CN114469326B - 能量消融针夹持装置、手术机器人及能量消融系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能量消融针夹持装置及手术机器人，通过驱动机构控制夹紧机构的第一夹紧部和第二夹紧部发生相对打开，此时将消融针定位套筒放入到夹紧机构的套筒安装部，然后控制第一夹紧部和第二夹紧部发生相对靠近，从而完成对消融针定位套筒的夹紧操作，此时，将需要进行穿刺等操作的能量消融针放入消融针定位套筒中。同时，通过夹紧机构与消融针定位套筒的配合，使得能量消融针在进入到患处的过程中能够稳定平顺的进行滑动，不会发生晃动等情况，进而确保了后续治疗的效果。当第一夹紧部和所述第二夹紧部在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针退针的退针槽，此时可以在完成布针操作后，实现能量消融针相对夹紧机构的退针操作。

Description

能量消融针夹持装置、手术机器人及能量消融系统

技术领域

本发明涉及手术设备技术领域，具体涉及能量消融针夹持装置、手术机器人及能量消融系统。

背景技术

肿瘤消融治疗是指用各种物理方法直接毁损肿瘤的局部介入治疗技术，消融方式包括射频、微波、冷冻、高频电灼、激光、高能聚焦超声，或局部注射无水乙醇、热盐水、热蒸馏水等。治疗途径包括经皮、经内镜或开放性手术。

在肿瘤治疗领域中，通常将射频、微波和不可逆电穿孔（irreversibleelectroporation，IRE）称为能量消融，在众多种类的能量消融设备中，IRE是一种较新出现的肿瘤消融技术，通过释放高压脉冲在肿瘤细胞上形成纳米级永久性穿孔，破坏细胞内平衡，使细胞快速凋亡，因此在医术上称为不可逆性电穿孔，也可称之为电消融设备。具体的工作原理是，使用高压直流脉冲电流通过电极针介导到达肿瘤组织，肿瘤细胞处于两个电极针之间，形成一种类似电容器的结构，随着不断充电和放电的进行，造成靶区域电场的重新分布，致使细胞膜通透性增大，进而细胞膜发生不可逆电穿孔，细胞内环境紊乱导致细胞内钙离子释放，激活细胞凋亡的信号转导途径，引起肿瘤细胞死亡。

电消融设备的使用方法是，在术前经CT或MRI来评估穿刺难度，通过肿瘤大小和形态共同决定探针的数量和间距，进行正确布针；基于组织的电导率和体积的大小选取最佳的治疗参数；然后实施穿刺，也即将电极针准确地按照预先设定的穿刺路径刺入人体，然后再次进行CT扫描，确保电极针达到预期位置，然后启动设备释放高压脉冲。

现有技术中，当完成对穿刺区域的确定等准备工作后，需要进行手动布针工作，但是，布针的数量通常为多根，当需要对多个能量消融针进行布针操作时，通常都是医生直接手动进行放针操作，针对医生的经验要求较高。同时在布针过程中，容易出现由于医生经验不足或者手部抖动等造成布针位置及布针深度不够精确的情况，一旦出现布针深度不精确，将影响治疗效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的当完成对肿瘤的形态完成测量后采用手动方式进行布针时、容易造成布针深度不够精确、影响正常治疗过程的缺陷。

为此，本发明提供一种能量消融针夹持装置，包括：夹紧机构，用于连接在手术机器人的机械臂上，所述夹紧机构包括若干并排设置的夹紧组件，所述夹紧组件包括可相对靠近或远离的第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和所述第二夹紧部呈长条形结构，所述第一夹紧部与所述第二夹紧部的相对面上成型有相应的缺口，相应的缺口拼接成用于插装消融针定位套筒的若干套筒安装部，能量消融针适于穿入所述消融针定位套筒的消融针定位孔中；

本发明提供的能量消融针夹持装置，还包括外壳，所述外壳包括固定设置在所述夹紧机构上方的上盖板，所述上盖板成型有与所述若干套筒安装部相对应的若干上通孔，所述上通孔的内径大于所述消融针定位套筒的外径，所述若干上通孔通过切槽依次连通形成与所述退针槽相对应的上退针槽。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述外壳还包括底座，所述底座中形成有容纳腔，所述夹紧组件设置在所述容纳腔中，所述底座与所述若干套筒安装部相对应的部位设置有若干下通孔，所述下通孔的内径大于所述消融针定位套筒的外径，所述若干下通孔通过切槽依次连通形成与所述退针槽相对应的下退针槽。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述夹紧组件的上端和/或下端设有限位凸台和/或限位槽，所述上盖板和/或所述底座的对应部位设有限位槽和/或限位凸台，所述限位槽沿着所述第一夹紧部和所述第二夹紧部相对运动的方向延伸，所述夹紧组件在所述驱动机构驱动下沿着所述上盖板和/或所述底座的限位凸台和/或限位槽运动。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构被配置为驱动若干所述第一夹紧部和若干所述第二夹紧部以使所述若干第一夹紧部和所述若干第二夹紧部同时相互靠近或远离。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构包括：成型在所述第一夹紧部的端部的第一螺纹孔和第一通孔；成型在所述第二夹紧部的端部的第二螺纹孔和第二通孔，所述第二螺纹孔与所述第一通孔正对，所述第二通孔与所述第一螺纹孔正对；两根丝杠，一根穿设若干所述第一夹紧部的第一螺纹孔和若干所述第二夹紧部的第二通孔用于驱动所述若干第一夹紧部同时运动，另一根穿设若干所述第一夹紧部的第一通孔和若干所述第二夹紧部的第二螺纹孔用于驱动所述若干第二夹紧部同时运动。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构包括成型在所述第一夹紧部的端部的第三螺纹孔；成型在所述第二夹紧部的端部的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔与所述第三螺纹孔正对，所述第四螺纹孔的旋向与所述第三螺纹孔的旋向相反；一根丝杠，成型有依次交替且旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，所述丝杠穿设若干所述第一夹紧部的所述第三螺纹孔和若干所述第二夹紧部的所述第四螺纹孔，所述第一螺纹段与第三螺纹孔配合，所述第二螺纹段与所述第四螺纹孔配合。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述丝杠连接在所述夹紧组件的相对所述退针槽的出口所在一端的另一端的端部。

本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构包括：丝杠结构连接部，包括设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中一个上的螺纹孔，以及设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中另一个上、并与所述螺纹孔相对设置的通孔；丝杠，与所述螺纹孔相连接。

一种手术机器人，包括：机械臂；本发明提供的能量消融针夹持装置，所述机械臂作用在所述能量消融针夹持装置上，用以带动能量消融针夹持装置移动；若干消融针定位组件，所述消融针定位组件包括消融针定位套筒和用于穿入所述消融针定位套筒的能量消融针，所述消融针定位套筒适于插装到所述套筒安装部。

本发明提供的手术机器人，所述消融针定位套筒上设置有凸起部，所述凸起部的外径小于上盖板的上通孔和底座的下通孔的内径。

一种能量消融系统，包括：

能量消融针、机械臂、导航系统以及上述的夹持装置，其中

能量消融针用于穿刺入人体，利用能量对体内病灶进行消融；

所述机械臂设有用于定位能量消融针的空间位置的追踪器，所述机械臂作用在所述能量消融夹持装置上，用以带动夹持装置移动；

导航系统，用于根据患者的医学图像建立人体三维模型，利用患者身体上的追踪器获取人体空间位置，与所述人体三维模型进行配准以使其与所述人体空间位置相互对应，基于所述人体三维模型确定针对所述病灶的穿刺路径数据，利用所述机械臂上的追踪器捕捉所述能量消融针的空间位置，并根据所述穿刺路径数据控制所述机械臂将所述能量消融针对准人体皮肤。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的能量消融针夹持装置，包括：夹紧机构，用于连接在手术机器人的机械臂上，所述夹紧机构包括若干并排设置的夹紧组件，所述夹紧组件包括可相对靠近或远离的第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部与所述第二夹紧部的相对面上形成用于插装消融针定位套筒的若干套筒安装部，所述消融针定位套筒用于定位能量消融针；驱动机构，用于驱动所述夹紧组件，以使所述若干第一夹紧部和所述若干第二夹紧部相互靠近或远离以夹持或松开所述消融针定位套筒；所述第一夹紧部和所述第二夹紧部在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针退针的退针槽。

当夹紧机构的位置调整完毕后，通过驱动机构控制夹紧组件的第一夹紧部和第二夹紧部发生相对打开，此时将消融针定位套筒放入到夹紧组件的套筒安装部，然后控制第一夹紧部和第二夹紧部发生相对靠近，从而完成对消融针定位套筒的夹紧操作，此时，将需要进行穿刺等操作的能量消融针放入消融针定位套筒中。现有技术中，能量消融针自身均设置有刻度，因此通过控制能量消融针的刻度在消融针定位套筒中的位置，可以实现对能量消融针相对患处的高度位置调节，从而确保布针高度的精确性。

同时，通过夹紧组件与消融针定位套筒的配合，使得能量消融针在进入到患处的过程中能够稳定平顺的进行滑动，不会发生晃动等情况，进而确保了后续治疗的效果。

更为重要的是，当第一夹紧部和所述第二夹紧部在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针退针的退针槽，此时可以在完成布针操作后，实现能量消融针相对夹紧机构的退针操作，从而避免导航装置停留在患者上方，对后续的治疗操作造成不良影响。

此外，通过设置若干并排的夹紧组件，并在夹紧组件上设置若干套筒安装部，可以在夹紧机构上的多个位置形成放置消融针定位套筒的矩阵，医生可以根据肿瘤等患处的大小及形状，在夹紧机构的多个不同部位放置消融针定位套筒并进行布针操作，从而进一步提高对肿瘤等患处的治疗效果。

2.本发明提供的能量消融针夹持装置，还包括外壳，所述外壳包括固定设置在所述夹紧机构上方的上盖板，所述上盖板成型有与所述若干套筒安装部相对应的若干上通孔，所述上通孔的内径大于所述消融针定位套筒的外径，所述若干上通孔通过切槽依次连通形成与所述退针槽相对应的上退针槽。

通过设置上盖板，首先可以起到对消融针定位套筒的安装起到指示作用，通过按照上盖板上的上通孔即可在对应位置完成消融针定位套筒的装配。更为重要的是，通过限定上盖板上的上通孔的内径大于所述消融针定位套筒的外径，当通过消融针定位套筒完成布针操作后，对夹紧组件进行放松，此时消融针定位套筒会在自身重力作用下发生自由下落，从而与夹紧组件等进行脱离，方便后期对上盖板以及夹紧机构进行脱离工作。

3.本发明提供的能量消融针夹持装置，所述夹紧组件的上端和/或下端设有限位凸台和/或限位槽，所述上盖板和/或所述底座的对应部位设有限位槽和/或限位凸台，所述限位槽沿着所述第一夹紧部和所述第二夹紧部相对运动的方向延伸，所述夹紧组件在所述驱动机构驱动下沿着所述上盖板和/或所述底座的限位凸台和/或限位槽运动。

通过限位槽与限位凸台的配合，当第一夹紧部相对第二夹紧部发生打开后，限位凸台会在限位槽的限位下发生进行移动，从而避免第一夹紧部相对第二夹紧部发生过度打开或者过度靠近的情况，从而确保第一夹紧部与第二夹紧部之间形成合理的空间，以方便对消融针定位套筒进行拆卸以及安装。

4.本发明提供的能量消融针夹持装置，底座与所述若干套筒安装部相对应的部位设置有若干下通孔，所述下通孔的内径大于所述消融针定位套筒的外径，所述若干下通孔通过切槽依次连通形成与所述退针槽相对应的下退针槽。

通过设置下退针槽，当完成多根能量消融针的布针操作后，可以通过下退针槽、上退针槽以及退针槽实现对能量消融针的移动，从而实现能量消融针的脱离，避免对后续的治疗操作造成不良影响。

5.本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构包括：丝杠结构连接部，包括设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中一个上的螺纹孔，以及设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中另一个上、并与所述螺纹孔相对设置的通孔；丝杠，与所述螺纹孔相连接。

通过上述的设置方式，通孔形成供丝杠结构穿过的空间，当丝杠结构启动后，其将拉力或推力作用在螺纹孔位置处，从而控制第一夹紧部与第二夹紧部之间发生相对远离或靠近。

6.本发明提供的能量消融针夹持装置，成型在所述第一夹紧部的端部的第一螺纹孔和第一通孔；成型在所述第二夹紧部的端部的第二螺纹孔和第二通孔，所述第二螺纹孔与所述第一通孔正对，所述第二通孔与所述第一螺纹孔正对；两根丝杠，一根穿设若干所述第一夹紧部的第一螺纹孔和若干所述第二夹紧部的第二通孔用于驱动所述若干第一夹紧部同时运动，另一根穿设若干所述第一夹紧部的第一通孔和若干所述第二夹紧部的第二螺纹孔用于驱动所述若干第二夹紧部同时运动。

通过第一螺纹孔与第二通孔组队、第二螺纹孔与第一通孔组队，对应设置两组丝杠，可以实现第一夹紧部相对第二夹紧部的同步打开和闭合，进而提高对消融针定位套筒自身的稳定加持操作。

7.本发明提供的能量消融针夹持装置，所述驱动机构包括成型在所述第一夹紧部的端部的第三螺纹孔；成型在所述第二夹紧部的端部的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔与所述第三螺纹孔正对，所述第四螺纹孔的旋向与所述第三螺纹孔的旋向相反；一根丝杠，成型有依次交替且旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，所述丝杠穿设若干所述第一夹紧部的所述第三螺纹孔和若干所述第二夹紧部的所述第四螺纹孔，所述第一螺纹段与第三螺纹孔配合，所述第二螺纹段与所述第四螺纹孔配合。

通过上述的设置方式，通过一根丝杠便可以同时实现对第一夹紧部和第二夹紧部的同步靠近或远离操作，从而有效的提高第一夹紧部和第二夹紧部自身的运动稳定性，避免发生对消融针定位套筒夹紧不稳的情况。

8.本发明提供的能量消融针夹持装置，所述丝杠连接在所述夹紧组件的相对所述退针槽的出口所在一端的另一端的端部。

通过上述的设置方式，可以避免丝杠在进行退针操作时与能量消融针之间发生干涉，导致退针无法正常进行的问题发生，从而提高退针操作的平顺性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的能量消融针夹持装置的爆炸图；

图2为本发明提供的夹紧机构与能量消融针及机械臂的安装示意图；

图3为本发明提供的夹紧设备中丝杠结构与第一连接部的安装示意图；

图4为本发明提供的第一夹紧部的结构示意图；

图5为本发明提供的消融针定位套筒的结构示意图；

图6为本发明提供的手术机器人的机构示意图。

实施例中附图标记说明：

1、导航双目摄像机；2、摄像机支架；3、导航显示器；4、导航承载台车；6、机械臂；7、多自由度诊断床；8、机械臂承载台；9、人体定位带；

10、夹紧组件；101、第一夹紧部；1011、第一螺纹孔；1012、第一通孔；102、第二夹紧部；1021、第二螺纹孔；1022、第二通孔；103、套筒安装部；104、退针槽；12、底座；121、下通孔；13、限位槽；14、限位凸台；15、下退针槽；17、上盖板；171、上退针槽；172、上通孔；18、消融针定位套筒；181、凸起部；19、挡板；20、轴承；21、调节旋钮；22、丝杠；23、能量消融针。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供的消融针夹持装置是连接于手术机器人机械臂末端的末端执行装置，用于夹持能量消融针实施消融术治疗。本发明实施例的能量消融针包括射频消融针、微波消融针、冷冻消融针、康博刀消融针以及不可逆电穿孔消融针（纳米刀消融针）等热消融和/或电消融针。

实施例1

本实施例提供一种能量消融针夹持装置，如图1-图5所示，用以在手术等治疗过程中实现辅助布针操作。能量消融针夹持装置包括：

夹紧机构，用于连接在手术机器人的机械臂6上，所述机械臂6用以带动所述夹紧机构进行移动。

本实施例中，所述夹紧机构的作用是实现对待夹持物的夹紧操作。对夹紧机构的具体结构不进行限定。作为一种实施方式，如图1所示，夹紧机构包括：

若干并排设置的夹紧组件10，如图1所示，多个夹紧组件10沿图中x轴方向进行布置。具体地，每个夹紧组件10包括第一夹紧部101以及第二夹紧部102，所述第一夹紧部101和所述第二夹紧部102呈长条形结构，所述第一夹紧部101以及第二夹紧部102相对应的位置形成有若干套筒安装部103。

本实施例中，第一夹紧部和第二夹紧部等长设置，第一夹紧部和第二夹紧部均具有一定的厚度，如图1所示，第一夹紧部和第二夹紧部沿y轴方向延伸，从而方便在其上形成多个套筒安装部103。

具体地，第一夹紧部和第二夹紧部自身可以呈块状设置，也可以呈条状设置，只要可以实现对物品的夹持动作即可。进一步地，套筒安装部103可以呈凸起或凹陷状设置在第一夹紧部和第二夹紧部上。优选的，套筒安装部103自身可以呈凹陷状设置，此时在第一夹紧部和第二夹紧部上分别形成缺口，缺口通过拼接后形成套筒安装部103。同时，对套筒安装部103自身的形状不进行限定，其可以呈规则形状，如半圆形、弧形、矩形设置，也可以呈不规则状设置，只要能够实现夹持动作即可。若干消融针定位套筒18可拆卸地插装在所述套筒安装部103当中。

具体地，套筒安装部103自身用来实现对消融针定位套筒18的夹持动作。在消融针定位套筒18中形成有通孔112，通孔112沿套筒安装部103的长度方向贯穿设置。本实施例中，消融针定位套筒18用以实现能量消融针23等结构的穿过动作，消融针定位套筒18对能量消融针23进行约束，避免能量消融针23自身在运动过程中发生晃动，作为一种实施方式，可以采用过盈配合的方式进行设置。此外，消融针定位套筒18自身可以采用金属材质、橡胶等不同材质制成。进一步地，消融针定位套筒18自身可以起到指示的作用，当能量消融针23进入到消融针定位套筒18内部后，由于能量消融针23上设置有刻度，因此通过刻度与消融针定位套筒18的配合，可以精确地控制能量消融针23进入消融针定位套筒18内部的深度，作为一种实施方式，消融针定位套筒18的顶部呈平面状设置，以便于实现对能量消融针23刻度的观察。

驱动机构，用于驱动所述夹紧机构，以使所述若干第一夹紧部101和所述若干第二夹紧部102相互靠近或远离以夹持或松开所述消融针定位套筒；所述第一夹紧部和所述第二夹紧部在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针退针的退针槽104。

通过夹紧机构与消融针定位套筒的配合，使得能量消融针在进入到患处的过程中能够稳定平顺的进行滑动，不会发生晃动等情况，进而确保了后续治疗的效果。进一步的，当第一夹紧部和所述第二夹紧部在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针退针的退针槽104，此时可以在完成布针操作后，实现能量消融针相对夹紧机构的退针操作，从而避免夹持装置停留在患者上方，对后续的治疗操作造成不良影响。

本实施例中，第一夹紧部和第二夹紧部之间可以分别独立设置，可以采用嵌套的方式进行设置。

在第一种实施方式中，当第一夹紧部和所述第二夹紧部之间存在缝隙，随着缝隙的增大，缝隙构成了退针槽104。在第二种实施方式中，第一夹紧部和第二夹紧部之间采用彼此嵌套的方式进行设置，在第一夹紧部和第二夹紧部的正常开合过程中，第一夹紧部和第二夹紧部之间不会发生脱离，但是当需要进行脱离时，第一夹紧部和第二夹紧部发生脱离。

具体地，对驱动机构自身的结构不进行限定，其可以采用现有技术中常规的驱动方式，只要可以实现第一夹紧部101相对第二夹紧部102的移动动作即可。

作为一种实施方式，可以在第一夹紧部101和第二夹紧部102的背部分别设置气缸结构，气缸结构的活动端与第一夹紧部101和第二夹紧部102相连接，从而实现第一夹紧部101和第二夹紧部102的相对运动；作为变形，还可以采用液压驱动等常见的驱动方式。

作为另一种实施方式，还可以在第一夹紧部101和第二夹紧部102之间设置弹簧，在正常状态下，弹簧呈挤压状作用在第一夹紧部101和第二夹紧部102上，在第一夹紧部101和第二夹紧部102的背部设置有凸轮结构，随着凸轮结构的转动，挤压第一夹紧部101和第二夹紧部102发生靠近，此时可以实现夹持动作；当凸轮结构离开后，第一夹紧部101和第二夹紧部102发生复位，此时结束夹持动作。

本实施例中，只要可以实现第一夹紧部相对第二夹紧部的相对运动即可，作为第一种实施方式，第一夹紧部和第二夹紧部之间可以不同步运动；作为第二种实施方式，所述驱动机构被配置为驱动若干所述第一夹紧部和若干所述第二夹紧部以使所述若干第一夹紧部和所述若干第二夹紧部同时相互靠近或远离。

当采用第一种实施方式时：所述驱动机构包括：至少一个丝杠结构连接部，丝杠结构连接部包括设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中一个上的螺纹孔，以及设置在所述第一夹紧部和所述第二夹紧部的其中另一个上、并与所述螺纹孔相对设置的通孔；丝杠，与所述螺纹孔相连接。

举例来说，以图1所在的视角为基准，第一夹紧部101设置在第二夹紧部102的左侧，在第一夹紧部101上设置有螺纹孔，在第二夹紧部102上设置有通孔，丝杠穿过通孔后与螺纹孔相连接。作为变型，螺纹孔111与通孔112的位置可以进行互换。同时，为了实现更好的驱动效果，驱动结构连接部和丝杠可以对应设置有多组，多组驱动结构连接部沿图1中y轴方向进行延伸。

当采用第二种实施方式时：

作为第二种实施方式的一种实施方式：如图3和图4所示，驱动机构包括：成型在所述第一夹紧部的端部的第一螺纹孔1011和第一通孔1012；成型在所述第二夹紧部的端部的第二螺纹孔1021和第二通孔1022，所述第二螺纹孔与所述第一通孔正对，所述第二通孔与所述第一螺纹孔正对；两根丝杠22，一根穿设若干所述第一夹紧部的第一螺纹孔和若干所述第二夹紧部的第二通孔用于驱动所述若干第一夹紧部同时运动，另一根穿设若干所述第一夹紧部的第一通孔和若干所述第二夹紧部的第二螺纹孔用于驱动所述若干第二夹紧部同时运动。如图1所示的视角为基础，所述丝杠结构为沿着y轴方向依次设置的两组。

通过第一螺纹孔1011与第二通孔1022组队、第二螺纹孔1021与第一通孔1012组队，对应设置两组丝杠，可以实现第一夹紧部相对第二夹紧部的同步打开和闭合，进而提高对消融针定位套筒自身的稳定加持操作。

作为第二种实施方式的另一种实施方式，所述驱动机构包括成型在所述第一夹紧部的端部的第三螺纹孔；成型在所述第二夹紧部的端部的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔与所述第三螺纹孔正对，所述第四螺纹孔的旋向与所述第三螺纹孔的旋向相反；一根丝杠，成型有依次交替且旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，所述丝杠穿设若干所述第一夹紧部的所述第三螺纹孔和若干所述第二夹紧部的所述第四螺纹孔，所述第一螺纹段与第三螺纹孔配合，所述第二螺纹段与所述第四螺纹孔配合。

通过上述的设置方式，当丝杠启动后，通过第一螺纹段与第三螺纹孔配合，所述第二螺纹段与所述第四螺纹孔配合，可以实现第一夹紧部和第二夹紧部的同步靠近或远离动作，进而有效地提高运动过程的稳定性。同时还有助于减少丝杠数量，便于进行装配或维修等操作。

具体地，丝杠22自身可以采用手动方式进行驱动，也可以采用电动方式进行驱动，只要能够实现丝杠的转动即可。

进一步的，如图1所示，所述丝杠连接在所述夹紧组件的相对所述退针槽的出口所在一端的另一端的端部。

具体地，如图1所示的视角下，丝杠设置在靠近机械臂6的一侧，当需要进行退针操作时，将能量消融针从远离机械臂6的一端进行脱出。通过上述的设置方式，可以有效地避免进行退针操作时丝杠22对能量消融针进行阻挡，影响正常的退针操作。

本实施例中，通过设置若干并排的夹紧组件，并在夹紧组件上设置若干套筒安装部，可以在夹紧组件上的多个位置形成放置消融针定位套筒的矩阵。如图1所示，在图1中给出了5×5的矩阵，医生可以在25个套筒安装部中根据肿瘤等患处的大小及形状，在夹紧组件的多个不同部位放置消融针定位套筒并进行布针操作，从而进一步提高对肿瘤等患处的治疗效果。

本实施例中，如图1所示，还包括外壳，所述外壳包括固定设置在所述夹紧组件上方的上盖板17，所述上盖板17成型有与所述若干套筒安装部103相对应的若干上通孔172，所述上通孔172的内径大于所述消融针定位套筒18的外径，所述若干上通孔172通过切槽依次连通形成与所述退针槽104相对应的上退针槽171。在上盖板17上对应设置上退针槽171，可以有效地实现夹紧组件与能量消融针23的分离动作。

本实施例中，所述外壳还包括底座12，所述底座12中形成有容纳腔，所述夹紧组件设置在所述容纳腔中，所述底座12与所述若干套筒安装部103相对应的部位设置有若干下通孔121，所述下通孔121的内径大于所述消融针定位套筒18的外径，所述若干下通孔121通过切槽依次连通形成与所述退针槽104相对应的下退针槽15。

如图1所示，底座12自身具有朝上开口的容纳腔，下通孔121与套筒安装部103的位置相对应，也即下通孔121正对套筒安装部103的下方进行设置。通过设置底座12，可以将夹紧组件10放置于底座12内部。

进一步地，如图1所示，所述若干下通孔121通过切槽依次连通形成与所述退针槽104相对应的下退针槽15，也即在所述底座12位于所述第一夹紧部101以及第二夹紧部102之间的区域设置有下退针槽15。

具体地，下退针槽15自身沿图1中y轴方向延伸，同时连通相邻两个下通孔121。通过设置下退针槽15，当完成多根能量消融针23的布针操作后，可以通过下退针槽15实现底座12相对能量消融针23的移动，从而实现能量消融针23相对底座12的脱离，从而避免底座12阻挡在患者的上方，对后续的治疗操作造成不良影响。

进一步地，所述夹紧组件的上端和/或下端设有限位凸台和/或限位槽，所述上盖板17和/或所述底座12的对应部位设有限位槽和/或限位凸台，所述限位槽沿着所述第一夹紧部101和所述第二夹紧部102相对运动的方向延伸，所述夹紧组件在所述驱动机构驱动下沿着所述上盖板和/或所述底座的限位凸台和/或限位槽运动。

具体地，如图1所示，所述上盖板17上设置有限位槽13，所述夹紧组件10与所述限位槽13对应的部位设置有所述限位凸台14。

具体地，如图1所示，限位槽13自身沿着图1中x轴所示的方向进行延伸。限位凸台14可以呈点状设置，也可以呈条状设置，只要可以实现与限位槽13的配合即可。同时，限位凸台14自身呈一体状设置在底座12或者夹紧组件10上，当底座12或夹紧组件10通过金属材质制成时，可以采用一体铸造的方式将限位凸台14进行制备。

如图1所示，所述限位槽13同时设置在所述底座12上，所述第一夹紧部101和所述第二夹紧部102与所述限位槽13相对应的部位分别设置有所述限位凸台14。

本实施例中，为了实现丝杠结构的稳定工作，在底座12的左右两侧还分别设置有挡板19，丝杠结构通过挡板19及底座12侧壁上的通孔伸出，在通孔上设置有轴承20，同时在丝杠结构上安装有调节旋钮21，医护人员可以通过手动调节的方式实现丝杠结构的运动。

本实施例提供的辅助布针装置的工作过程如下：

首先通过手动或者电动的方式，控制机械臂运动，并进一步带动夹紧机构在水平以及高度方向进行移动，直至与患者病灶位置相对应。当夹紧机构的位置调整完毕后，通过丝杠结构控制夹紧组件的第一夹紧部和第二夹紧部发生相对打开，此时将消融针定位套筒放入到夹紧组件的套筒安装部，然后控制第一夹紧部和第二夹紧部发生相对靠近，从而完成对消融针定位套筒的夹紧操作，进一步地，将需要进行穿刺等操作的能量消融针放入消融针定位套筒中，由于能量消融针自身均设置有刻度，因此通过控制能量消融针的刻度在消融针定位套筒中的位置，可以实现对能量消融针相对患处的高度位置调节，从而确保布针高度的精确性。

当完成布针操作后，控制丝杠结构运动，使得第一夹紧部与第二夹紧部发生相对打开，此时消融针定位套筒将在重力作用下发生自由下落。进一步地，再次控制机械臂，使得能量消融针通过上盖板上的下退针槽以及上盖板上的上退针槽与夹紧组件发生脱离，从而方便医生进行后续的治疗操作。

当完成治疗后，此时消融针定位套筒仍停留在患者的身体上，此时医生可以一手控制住消融针定位套筒，另一只手进行拔针操作，通过消融针定位套筒的限制，可以提高在拔针过程中的稳定性。

实施例2

本实施例提供一种手术机器人，如图2所示，包括：

机械臂6。具体地，机械臂6自身可以在空间中实现运动，机械臂6的动力来源可以是人工驱动，也可以在机械臂6上设置多个电机结构，具体的设置方式在本实施例中不进行限定，可以采用现有技术中的常规操作。

实施例1提供的能量消融针夹持装置，所述机械臂作用在所述能量消融针夹持装置上，用以带动能量消融针夹持装置移动；

进一步地，机械臂6与能量消融针夹持装置的夹紧机构相连接，对机械臂6有夹紧机构之间的连接方式不进行限定，机械臂6可以直接与夹紧机构相连，也可以通过辅助结构与夹紧机构相连。只要可以实现机械臂6对夹紧机构的驱动动作即可。

若干消融针定位组件，所述消融针定位组件包括消融针定位套筒和用于穿入所述消融针定位套筒的能量消融针，所述消融针定位套筒适于插装到所述套筒安装部。

具体地，如图1、图2和图5所示，在所述消融针定位套筒18上设置有凸起部181，所述凸起部181的外径小于所述上通孔的内径。

通过设置凸起部181并限定凸起部181的外径小于上通孔的内径，可以确保当第一夹紧部101与第二夹紧部102之间在夹持状态时，消融针定位套筒18直接作用在夹紧组件10的上表面位置。同时，当需要进行退针时，控制夹紧组件10松开，此时消融针定位套筒18将解除对凸起部181的限制，消融针定位套筒18自身将自行下落。

本实施例中提供的手术机器人，其上用以进行安装多根不同功能的针，根据所要治疗的疾病的类别不同可以选择不同类型的针，例如当进行针灸治疗时，可以采用针灸治疗转用的不锈钢针。同样的，在中医领域还可以通过对应的针进行放血治疗。

本实施例中的手术机器人同时可以用在肿瘤治疗领域，在肿瘤的治疗过程中，需要进行电消融操作，此时需要将能量消融针23放置到肿瘤组织相对应的部位，通过肿瘤大小和形态共同决定探针的数量和间距，进行正确布针。本实施例中对于肿瘤大小及形态的确定不进行限定，可以通过患者的CT图像建立包括病灶的人体三维模型，从而实现对肿瘤相关信息的确定。然后通过本实施例中的能量消融针夹持装置，通过消融针定位套筒18、夹紧机构等结构的组合，在消融针定位套筒18中放置能量消融针23，实现对肿瘤区域的布针操作，同时还可以对能量消融针23进入到肿瘤内部的尺寸进行精确控制，从而提高对肿瘤的消融效果。

实施例3

本实施例提供一种能量消融系统，如图6所示该系统包括能量消融针23、机械臂6、导航系统以及上述实施例中的夹持装置100。

能量消融针23用于穿刺入人体，利用能量对体内病灶进行消融。能量消融针23通常包括能量发生装置和能量输出端，具体可以是射频消融针、微波消融针或者不可逆电穿孔（irreversible electroporation，IRE）消融针，也可以是它们的组合。

机械臂6设有用于定位能量消融针23的空间位置的追踪器，机械臂6作用在夹持装置100上，用以带动夹持装置100移动；

示例性的，导航系统包括导航双目摄像机1、摄像机支架2、导航显示器3、导航承载台车4、多自由度诊断床7、机械臂承载台车8、人体定位带9。

具体地，导航系统用于根据患者的医学图像建立人体三维模型，利用患者身体上的追踪器获取人体空间位置，与人体三维模型进行配准以使其与人体空间位置相互对应，基于人体三维模型确定针对病灶的穿刺路径数据，利用机械臂6上的追踪器捕捉能量消融针23的空间位置，并根据穿刺路径数据控制机械臂6将能量消融针23对准人体皮肤。

穿刺路径数据包括穿刺点信息、入针方向信息和入针深度信息等用于指示能量消融针23从人体体表到病灶的路径信息，该路径必须是直线。能量消融针23设有一个或多个输出通道，具体需要使用哪些电极，取决于消融手段，即装置的类型；也取决于病灶的位置、尺寸等等因素。因此，每个输出通道分别对应一个穿刺路径，也即穿刺路径数据的数量可以是多个。特别是IRE设备，此类设备具有至少两个电极针(输出通道)，为此导航系统要计算出至少两个穿刺路径，病灶的整体或一部分（消融目标，如肿瘤）位于多个穿刺路径之间。

在确定了一个或多个穿刺路径之后，导航系统将夹持装置100移动到能够覆盖穿刺路径的位置，比如将夹持装置100的中心对准病灶投影平面的中心，然后系统可以根据夹持装置100上消融针定位套筒18的排布情况计算出合适的消融针定位套筒18，使能量消融针23穿过套筒后能够对准穿刺路径；或者也可以由人工根据患者的图像数据，选择合适的消融针定位套筒18。

然后系统或者人工将能量消融针23刺入穿刺路径，抵达消融目标（病灶）后，启动能量发生装置，执行消融动作。

根据本发明提供的能量消融系统，其中的导航系统能够根据机械臂上的追踪器和设置于患者体表的追踪器、穿刺路径数据，控制机械臂移动，将能量消融针对准人体皮肤上相应的入针点，以使其能够按照预先设定的穿刺路径准确实施穿刺，由此提高消融术的便利性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种能量消融针夹持装置，其特征在于，包括：

夹紧机构，用于连接在手术机器人的机械臂（6）上，所述夹紧机构包括若干并排设置的夹紧组件（10），所述夹紧组件（10）包括可相对靠近或远离的第一夹紧部（101）和第二夹紧部（102），所述第一夹紧部（101）和所述第二夹紧部（102）呈长条形结构，所述第一夹紧部（101）与所述第二夹紧部（102）的相对面上成型有相应的缺口，相应的缺口拼接成用于插装消融针定位套筒（18）的若干套筒安装部（103），能量消融针（23）适于穿入所述消融针定位套筒（18）的消融针定位孔中，所述能量消融针（23）上设置有刻度；

驱动机构，用于驱动所述夹紧组件，以使若干所述第一夹紧部（101）和若干所述第二夹紧部（102）相互靠近或远离以夹持或松开所述消融针定位套筒（18）；所述第一夹紧部（101）和所述第二夹紧部（102）在远离时两个所述相对面之间形成用于能量消融针（23）退针的退针槽（104）。

2.根据权利要求1所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，还包括外壳，所述外壳包括固定设置在所述夹紧机构上方的上盖板（17），所述上盖板（17）成型有与所述若干套筒安装部（103）相对应的若干上通孔（172），所述上通孔（172）的内径大于所述消融针定位套筒（18）的外径，所述若干上通孔（172）通过切槽依次连通形成与所述退针槽（104）相对应的上退针槽（171）。

3.根据权利要求2所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述外壳还包括底座（12），所述底座（12）中形成有容纳腔，所述夹紧组件设置在所述容纳腔中，所述底座（12）与所述若干套筒安装部（103）相对应的部位设置有若干下通孔（121），所述下通孔（121）的内径大于所述消融针定位套筒（18）的外径，所述若干下通孔（121）通过切槽依次连通形成与所述退针槽（104）相对应的下退针槽（15）。

4.根据权利要求3所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述夹紧组件的上端和/或下端设有限位凸台和/或限位槽，所述上盖板（17）和/或所述底座（12）的对应部位设有限位槽和/或限位凸台，所述限位槽沿着所述第一夹紧部（101）和所述第二夹紧部（102）相对运动的方向延伸，所述夹紧组件在所述驱动机构驱动下沿着所述上盖板和/或所述底座的限位凸台和/或限位槽运动。

5.根据权利要求2所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，

所述驱动机构被配置为驱动若干所述第一夹紧部（101）和若干所述第二夹紧部（102）以使若干所述第一夹紧部和若干所述第二夹紧部同时相互靠近或远离。

6.根据权利要求5所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述驱动机构包括

成型在所述第一夹紧部（101）的端部的第一螺纹孔（1011）和第一通孔（1012）；

成型在所述第二夹紧部（102）的端部的第二螺纹孔（1021）和第二通孔（1022），所述第二螺纹孔与所述第一通孔正对，所述第二通孔与所述第一螺纹孔正对；

两根丝杠（22），一根穿设若干所述第一夹紧部的第一螺纹孔和若干所述第二夹紧部的第二通孔用于驱动所述若干第一夹紧部同时运动，另一根穿设若干所述第一夹紧部的第一通孔和若干所述第二夹紧部的第二螺纹孔用于驱动所述若干第二夹紧部同时运动。

7.根据权利要求5所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述驱动机构包括

成型在所述第一夹紧部的端部的第三螺纹孔；

成型在所述第二夹紧部的端部的第四螺纹孔，所述第四螺纹孔与所述第三螺纹孔正对，所述第四螺纹孔的旋向与所述第三螺纹孔的旋向相反；

一根丝杠，成型有依次交替且旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，所述丝杠穿设若干所述第一夹紧部的所述第三螺纹孔和若干所述第二夹紧部的所述第四螺纹孔，所述第一螺纹段与第三螺纹孔配合，所述第二螺纹段与所述第四螺纹孔配合。

8.根据权利要求1所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

至少一个丝杠结构连接部，包括设置在所述第一夹紧部（101）和所述第二夹紧部（102）的其中一个上的螺纹孔，以及设置在所述第一夹紧部（101）和所述第二夹紧部（102）的其中另一个上、并与所述螺纹孔相对设置的通孔；

对应设置的丝杠，与所述螺纹孔相连接。

9.根据权利要求6-8任一所述的能量消融针夹持装置，其特征在于，所述丝杠连接在所述夹紧组件的相对所述退针槽的出口所在一端的另一端的端部。

10.一种手术机器人，其特征在于，包括：

机械臂（6）；

权利要求1-9任一所述的能量消融针夹持装置，所述机械臂（6）作用在所述能量消融针夹持装置上，用以带动能量消融针夹持装置移动；

若干消融针定位组件，所述消融针定位组件包括消融针定位套筒和用于穿入所述消融针定位套筒的能量消融针，所述消融针定位套筒适于插装到所述套筒安装部。

11.根据权利要求10所述的手术机器人，其特征在于，所述消融针定位套筒（18）上设置有凸起部（181），所述凸起部（181）的外径小于上盖板的上通孔和底座的下通孔的内径。

12.一种能量消融系统，其特征在于，包括：

能量消融针（23）、机械臂（6）、导航系统以及权利要求1-9任一所述的夹持装置，其中

能量消融针（23）用于穿刺入人体，利用能量对体内病灶进行消融；

所述机械臂（6）设有用于定位能量消融针（23）的空间位置的追踪器，所述机械臂（6）作用在所述能量消融夹持装置上，用以带动夹持装置移动；

导航系统，用于根据患者的医学图像建立人体三维模型，利用患者身体上的追踪器获取人体空间位置，与所述人体三维模型进行配准以使其与所述人体空间位置相互对应，基于所述人体三维模型确定针对所述病灶的穿刺路径数据，利用所述机械臂（6）上的追踪器捕捉所述能量消融针（23）的空间位置，并根据所述穿刺路径数据控制所述机械臂（6）将所述能量消融针（23）对准人体皮肤。

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