CN113288421A - 一种乳腺微创介入手术机器人及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，穿刺机器人本体系统包括三维直线模组，三维直线模组的Y轴直线模组的滑块上固接有被动关节机械臂，被动关节机械臂远离三维直线模组的一端安装有主动穿刺装置，三维直线模组与主动穿刺装置之间设置有乳腺固定装置，本发明结合乳腺组织活检手术现状，设计了一种主被动自由度相结合的乳腺微创介入手术机器人，弥补被动关节设计的局限性，借助图像系统、导航系统和机器人本体系统，机器人可以使穿刺变得更加稳定和精准，从而提高了手术效率和安全性。

Description

一种乳腺微创介入手术机器人及其操作方法

技术领域

本发明属于医疗机器人技术领域，具体涉及一种乳腺微创介入手术机器人及其操作方法。

背景技术

乳腺癌是常见的女性恶性肿瘤，严重危害女性的身体健康和生命安全，据最新癌症数据统计显示乳腺癌目前仍位居女性新发恶性肿瘤第一位，所以早期发现，早期诊断，及时治疗乳腺癌对降低病死率及提高生存质量具有非常重要的现实意义。

乳腺癌的早期诊断最常用的是基于粗针活检的经皮穿刺技术，穿刺活检技术最需要解决的就是穿刺精度的问题，这关系到手术的效率、安全性和样本检测的准确率，医生纯手工穿刺活检存在较多共性缺陷，例如：在三维空间里行二维穿刺准确率得不到保障，需要医生随时观察针尖位置不断手动调整穿刺针姿态，需要多次回撤针，才能准确穿刺到目标靶点；纯手工穿刺时无法使穿刺针达到穿刺的任意姿态，穿刺针的工作范围受限；一旦出现手部颤抖或穿刺用力不均匀的现象，容易造成术后并发症甚至严重威胁到病人的生命安全；缺乏经验的医生无法较好的辨别出最优的穿刺路径。

随着机器人技术和医学图像技术的发展，国内外诸多研究单位就机器人辅助医生手术展开了研究并已有相关产品落地，手术机器人已成为机器人领域重要的分支，我国已将手术机器人列入国家重大发展战略计划之中。

申请号为202011199915.1的发明专利公开了一种新型乳腺肿瘤穿刺活检装置，包括固定支架、滚轮装置、圆弧板轨道、连接架、旋转关节、第一旋转架、第二旋转架、活检枪；所述旋转关节与固定支架连接，所述连接架与旋转关节通过螺栓螺母连接，圆弧板轨道与连接架固定连接，滚轮装置安装在圆弧板轨道上，第一旋转架与滚轮装置通过螺栓螺母连接，第二旋转架与第一旋转架通过螺栓螺母连接，活检枪安装在第二旋转架上；当螺母松开时，第一旋转架、第二旋转架、旋转关节可以转动，当螺母锁紧时，位置固定；该发明专利采用X轴直线模组、Z轴直线模组、Y轴直线模组组成的三坐标定位装置具有运动稳定性高、定位精度高、工作范围大的优点；穿刺针姿态调整机构根据乳腺组织的生理形状进行设计，可以实现穿刺针的多姿态运动，在乳腺组织三维重建、穿刺路径规划以及术中导航技术的基础上医生操作本装置可以更好的实施活检手术，有效弥补手工穿刺的不足，提高穿刺手术的准确度和活检成功率；但装置仍需医生手持穿刺末端，手动推动活检枪实施穿刺，无法弥补被动关节设计的局限性，无法保证穿刺点定位精度和肿瘤穿刺精度；该发明专利虽然也公开了该装置还需要搭配图像三维重建软件、路径规划算法和光学定位导航系统来实现乳腺肿瘤精准安全的穿刺活检，但手术过程存在过多的人为操作环节，降低了工作效率，降低了手术精准度，增加了病人的痛苦。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种主被动自由度相结合，穿刺点定位精度和肿瘤穿刺精度高的乳腺微创介入手术机器人。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，穿刺机器人本体系统包括三维直线模组，三维直线模组的Y轴直线模组的滑块上固接有被动关节机械臂，被动关节机械臂远离三维直线模组的一端安装有主动穿刺装置，三维直线模组与主动穿刺装置之间设置有乳腺固定装置。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

所述主动穿刺装置包括第一支架，第一支架固接在被动关节机械臂远离三维直线模组的一端，第一支架上固接有电动滑台，电动滑台的滑块上固接有固定块。

进一步优化：所述固定块内开设有安装孔，安装孔的一侧开设有与安装孔连通的连接槽，连接槽远离乳腺固定装置的一侧开设有与连接槽连通的安装槽。

进一步优化：所述安装孔内安装有套筒，套筒的外壁上固接有套筒把柄，套筒的内部安装有穿刺针，连接槽的下方安装有用于固定套筒把柄的弹簧柱。

进一步优化：所述第一支架的一侧固接有第二支架，第二支架上固接有直线电机，直线电机的输出端传动连接有第一连接架，第一连接架远离直线电机的一端固接有导向块。

进一步优化：所述乳腺固定装置包括第二连接架，第二连接架与被动关节机械臂滑动连接，第二连接架的下部转动连接有第三连接架，第三连接架远离第二连接架的一端固接有固定环。

进一步优化：所述固定环的外圆周上固接有多个第三支架，多个第三支架绕固定环的外圆周呈环形布设，第三支架远离固定环的侧壁上螺纹连接有调节螺杆，调节螺杆靠近固定环的一端传动连接有电动推杆，电动推杆的输出轴上传动连接有压头。

进一步优化：所述电动推杆选用行程大于75mm，推力在10N至20N之间的直流电机推杆。

进一步优化：所述图像系统包括超声影像设备，导航系统包括导航跟踪仪、被动导航支架、被动探针、导航工作站、OptiTrack三维运动捕捉系统和3ds Max三维软件。

本发明还提供了一种乳腺微创介入手术机器人的操作方法，操作方法基于以上所述乳腺微创介入手术机器人进行乳腺微创介入手术操作。

操作步骤如下：

A、超声影像设备对乳腺组织扫描，建立三维图像系统，在三维图像系统中寻找并标记肿瘤组织的位置；

B、导航系统基于OptiTrack三维运动捕捉系统和ds Max三维软件完成被动关节机械臂和主动穿刺装置的标定以及三维图像系统和导航系统的配准；

C、在三维图像系统中规划最佳的穿刺进针点和穿刺位姿，根据乳腺组织中标记点在导航系统中的位置坐标和三维图像系统中对应标记点的坐标；

D、通过配准技术建立三维图像系统与导航系统之间的坐标变换关系，求得任意两个系统之间的坐标变换关系，

E、将三维图像系统中规划的穿刺点转换到机器人本体系统中，通过手动调节被动关节机械臂调节穿刺针的穿刺进针点和穿刺位姿，通过医生操作台传输信号到主动穿刺装置控制穿刺针的穿刺路径和穿刺速度；

F、通过医生操作台传输信号到乳腺固定装置控制肿瘤组织主动移位到穿刺路径，对穿刺路径误差补偿；

G、通过导航系统引导机器人本体系统完成手术操作。

本发明结合乳腺组织活检手术现状，设计了一种主被动自由度相结合的乳腺微创介入手术机器人，机器人本体系统由被动关节机械臂和主动穿刺装置组成，医生负责操作被动关节机械臂，将主动穿刺装置移动到穿刺点，主动穿刺装置主动实施手术，同时对手术的导航系统和高精度穿刺方法进行研究，提高了穿刺点定位精度和肿瘤穿刺精度，弥补被动关节设计的局限性，借助图像系统、导航系统和机器人本体系统，机器人可以使穿刺变得更加稳定和精准，从而提高了手术效率和安全性。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统间信号连接关系的结构示意图；

图2为本发明实施例1中穿刺机器人本体系统的结构示意图；

图3为本发明实施例1中主动穿刺装置的结构示意图；

图4为本发明实施例1中穿刺针和套筒的结构示意图；

图5为本发明实施例1中乳腺固定装置的结构示意图；

图6为本发明实施例1中关节锁紧组件的结构示意图；

图7为本发明实施例2中被动关节机械臂的结构示意图；

图8为本发明实施例3中关节锁紧组件的结构示意图；

图9为本发明实施例4中关节锁紧组件的结构示意图；

图10为本发明实施例5中乳腺固定装置的结构示意图；

图11为本发明实施例6中乳腺固定装置的结构示意图。

图中：1-三维直线模组；101-X轴直线模组；102-Y轴直线模组；102-Z轴直线模组；2-被动关节机械臂；201-关节锁紧组件；2011-花键轴；2012-机械臂关节；2013-第一摩擦片；2014-第二摩擦片；2015-锁紧螺母；3-主动穿刺装置；301-第一支架；302-电动滑台；303-固定块；3031-安装孔；3032-连接槽；3033-安装槽；304-穿刺针；305-套筒；3051-套筒把柄；306-弹簧柱；307-第二支架；308-直线电机；309-第一连接架；310-导向块；3101-导向孔；4-乳腺固定装置；401-第二连接架；402-第三连接架；403-固定环；404-第三支架；405-电动推杆；406-压头；407-调节螺杆；408-盖板。

具体实施方式

实施例1：

如图1-6所示，一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，所述穿刺机器人本体系统包括三维直线模组1，三维直线模组1的Y轴直线模组102的滑块上固接有被动关节机械臂2，被动关节机械臂2远离三维直线模组1的一端安装有主动穿刺装置3，三维直线模组1与主动穿刺装置3之间设置有乳腺固定装置4。

这样设计，图像系统可将穿刺过程可视化呈现，从而引导医生实施穿刺；穿刺机器人本体系统的被动关节机械臂2的作用是实现穿刺定位和穿刺针姿态调整，主动穿刺装置3实施具体的主动穿刺任务；导航系统的主要作用是实现被动关节机械臂2和穿刺针的实时定位跟踪。

所述三维直线模组1包括X轴直线模组101、Y轴直线模组102和Z轴直线模组103，X轴直线模组行程需≥400mm，Y轴直线模组行程需≥200mm，Z轴直线模组行程需≥200mm。

这样设计，三维直线模组1可以将被动关节机械臂2和主动穿刺装置3定位到患者空间的合适位置，并且该三维直线模组1具有定位精度高、结构控制简单、运动直观性强、对末端姿态无影响的优势。

所述被动关节机械臂2包括多个连接臂，两相邻的连接臂通过关节锁紧组件201连接。

所述关节锁紧组件201包括用于连接两相邻连接臂的机械臂关节2012，机械臂关节2012内套设有花键轴2011，机械臂关节2012的一侧设置有第一摩擦片2013。

所述第一摩擦片2013与花键轴2011固定连接，花键轴2011靠近第一摩擦片2013一端的外圆周上套设有第二摩擦片2014，第二摩擦片2014远离第一摩擦片2013的一侧设置有锁紧螺母2015。

这样设计，第一摩擦片2013在花键轴2011的带动下可以实现随轴转动和沿轴线的移动，通过锁紧螺母2015的预紧，使第一摩擦片2013和第二摩擦片2014的表面接触产生变形，从而起到阻尼的作用，该方式可以实现位置的锁紧，且关节松开时锁紧螺母2015不需要从花键轴2011上取下。

所述被动关节机械臂2为无电机驱动的被动关节设计，无电机驱动的被动关节设计可以减轻机械臂重量、减小机器人体积、增强机械臂的灵活性，同时可以达到避障碍、避关节极限、避免奇异位型的目的，具有结构简单、医生使用方便的优点。

根据乳房的生理特征，本实施例设计了一种五自由度的被动关节机械臂2满足穿刺自由度的要求，在使用时，通过定位装置将穿刺装置仅定位到乳房的上方，医生手动调整各关节到合适穿刺点后通过主动穿刺装置3进行主动穿刺。

所述主动穿刺装置3包括第一支架301，第一支架301固接在被动关节机械臂2远离三维直线模组1的一端，第一支架301上固接有电动滑台302，电动滑台302的滑块上固接有固定块303。

所述电动滑台302通过28步进电机驱动滑块，行程100mm。

所述固定块303内开设有安装孔3031，安装孔3031的一侧开设有与安装孔3031连通的连接槽3032，连接槽3032远离乳腺固定装置4的一侧开设有与连接槽3032连通的安装槽3033。

所述安装孔3031内安装有套筒305，套筒305的外壁上固接有套筒把柄3051，套筒305的内部安装有穿刺针304。

所述连接槽3032的下方安装有用于固定套筒把柄3051的弹簧柱306。

这样设计，提前在穿刺针304的针座处固定套筒305，在安装穿刺针304的时候，只需拔出弹簧柱306，将带有套筒305的穿刺针304插入安装孔3031中，转动穿刺针304并松开弹簧柱306，此时弹簧柱306正好卡住套筒把柄3051，固定穿刺针304，该装置结构简易、操作方便。

所述第一支架301的一侧固接有第二支架307，第二支架307上固接有直线电机308，直线电机308的输出端传动连接有第一连接架309，第一连接架309远离直线电机308的一端固接有导向块310。

所述直线电机308选用型号为20DBM-K的直线步进电机，行程20mm。

所述导向块310呈半圆球状结构，导向块310内开设有用于为穿刺针304导向的导向孔3101。

这样设计，在穿刺前，直线电机308驱动导向块310对乳腺组织施加一定的预加载力，导向块310呈半圆球状结构避免了挤压乳腺组织时对组织造成损伤，导向孔3101在穿刺过程中对穿刺针304起到导向作用。

所述乳腺固定装置4包括第二连接架401，第二连接架401与被动关节机械臂2滑动连接，第二连接架401的下部转动连接有第三连接架402，第三连接架402远离第二连接架401的一端固接有固定环403。

所述第二连接架401的截面呈“吕”形结构。

所述第三连接架402的截面呈“L”形结构。

所述固定环403的外圆周上固接有多个第三支架404，多个第三支架404绕固定环403的外圆周呈环形布设，第三支架404远离固定环403的侧壁上螺纹连接有调节螺杆407，调节螺杆407靠近固定环403的一端传动连接有电动推杆405，电动推杆405的输出轴上传动连接有压头406。

所述电动推杆405选用高精度微型直流电机推杆，行程大于75mm，推力在10N至20N之间。

所述压头406呈半圆球状结构。

所述电动推杆405和压头406的数量不少于三个，本实施中电动推杆405和压头406的数量均为四个。

这样设计，乳腺固定装置4占用更小的空间且满足乳腺组织的定位要求，为保证固定装置可以适应任意乳房大小和任意乳房截面位置，选用调节螺杆407可以进行推杆位置的初定位；压头选用球形，避免对乳腺组织造成损伤。

该固定装置不仅可以实现乳腺组织的固定，还可以使用闭环控制算法控制肿瘤组织主动移位到穿刺路径，进一步提高穿刺精度，弥补被动关节机械臂2结构上的不足。

穿刺机器人本体系统设计参数：

自由度：被动关节机械臂2为五个被动自由度，包括三个旋转关节和两个移动关节；主动穿刺装置3为主动自由度；

工作空间：大于或等于Φ70mm半球；

重量：小于2Kg；

靶点穿刺精度：小于5mm。

本实施例采用树脂材料和3D打印技术对机器人样机进行加工制作，3D打印技术几乎可以打印任何静态的、毫无标准形状的零件，被广泛应用于医疗、航空、工业设计、电子等领域；树脂材料密度仅1.117g/cm3，具有良好的机械强度、冲击强度、韧性和耐热性，同时有效降低了机器人的重量。

所述图像系统可以为超声、CT和MRI等现代化影像设备。

根据乳腺组织柔软、无骨质的构造特性，本实施例中采用超声影像设备，超声相比其他引导方法在患者舒适度、辐射、操作时间、经济性等方面具有较大的优势，同时超声影像设备体型相比CT和MRI体积较小，基本不会限制机器人的构型，通过精准的路径规划或穿刺方法可以弥补超声成像的局限，使其更适合与机器人进行搭配使用。

所述医生操作台主要包括上位机、主手控制器等，通过医生操作台医生可进行穿刺过程监控、穿刺路径规划、导航空间配准和手术机器人控制等操作。

所述导航系统包括导航跟踪仪、被动导航支架、被动探针以及导航工作站等设备。

所述导航系统基于光学定位原理的高精度OptiTrack三维运动捕捉系统和3dsMax三维软件完成被动关节机械臂2和主动穿刺装置3的标定以及三维图像系统和导航系统的配准，最终实现穿刺位姿的实时导航跟踪。

所述OptiTrack三维运动捕捉系统包括硬件系统（摄像机PrimeX 13）和软件系统（Motive），拍摄速率可达每秒数百帧，能够精确的构建出标记点的三维空间信息。

所述3ds Max可以实时采集穿刺针304的位姿数据，并进行可视化显示，进而引导医生通过被动关节机械臂2和主动穿刺装置3对手术过程做实施操作。

所述导航系统作为媒介，将机器人的穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和乳腺组织用坐标变换连接在一起，并将信号传送到医生操作台做协同处理。

术前，图像系统对乳腺组织扫描，建立三维图像系统，在三维图像系统中寻找并标记肿瘤组织的位置，在三维图像系统中规划最佳的穿刺进针点和穿刺位姿，根据乳腺组织中标记点在导航系统中的位置坐标和三维图像系统中对应标记点的坐标，通过配准技术建立三维图像系统与导航系统之间的坐标变换关系，从而可以求得各系统中任意两个系统之间的坐标变换关系，就能够将三维图像系统中规划的穿刺点转换到机器人本体系统中，这样就能够通过导航系统引导机器人本体系统的主动穿刺装置3到达指定的规划位姿。

所述配准技术是将机器人各系统联系在一起的重要手段，主要是通过识别点集中各点的坐标来建立相应系统的坐标系，通过搜索各点集坐标之间的联系建立两系统坐标系之间的联系。

所述导航系统使用基于坐标尺度计算和ICP配准算法的空间注册技术，并且提出了一种基于坐标尺度计算的ICP导航配准算法，配准算法仿真实验验证了其可行性。

对于手术机器人导航系统而言，只有完成了各空间的注册，才能够将手术器械的实时位姿转换到虚拟图像坐标系中，从而引导医生进行手术操作。

基于以上所述乳腺微创介入手术机器人进行乳腺微创介入手术操作。

操作步骤如下：

A、超声影像设备对乳腺组织扫描，建立三维图像系统，在三维图像系统中寻找并标记肿瘤组织的位置；

B、导航系统基于OptiTrack三维运动捕捉系统和3ds Max三维软件完成被动关节机械臂2和主动穿刺装置3的标定以及三维图像系统和导航系统的配准；

C、在三维图像系统中规划最佳的穿刺进针点和穿刺位姿，根据乳腺组织中标记点在导航系统中的位置坐标和三维图像系统中对应标记点的坐标；

D、通过配准技术建立三维图像系统与导航系统之间的坐标变换关系，求得任意两个系统之间的坐标变换关系；

E、将三维图像系统中规划的穿刺点转换到机器人本体系统中，通过手动调节被动关节机械臂2调节穿刺针304的穿刺进针点和穿刺位姿，通过医生操作台传输信号到主动穿刺装置3控制穿刺针304的穿刺路径和穿刺速度；

F、通过医生操作台传输信号到乳腺固定装置4控制肿瘤组织主动移位到穿刺路径，对穿刺路径误差补偿；

G、通过导航系统引导机器人本体系统完成手术操作。

本实施例面向的组织是乳腺组织，不同于人体骨骼，乳腺组织属于软组织且流动性较大，其基坐标不断发生变化，属于非线性时变系统，考虑到研究难度较大，本实施例进行了简化处理，选用基于成对外部特征点的配准方法和简化乳房模型来进行配准算法和实时导航的操作。

实施例2：

如图7所示，实施例1中被动关节机械臂2的结构还可以采用三个旋转关节的SCARA型机械臂，可以实现穿刺点的空间定位，腕关节用来实现穿刺针摆动和俯仰运动。

SCARA型机械臂的结构稳定、运动空间大、定位精度高，常用于医疗机器人领域。

实施例3：

如图8所示，实施例1中关节锁紧组件201的结构还可以采用楔形摩擦块式结构来锁紧机械臂关节2012，将楔形摩擦块插入环槽内部，依靠摩擦力进行锁紧，该方式可以实现位置的锁紧，插入摩擦块的过程需要对机械臂关节2012所在的轴向位置施加一定的力。

实施例4：

如图9所示，实施例1中关节锁紧组件201的结构还可以采用偏心束紧环式结构来锁紧机械臂关节2012，使用弹性变形来锁紧机构，可以实现锁紧。

实施例5：

如图10所示，实施例1中乳腺固定装置4的结构还可以采用乳腺固定环内连接橡胶保护圈或硅胶帖的结构来固定乳腺组织，直接使用三坐标机器人带动乳腺固定环移动，因为乳腺固定环内橡胶保护圈或硅胶帖整周与乳腺组织接触，可实现肿瘤所在平面任意位置的移动，结构简单，无需使用线性执行器。

实施例6：

如图11所示，实施例1中乳腺固定装置4的压头406的内部通过定位环部分增加了一个旋转自由度，根据肿瘤的位置实时调整电动推杆的位置，减少了线性执行器的数量。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，其特征在于：所述穿刺机器人本体系统包括三维直线模组（1），三维直线模组（1）的Y轴直线模组（102）的滑块上固接有被动关节机械臂（2），被动关节机械臂（2）远离三维直线模组（1）的一端安装有主动穿刺装置（3），三维直线模组（1）与主动穿刺装置（3）之间设置有乳腺固定装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述主动穿刺装置（3）包括第一支架（301），第一支架（301）固接在被动关节机械臂（2）远离三维直线模组（1）的一端，第一支架（301）上固接有电动滑台（302），电动滑台（302）的滑块上固接有固定块（303）。

3.根据权利要求2所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述固定块（303）内开设有安装孔（3031），安装孔（3031）的一侧开设有与安装孔（3031）连通的连接槽（3032），连接槽（3032）远离乳腺固定装置（4）的一侧开设有与连接槽（3032）连通的安装槽（3033）。

4.根据权利要求3所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述安装孔（3031）内安装有套筒（305），套筒（305）的外壁上固接有套筒把柄（3051），套筒（305）的内部安装有穿刺针（304），连接槽（3032）的下方安装有用于固定套筒把柄（3051）的弹簧柱（306）。

5.根据权利要求4所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述第一支架（301）的一侧固接有第二支架（307），第二支架（307）上固接有直线电机（308），直线电机（308）的输出端传动连接有第一连接架（309），第一连接架（309）远离直线电机（308）的一端固接有导向块（310）。

6.根据权利要求5所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述乳腺固定装置（4）包括第二连接架（401），第二连接架（401）与被动关节机械臂（2）滑动连接，第二连接架（401）的下部转动连接有第三连接架（402），第三连接架（402）远离第二连接架（401）的一端固接有固定环（403）。

7.根据权利要求6所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述固定环（403）的外圆周上固接有多个第三支架（404），多个第三支架（404）绕固定环（403）的外圆周呈环形布设，第三支架（404）远离固定环（403）的侧壁上螺纹连接有调节螺杆（407），调节螺杆（407）靠近固定环（403）的一端传动连接有电动推杆（405），电动推杆（405）的输出轴上传动连接有压头（406）。

8.根据权利要求7所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述电动推杆（405）选用行程大于75mm，推力在10N至20N之间的直流电机推杆。

9.根据权利要求8所述的一种乳腺微创介入手术机器人，其特征在于：所述图像系统包括超声影像设备，导航系统包括导航跟踪仪、被动导航支架、被动探针、导航工作站、OptiTrack三维运动捕捉系统和3ds Max三维软件。

10.一种乳腺微创介入手术机器人的操作方法，其特征在于：操作方法基于权利要求9所述乳腺微创介入手术机器人进行乳腺微创介入手术操作，操作步骤如下：

A、超声影像设备对乳腺组织扫描，建立三维图像系统，在三维图像系统中寻找并标记肿瘤组织的位置；

B、导航系统基于OptiTrack三维运动捕捉系统和（3）ds Max三维软件完成被动关节机械臂（2）和主动穿刺装置（3）的标定以及三维图像系统和导航系统的配准；

C、在三维图像系统中规划最佳的穿刺进针点和穿刺位姿，根据乳腺组织中标记点在导航系统中的位置坐标和三维图像系统中对应标记点的坐标；

D、通过配准技术建立三维图像系统与导航系统之间的坐标变换关系，求得任意两个系统之间的坐标变换关系，

E、将三维图像系统中规划的穿刺点转换到机器人本体系统中，通过手动调节被动关节机械臂（2）调节穿刺针（304）的穿刺进针点和穿刺位姿，通过医生操作台传输信号到主动穿刺装置（3）控制穿刺针（304）的穿刺路径和穿刺速度；

F、通过医生操作台传输信号到乳腺固定装置（4）控制肿瘤组织主动移位到穿刺路径，对穿刺路径误差补偿；

G、通过导航系统引导机器人本体系统完成手术操作。

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