造成将旋转移动经由壳体转换为线性移动。第一凸轮包括穿过其的第一中心轴线，以及与壳体直接接触的第一栓柱。第二凸轮被构造成将旋转移动经由壳体转换为线性移动。第二凸轮包括穿过其的第二中心轴线，以及与壳体直接接触的第二栓柱。第一杠杆在与壳体水平偏移的位置附接到第一凸轮，并且被构造成使第一凸轮围绕第一中心轴线旋转，以传递第一凸轮的旋转移动。第二杠杆在与壳体水平偏移的位置附接到第二凸轮，并且被构造成使第二凸轮围绕第二中心轴线旋转，以传递第二凸轮的旋转移动。第一凸轮和第二凸轮中的至少一个被构造成，将来自第一杠杆和第二杠杆的旋转移动经由壳体转换为针引导部的线性移动和旋转移动两者。

根据本公开的另一个方面，第一中心轴线和第二中心轴线是平行线。

根据本公开的另一个方面，第一凸轮相对于壳体固定就位，以便通过第一杠杆旋转。第二凸轮相对于壳体可线性移动，并且被构造成通过第二杠杆旋转。

根据本发明的另一个方面，该设备包括定中心部件，以用于固定杠杆的距离和居中地固定一个或多个销钉，并且限制网格板的水平移动但允许网格板上下移动和旋转。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解示例性实施方式。需要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚性，可以任意增加或减小尺寸。在任何可适用的和实际的情况下，相似的附图标记指的是相似的元件。

图1是根据代表性实施方式的用于受控倾斜网格的系统的透视图。

图2是根据代表性实施方式的用于受控倾斜网格的系统的俯视图。

图3A至图3C是根据代表性实施方式的、在用于受控倾斜网格的系统中所使用的凸轮的详细前视图。

图4是根据代表性实施方式的用于受控倾斜网格的系统的侧视图。

图5是根据代表性实施方式的网格板的前视图。

图6是根据代表性实施方式的、示出了网格板的倾斜操作的另一个前视图。

图7是根据代表性实施方式的、在用于受控倾斜网格的系统中所使用的凸轮的前视图。

图8A至8C是根据代表性实施方式的、示出了网格板的升降和倾斜操作的前视图。

图9是根据代表性实施方式的、示出了用于受控倾斜网格的系统的透视图。

图10是根据代表性实施方式的、示出了集成到常规步进器/与常规步进器集成在一起的用于受控倾斜网格的系统的透视图。

图11是根据代表性实施方式的的视图，其示出了涉及用于受控倾斜网格的系统的手术中的对象的图像。

图12A至图12C是根据包括定中心部件的代表性实施方式的、示出了用于受控倾斜网格的系统的视图。

具体实施方式

在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的代表性实施方式，以便全面理解根据本教导的实施方式。可以省略对已知系统、装置、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免模糊对代表性实施方式的描述。尽管如此，在本领域普通技术人员的认知范围内的系统、装置、材料和方法属于本教导的范围，并且可以根据代表性实施方式使用它们。应理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不旨在进行限制。所限定的术语是对本教导的技术领域中通常理解和接受的所限定术语的技术和科学含义的补充。

应理解的是，尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或部件，但这些元件或部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件或部件与另一个元件或部件。因此，下面讨论的第一元件或部件可以被称为第二元件或部件，而不背离本发明概念的教导。

本文使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而并非旨在进行限制。如说明书和随附权利要求书中所用的那样，术语“一”、“一个”和“该”的单数形式意图同时包括单数和复数形式两者，除非上下文另有明确指示。此外，术语“包括”和/或“包含”和/或类似术语在本说明书中使用时指明了所述特征、元件和/或部件的存在，但不排除存在或除此以外还有一个或多个其它特征、元件、部件和/或其群组。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任何和所有组合。

除非另外指出，否则当一个元件或部件被称为“连接到”、“联接到”或“邻近”另一个元件或部件时，应理解，该元件或部件可以直接连接或联接到另一个元件或部件，或者可能存在介于中间的元件或部件。也就是说，这些和类似的术语涵盖了可以采用一个或多个中间元件或部件以连接两个元件或部件的情况。然而，当一个元件或部件被称为“直接连接”到另一个元件或部件时，这仅涵盖两个元件或部件彼此连接而没有任何中间或介于中间的元件或部件的情况。

鉴于以上所述，本公开意图通过其各种方面、实施方式和/或具体特征或子部件中的一个或多个，来揭示下面具体指出的一个或多个优点。出于解释而不是限制的目的，阐述了公开具体细节的示例性实施方式，以便完全理解根据本教导的实施方式。然而，与本公开相一致的不同于本文公开的具体细节的其它实施方式仍在随附权利要求的范围内。另外，可以省略对公知设备和方法的描述，以避免模糊对示例性实施方式的描述。这些方法和设备在本公开的范围内。

图1是根据代表性实施方式的用于受控倾斜网格的系统的透视图。在图1中，用于受控倾斜网格的系统包括两个杠杆110和两个凸轮120。网格主体130可以被提供作为用于受控倾斜网格的系统的一部分，或者可以被提供为具有网格板100，或者可以被单独提供。因此，在一个实施方式中，用于受控倾斜网格的系统包括两个杠杆110、两个凸轮120和网格主体130。一个凸轮120(即，第一凸轮)附接到一个杠杆110(即，第一杠杆)，并且从该杠杆延伸到网格板100下面的网格主体130。另一个凸轮120(即，第二凸轮)附接到另一个杠杆110(即，第二杠杆)，并且从该杠杆延伸到网格板100下面的网格主体130。如图1所示，杠杆110设置在与网格主体130基本上水平偏移的位置处，诸如偏移八或十二英寸。此外，两个凸轮120的轴线可以是平行线，并且可以都位于同一水平面中。即使不是完全平行的，两个凸轮120的轴线也是基本上平行的，而且可能都非常接近水平。

网格主体130可以是内部容纳可移动部件(未显示)的壳体。可移动部件竖直向上传递运动，以使网格板100竖直移动，或者通过在竖直和水平两个方向上的移动使网格板100倾斜。图1中的网格板100是针引导部，它在手术中将针精确地引导至期望的位置。

基线坐标系如图1所示，其中X方向可被认为是宽度，Y方向可被认为是高度，Z方向可被认为是深度。两个杠杆110用于使相应的凸轮120旋转，并且凸轮120的旋转被转换为网格主体130中的成对部件的竖直移动。凸轮120的旋转可以是图1所示的最外侧部分的旋转，但更通常地，该旋转例如是作为凸轮120的内部部件的线性螺杆的旋转。网格主体130中的部件的竖直移动可以是同样大小的(相等的)且同步的，以便网格主体130同时竖直移动。凸轮120内部的线性螺杆可以是与每个凸轮120集成在一起的单独装置，并且其将来自杠杆110的旋转移动通过凸轮120水平地传递到网格主体130。

尽管凸轮120内部的线性螺杆在上文中被描述为与每个凸轮集成在一起的单独装置，但这种单独装置不一定是线性螺杆，反而可以例如是弹簧负载制动片。可以使用通过摩擦来传递旋转的任何类似的替代装置，尤其只要是旋转(即，来自第一杠杆和第二杠杆的旋转)没有被传递到壳体即可。换句话说，只要替代装置将来自杠杆的旋转传递成摩擦，而没有最后使壳体旋转，该替代装置就可以起作用。

在一个实施方式中，网格主体130中的部件是齿轮。网格主体130内的齿轮可以被构造成将来自凸轮120的移动(例如，旋转移动)通过网格主体130转换为线性移动(即，竖直移动)。网格主体130可以是容纳齿轮以及其它部件的壳体。网格主体130内的内部部件可以成对提供，以便一对部件中的一个部件转换来自一个凸轮120的移动，并且一对部件中的另一个部件转换来自另一个凸轮120的移动。网格主体130中的成对齿轮部件和其它部件可以导致沿着两条平行竖直线的竖直移动。

在另一个实施方式中，两个杠杆110不使凸轮120或凸轮120内的部件旋转。相反，杠杆110可用于操纵泵或其它机构，以将运动通过凸轮120转换和传递到网格主体130。

网格主体130中的部件的竖直移动也可以是单一的(unitary)，其中成对部件中的仅一个部件被驱动，或者可以是不均的，其中成对的部件以不同的速率被驱动不同的总量。如果竖直移动是单一的，则成对部件的静止部件形成静止轴线，网格板100将围绕该静止轴线旋转。如果竖直移动仅仅是不均的，则成对的部件中的一个部件形成浮动轴线，网格板100将围绕该浮动轴线旋转。在任一种情况中，当通过网格主体130中的一个或多个部件的竖直移动来驱动网格板100旋转时，网格板100的移动可以是在Y方向上线性的，或者是在X和Y平面中围绕固定轴线旋转的，或者是在Y方向上线性并且在X和Y平面中围绕移动轴线旋转的。

在图1中，示出网格板100包括孔的阵列。这些孔是针引导部，针可以穿过其放置。尽管在图1中网格板100可能看起来是简单的装置，但是网格板100可以与其它医疗设备结合使用，以用于需要对例如针的极其精确的控制的医疗手术。如本公开的开头部分所阐述的，手术可能在会阴区域(即，肛门与阴囊或外阴之间的区域)进行，并且经会阴步进器可与网格板100一起使用，以驱使活检针穿过会阴的预期位置。

图2是根据代表性实施方式的、用于受控倾斜网格的系统的前视图。在图2中，箭头向上指，以示出杠杆110要移动的方向。当两个杠杆110一起相等地移动时，网格主体130被提升。当一个杠杆110比另一个杠杆110移动得少时，网格主体130被提升并旋转，从而形成浮动轴线，网格主体130围绕该浮动轴线旋转。当一个杠杆110保持静止以形成轴线同时另一个杠杆110驱动网格板100围绕该轴线旋转时，网格主体130仅旋转。

在图2的前视图中，示出每个凸轮120包括两个小圆圈。该圆圈表示形成在每个凸轮120前面的栓柱121、122和止动器131、132。栓柱121、122形成在凸轮120上或与凸轮120形成在一起，并用于驱动网格主体130的内部部件，通过凸轮120的旋转，该内部部件被竖直驱动。止动器131、132形成网格主体130的一部分，并且当栓柱121、122旋转到达止动器131、132时，止动器131、132使凸轮120的旋转停止。

从图2中的视图可以看出，杠杆110能够旋转不超过180度，并且更可能受限于经过大概120度的运动。与网格板100的轻微增量移动相比，杠杆110的旋转移动可以是放大的。例如，一个杠杆110的小于180度的旋转和另一个杠杆110的小于180度的旋转可以转换成网格板100在小于25毫米的范围内的竖直移动。

如上所述，杠杆110同时且相等地旋转小于180度造成网格板100在小于25毫米的范围内的竖直移动，诸如在1到10毫米之间的竖直移动。例如，每个杠杆110旋转60度可以造成网格板100在1到10毫米之间的竖直移动。出于实用目的，杠杆110可以仅被设计成移动最多120度，并且网格板100可以被限制为水平移动不超过25毫米并且竖直移动不超过10毫米。凸轮120的完整有效旋转可为180度，并且网格板100的移动范围可以取决于凸轮120的尺寸。

图3A至图3C是根据代表性实施方式的、在用于受控倾斜网格的系统中所使用的凸轮的详细前视图。在图3A中，示出了两个凸轮120和相应的栓柱121、122。每个凸轮120有相应的轴线125a、125b。栓柱121与一个凸轮120一起围绕轴线125a旋转。栓柱122与另一个凸轮120一起围绕轴线125b旋转。当栓柱121、122被网格主体130上的止动器131，132止动时，凸轮120的旋转停止。

在图3B中，相比于图3A中的圆形栓柱121、122，使用了方形栓柱121、122。此外，5毫米的绝对竖直移动被示为每个轴线125a、125b的竖直水平与最大竖直位移之间的差。

在图3C中，示出栓柱121、122位于凸轮120的周边内，而不是如图3A和图3B所示的那样到达凸轮120的周边。另外，图3B中右侧的凸轮120示出了栓柱122围绕轴线125b的相对旋转。

图4是根据代表性实施方式的、用于受控倾斜网格的系统的侧视图。在图4中，网格板100被示为与网格主体130深度相同。然而，这并不是绝对必需的，并且网格主体130可以比网格板100明显更宽或者比网格板100明显更窄。此外，由于图4是侧视图，因此仅示出了一个凸轮120和一个杠杆110。杠杆110看起来设置在相对于凸轮120笔直向下的位置，但这是一种视觉失真，即杠杆110在默认(开始)位置处或者当旋转凸轮120时被提供在XY平面中的非竖直角度处。

在图4和其它实施方式中，示出杠杆110处于某个位置。根据用于将杠杆110的旋转移动转换为通过凸轮120的移动的机构，杠杆110可以具有它会返回的默认位置，或者杠杆110可以保持在被操作员最后放置的任何位置。例如，当在凸轮120内使用线性螺杆机构以将杠杆110的旋转移动转换成和传递到网格主体130中的竖直移动(即，上/下移动)时，杠杆110可以在最后位置处保持静止。然而，在使用凸轮120内的泵、或使用重量较重的杠杆110的实施方式中，杠杆110可以被设计成在每次使用之后返回相同的位置。

图5是根据代表性实施方式的网格板的前视图。在图5中，网格板100中的两个孔被标记为“1”和“2”，并且它们被放置在黑色标记附近，该黑色标记标示将要进行涉及针头的手术的对象的表面上的相应位置。也就是说，被标记为“1”和“2”的孔之一必须放置在该黑色标记上。

图6是根据代表性实施方式的、示出网格板的倾斜操作的另一个前视图。在图6中，倾斜的网格板100的目标位置605由黑色点指明。第一探孔(prospect hole)651被标记为“1”，并且第二探孔652被标记为“2”。示出纸上测量棒699叠加在倾斜的网格板100上的，以反映在右侧的网格板100倾斜之后目标位置在哪里。如图所示，在右侧的网格板100使用网格主体130的传递机构133的顶部作为轴线倾斜之后，被标记为“2”的第二探孔652看起来在目标位置605上，因此在右侧没有标记目标位置605。传递机构133可以是网格主体130的内部部件，并且每个传递机构133的最上点是接触网格板100的接触点。

如图6所示，网格板100在传递机构133的最上点所形成的轴线上方倾斜，传递机构133在该点处接触网格板100。该轴线将由较低的传递机构133限定，使得网格板100将通过另一个(较高的)传递机构133的移动来旋转。传递机构133可以例如是随着凸轮20上的销钉的旋转而竖直移动的刚性杆。旋转是由于网格主体130一侧上的诸如传递机构133的部件比网格主体130另一侧上的相应部件(传递机构133)移动更多而发生的。反过来，网格主体130中的传递机构133通过凸轮120来移动，凸轮120又通过杠杆110来移动。因此，当一个杠杆110比另一个杠杆移动更多时，网格板100倾斜。如果一个杠杆110完全不移动，静止轴线将用作枢轴。如果一个杠杆110比另一个杠杆移动更多，且两个杠杆110都移动了，那么可移动轴线将用作枢轴。

图7是根据代表性实施方式的、在用于受控倾斜网格的系统中所使用的凸轮的前视图。在图7中，在网格主体130的左右两侧示出两个杠杆110。两个凸轮120被示为分别附接到不同的杠杆110，并且都从网格主体130突出并附接到网格主体130。

在图7中，孔126完全穿过每个凸轮120。孔126表示用于凸轮120内部的螺杆的螺杆孔。螺杆是一种代表性机构，以用于将来自杠杆110的转动的移动传递到在网格主体130内传递给网格板100的竖直运动。孔126中的螺丝使网格主体130与凸轮120相连。图7中的洞126可以足够大，以允许操作员插入手指或工具(如图7中的右侧)。或者，孔126的直径可能较小，并且可以紧密配合在螺杆或用于传递来自杠杆110的移动的任何其它机构周围(如图7中的左侧)。在一个实施方式中，孔126可以根本不存在。

此外，在图7中，每个凸轮120都设置有在板128上的限位销钉129。当栓柱121、122在杠杆110的旋转期间撞击销钉129时，限位销钉129限制凸轮120的移动。限位销钉129可以附接到凸轮120、与凸轮120集成在一起、集成到凸轮120、作为凸轮120的一部分、或固定附接到凸轮120。当板128固定到凸轮120时，限位销钉129通过板128固定到凸轮120。

图8A至图8C是根据代表性实施方式的、示出针对具有目标位置605的网格板的升降和倾斜操作的前视图。在图8A中，示出网格板100在网格主体130上。示出两个杠杆110处于默认位置。在图8B中，两个杠杆110提升相同的量，并且网格板100笔直向上升起而不倾斜。在图8C中，一个杠杆110比另一个杠杆提升得更多，由于右侧的杠杆110提升得更多，网格板100围绕在左下方形成的轴线向左倾斜。

在图8B中，示出当杠杆110等量提升时，网格板100笔直向上提升。向上移动是仅仅在Y方向上的移动。另一方面，虽然对本文描述的任何特定实施方式不是绝对必要的，但可以认为，仅仅在X方向上的移动是不可能的。也就是说，虽然笔直向上的移动可以通过相等地提升两个杠杆110来实现，但是在图8的实施方式中以及其它可能的实施方式中，没有仅向左或向右移动的等同能力。相反，向左或向右移动可能仅能通过例如图8C所示的倾斜来实现，该倾斜还包括竖直分量。

图9是根据代表性实施方式的用于受控倾斜网格的系统的透视图。如图9所示，杠杆110远离网格主体130放置。例如，杠杆110可以放置在与网格主体130相距10-30英寸的地方。这确保了操作杠杆110的操作员有空间操纵双手而不会受到网格主体130的干扰。这也确保了从网格板100掉落的生物材料不会掉入被操作员的手必须进行操纵的区域中，这进而使得图9中的用于受控倾斜网格的系统相对更容易清洁和保持干净。

图10是根据代表性实施方式的透视图，其示出了集成到常规步进器/与常规步进器集成在一起的用于受控倾斜网格的系统。在图10中，常规步进器与用于受控倾斜网格的系统集成在一起。因此，杠杆110位于后面，并且凸轮120穿过常规步进器。图10中的常规步进器允许对受控倾斜网格的精确控制，该精确控制的方式与对仅仅进行竖直和水平操纵的常规网格的精确控制的方式相同。超声阵列1034如图10所示定位。

图11是根据代表性实施方式的视图，其示出了涉及用于受控倾斜网格的系统的手术中的对象的图像。在图11中，屏幕上显示了四个不同的图像。左上角是超声流图像1101。目标位置1120由超声流图像1101、图像1102、交互式/目标性图像1103和图像1104中的箭头指出。目标位置1120可以是临床医生想要进行活检的位置。整个网格板100在图像1103中示出，并且水平的点线是针在超声流图像1101中的点轨迹1125。

超声流图像1101可能来自超声成像装置或用于根据电磁跟踪数据产生视图的类似成像装置。视图可以被提供在屏幕上，类似于在怀孕检查期间提供的超声图像。这些图像可用于在共同的坐标系上配准电磁跟踪数据和超声对象的实际物理特征。通过使用经配准的坐标，可以仅使用图像来引导使用网格板100所引导的针，然而，实时视频可以帮助操作员确保针行进到目标时的准确性。

图11中的图像可以反映由追踪针的移动的三维(3D)传感器所进行的追踪，这样，移动可以显示在屏幕上，以供操作员使用。三维传感器可以产生电磁图像，并且该图像可以显示网格板100是否对准正在进行手术的对象。或者，图像可以从被定位成捕获操作(包括网格主体130的定位)的摄像机获得。

通过使用图11中的图像，操作员可以看到针被引导穿过网格板100进入对象。虽然理论上操作员可以依靠超声和MRI图像而无须观看视实时视频，但用于生成图像1101、1102、1103、1104的实时视频可以帮助操作者确认针正在被正确地引导，即使操作员使用包括本文描述的用于受控倾斜网格的系统的精密机械。诸如MRI图像的图像可适用于现有的广义三维模型，以生成具体关于正在进行手术的对象的详细分段模型。例如，ZAGORCHEV等人于2015年5月28日发表的美国专利申请公开文本No.2015/0146951中描述了，针对来自对象的结构性MRI数据，调整三维的形状受约束的可变形脑部模型，以产生脑部扫描的分段的示例，该专利申请的全部内容通过引用结合到本文中。

图12A至图12C是示出包括定中心部件1240的实施方式中的设备的视图。由于凸轮120的距离在使用时会改变，所以网格主体130上的一个孔必须有插槽1241，该插槽使凸轮120能够在距离变化时均匀地移动。这造成了一个重大的困难，当两个杠杆臂同时提升时，网格板100不仅竖直而且水平地行进。这可能会使用户非常困惑，并使设备更难使用。如图12A所示，定中心部件1240是具有开口1242和1243的细长板。定中心部件1240可以固定杠杆臂110的距离并且一个或多个销钉可以插在定中心部件1240的开口1242中，以居中地固定网格主体130，从而固定网格板100的水平移动，但允许网格主体130和网格板100的上下移动和旋转。通过对该设备的这种添加，当杠杆臂110同时提升时，网格板100仅竖直地行进。

图12A是包括以下的透视图：杠杆110；凸轮120；定中心部件1240；定中心部件1240中用于容纳凸轮120的开口1243；定中心部件1240中用于(多个)销钉的开口1242，其居中地固定网格主体130，从而固定网格板100的水平移动。定中心部件1240安装在凸轮120和网格主体130之间。在图12A的设备中，单个凸轮120可以设定网格主体130的向左和向右移动。单个销钉可以用来替换图7所示的限位销钉129。添加定中心部件1240并不会改变该设备能够使网格板100竖直移动并且使网格板100向左或向右倾斜的能力，但网格主体不能线性地向左或向右移动。图12B是其中网格板100就位的透视图。图12C是杠杆110、网格主体130和网格板100的后视图。

本文所示的用于受控倾斜网格的系统可以例如完全由塑料材料制成。或者，材料可以包括钛。一般而言，当用于受控倾斜网格的系统在磁共振成像(MRI)设备周围使用时，该用于受控倾斜网格的系统应由对于包括MRI设备的环境而言适当的材料制成。

本文在经会阴手术的背景下描述了用于受控倾斜网格的系统。然而，许多不同的医疗应用使用针引导器来驱动医疗针到达预期位置。使用本文描述的杠杆110为操作员提供了调整手指的空间。一般情况下，通过使用本文描述的用于受控倾斜网格的系统，线性的X和Y移动被替换成网格板100的倾斜移动。用于受控倾斜网格的系统实际上是更简单的设计，并且由于杠杆110和凸轮120的相对放置，因此允许进行更快的操纵。

例如，网格板100中的孔可以间隔5mm。如所描述的，杠杆110的使用导致杠杆110的相对较大的移动与网格板100的相对较小且精密的移动之间的移动幅度减小。另一方面，使用诸如超声或MRI成像装置(或在某个实施方式中是摄像机)可以放大例如图11中所示的图像中的移动。因此，可以控制手的移动，以允许杠杆110和网格板100之间的精确转换，而放大的成像可以用于确保操作者在手术过程中没有困难地看到受针头影响的区域。

此外，用于受控倾斜网格的系统可以被设置成没有需要操作者转动的任何螺杆。替代的是，杠杆110应该易于抓握和操纵。

凸轮120可以是轮形凸轮(cam wheel)。在一个实施方式中，一个凸轮120可以固定在只允许旋转的位置，而另一个凸轮120可以被允许同时旋转和线性滑动。当杠杆110移动时，凸轮120上的栓柱121、122之间的距离会改变，因此为了保证杠杆110的可操纵性，允许一个凸轮120在z方向上线性滑动。

此外，虽然本文将网格板100描述为针引导部，但受到用于受控倾斜网格的系统操纵的针引导部实际上并不一定是网格。例如，针引导部可以设置有单个孔或仅有几个孔，而没有形成网格或阵列。也就是说，本文所述的用于受控倾斜网格的系统可以独立于网格板100，甚至独立于网格主体130提供。因此，用于受控倾斜网格的系统将与其它形式的针引导部兼容，并且与要求XY平面中的精确可操纵性的其它形式的类似医疗设备兼容。

本文所述的实施方式的图示旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。图示并不意味着作为本公开的所有元件和特征的完整描述。在阅读本公开后，许多其它实施方式对于本领域技术人员而言是明显的。可以根据本公开利用和得出其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑的替换和改变。另外，图示仅仅是代表性的，并且可能未按比例绘制。图示中的某些比例可能被夸大，而其它比例可能被缩小。因此，本公开和附图应被视为说明性的而非限制性的。

本公开的一个或多个实施方式在本文中可被单独和/或统称为“发明”，这仅是为了方便，而并非旨在将本申请的范围自动限于任何特定发明或发明概念。另外，尽管本文已经说明并描述了具体实施方式，但应该认识到，为实现相同或类似目的而设计的任何后续装置都可以替换所示的具体实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何和所有后续调整或变更。上述实施方式的组合，以及本文中没有具体描述的其它实施方式对于本领域技术人员而言将是明显的。

应了解，本公开的摘要并不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式中，出于简化本公开的目的，各种特征可以组合在一起或在单个实施方式中描述。本公开不应被解释为反映所要求保护的实施方式需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，发明主题可以指的是比任何所公开实施方式的所有特征少的特征。因此，以下权利要求被并入具体实施方式中，每个权利要求独立地分别限定所要求保护的主题。

提供上述所公开实施方式的描述是为了使所属领域技术人员能够实践本发明中所描述的概念。这样，以上公开的主题应被认为是说明性的而非限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖落入本公开的实际精神和范围内的所有这些修改、增强和其它实施方式。因此，为了使法律允许的范围最大化，本公开的范围将由所附权利要求及其等同方案的最宽泛的可允许解释来确定，并且不应受前述详细描述的约束或限制。

Claims (15)

1.一种用于控制针引导部的设备，所述设备包括：

第一杠杆；

第二杠杆；

第一凸轮，所述第一凸轮附接到所述第一杠杆并从所述第一杠杆延伸到所述针引导部下面的壳体；以及

第二凸轮，所述第二凸轮附接到所述第二杠杆并从所述第二杠杆延伸到所述针引导部下面的所述壳体，

其中，所述第一凸轮和所述第二凸轮中的至少一个被构造成，将来自所述第一杠杆和所述第二杠杆中的相应一个的旋转移动经由所述壳体转换为所述针引导部的线性移动和旋转移动两者。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一装置，所述第一装置与所述第一凸轮集成在一起，以将来自所述第一杠杆的旋转移动水平地传递到所述壳体；以及

第二装置，所述第二装置与所述第二凸轮集成在一起，以将来自所述第二杠杆的旋转移动水平地传递到所述壳体。

3.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述壳体包括第一齿轮，所述第一齿轮被构造成将来自所述第一凸轮的旋转移动经由所述壳体转换为线性移动，

所述壳体包括第二齿轮，所述第二齿轮被构造成将来自所述第二凸轮的旋转移动经由所述壳体转换为线性移动。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述针引导部包括网格板，并且

当所述第一杠杆和所述第二杠杆一起移动时，所述网格板竖直地移动。

5.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述针引导部包括网格板，并且

当所述第一杠杆移动并且所述第二杠杆保持静止时，所述网格板保持围绕枢轴的位置，同时围绕所述枢轴旋转。

6.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述针引导部的旋转移动使所述针引导部围绕轴线倾斜。

7.根据权利要求6所述的设备，

其特征在于，当所述第一凸轮和所述第二凸轮中的至少一个将来自所述第一杠杆和所述第二杠杆中的相应一个的移动经由所述壳体转换为所述针引导部的线性移动时，所述轴线移动。

8.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述设备包括经会阴步进器。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

针引导部，

所述针引导部包括网格板。

10.根据权利要求9所述的设备，

其特征在于，通过操纵所述第一杠杆和所述第二杠杆中的至少一个来引导所述网格板，以使所述网格板中的多个孔中的一个孔被操纵成对准目标位置。

11.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述第一杠杆和所述第二杠杆设置在与所述针引导部下面的所述壳体水平偏移的位置处。

12.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，所述第一杠杆在所述第二杠杆维持静止时围绕第一轴线的旋转将所述针引导部保持在围绕枢轴的位置，同时所述针引导部通过所述第一杠杆围绕所述枢轴旋转。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

成像装置，所述成像装置捕获用于实时生成目标位置的图像的数据。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一杠杆和所述第二杠杆中的至少一个的围绕轴线的移动在朝向所述针引导部的线性转换中被减小，并且

所述针引导部的竖直和旋转移动在所述目标位置的实时图像中被放大。

15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括定中心部件。