CN205612539U - 控制式机械臂微创介入消融系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制式机械臂微创介入消融系统，包括中央控制装置、定位成像装置以及消融执行装置，所述中央控制装置包括定位成像控制单元和消融控制单元，所述定位成像控制单元控制定位成像装置形成病变部位图像，病变部位图像的尺寸经消融控制单元按照预设的程序转化成位移量，所述消融执行装置包括主机、设置于主机上的机械手臂以及位于机械手臂末端的消融针，消融执行装置的机械手臂在消融控制单元的控制下按照所述位移量定位到病变部位，对病变部位图像进行射频消融或微波消融，本实用新型具有精确定位病变部位、消融切除彻底的优点，同时保护医生不受辐射的危害。

Description

控制式机械臂微创介入消融系统

技术领域

本实用新型涉及一种医疗器械领域，具体是涉及一种控制式机械臂微创介入消融系统。

背景技术

当人体内部发生病变时，且患者的身体状况不允许进行手术割除治疗情况下，有时需要利用穿刺的手段对病灶进行活检或治疗(射频消融、化学消融、射频消融)。近年来射频消融应用的越来越广泛，微波是指频率在300MHz-300GHz之间，波长在1米(不含1米)到0.1厘米之间的高频电磁波。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波量子的能量为199×10-25～1.99×10-21焦耳。微波磁场可以使周围的分子高速旋转运动并摩擦升温，从而使组织凝固、脱水坏死，达到治疗的目的。射频，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～300GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。高频(大于10K)；射频(300K-300G)是高频的较高频段；微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。

射频消融或微波消融通常是借助于仪器如CT/MRI扫描装置测定出病灶与皮肤定位点的方位和穿刺针(消融针)的深度，首先在人体的横剖面上测出病灶的位置，在该层面中选择最佳进针位置和进针角度，利用进针层面、进针角度和进针深度的三维构像决定病灶及穿刺针(消融针)进针的精确位置。虽然CT/MRI扫描装置能够准确地确定三维的进针角度和进针深度，但穿刺手术的过程都是将病人从CT/MRI扫描层面移出后进行的，当病人离开CT扫描装置时，医生只能根据自己的判断，确定一个大致的进针方向，进行穿刺，然后再进行CT扫描加以确认。进行消融手术时，皮肤进针点确定后即开始穿刺肿瘤靶点。穿刺中通常借助量角器确定进针角度与设计穿刺角度尽可能的保持一致，但实际操作过程中由于徒手操作往往误差较大，初学者很难一次成功地准确刺准靶点。往往在穿刺过程中，需反复CT扫描确认并调整穿刺针的角度和人体断层平面的夹角。从而使手术时间延长、病人辐射剂量大大增加。由于反复穿刺和肿瘤靶点穿刺精确度差而使手术并发症增加，并直接影响治疗效果。

另外，现有的立体定向技术很难应用到人体其他部位的手术中，主要原因是人体其他部位的软组织相对于周围的骨骼组织位置不固定，使影像空间和病人空间很难取得一致的坐标定位。因此人体其他部位的介入穿刺还没有一个固定的导向定位/姿装置可以将穿刺针的方向固定下来，通常使用实时CT影像的引导，但由于没有穿刺导引定位/姿，仍存在穿刺过程中的盲目性，医生手中的穿刺器械没有客观精确的位置标记，很难在穿刺过程中将穿刺针固定在预定轨迹上，只能凭借医生个人的经验，需不断进行影像扫描调整方向，最终结果可能还是与理想计划路线有一定的偏移，且费时并影响治疗效果。另外，CT扫描时医生用手扶持穿刺针，会遭受不必要的射线照射。

由于人为的因素较多，常常造成进针不准确，影响治疗精度。有时需要重复多次进针，严重时会导致误穿，给患者带来极大的痛苦和风险。还有，对于肿瘤患者，手术时有可能切除不彻底，这对病患也是一种严重的隐患，有可能因肿瘤切除不彻底而引起复发等后果。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够精确定位病变部位并准确进行消融的控制式机械臂微创介入消融系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种控制式机械臂微创介入消融系统，实现对肿瘤的精确定位，机械手臂产生位移进行消融，不需要医生手持消融针，有效防止射线对医生身体的伤害。

具体的，为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种控制式机械臂微创介入消融系统，包括中央控制装置、定位成像装置以及消融执行装置，所述定位成像装置与消融执行装置分别与中央控制装置电连接，

所述中央控制装置包括定位成像控制单元和消融控制单元，所述定位成像控制单元控制定位成像装置形成病变部位图像，病变部位图像的尺寸经消融控制单元按照预设的程序转化成位移量，

所述消融执行装置包括主机、设置于主机上的机械手臂以及位于机械手臂末端的消融针，消融执行装置的机械手臂在消融控制单元的控制下按照所述位移量定位到病变部位，对病变部位图像进行射频消融，所述主机包括用于输出射频电流的射频仪和输出微波电流的微波消融仪，所述主机在消融控制单元的控制下启动射频仪或微波消融仪，从而输出射频电流或微波电流，传至消融针，所述消融针辐射出射频能量或微波能量，

所述机械手臂包括底座法兰、顶部法兰以及设置于底座法兰和顶部法兰之间的六轴机械臂。

进一步的，六轴机械臂包括第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴、第五连接轴以及第六连接轴，第一连接轴和第二连接轴连接，第四连接轴、第五连接轴、第六连接轴依次连接，第四连接轴和第五连接轴平行设置，并且均垂直于第五连接轴，第二连接轴和第三连接轴之间设有第一机械臂杆体，第三连接轴和第四连接轴之间设有第二机械臂杆体。

进一步的，所述机械手臂末端设置有夹紧装置，所述夹紧装置用于夹持消融针。

进一步的，位移量为一连串连续的值。

进一步的，所述中央控制装置上设有监控屏幕，所述监控屏幕与控制软件单元连接。

进一步的，所述消融针顶部设有温度传感器和与温度传感器连接的冷却装置，所述温度传感器和冷却装置用于调整消融针的工作温度。

进一步的，所述定位成像装置为移动式C型臂X射线机，移动式C型臂结合DSA和CBCT技术，即数字减影血管造影和锥形束投照计算重组断层影像，实现三维显影。

进一步的，所述消融针设置有一个或一个以上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在以下几个方面：

1、射频、微波热场分布均匀，能量集中，热效率高，治疗时间短；

2、设置多个消融针，可同时工作，能达到较大的消融体积；

3、治疗时，坏死阻止凝固范围从消融针周围360°快速向外扩展，对病变阻止消融彻底，疗效直接显著，充血带较窄，实现肿瘤临床弯曲灭活；

4、消融执行装置在中央控制装置的控制下，实现对肿瘤的精确定位，机械手臂产生位移进行消融，六轴机械臂使机械手臂实现360°旋转，使消融系统更加精准控制穿刺角度，进一步确保手术安全，并且有效防止射线对医生身体的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本实用新型的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例公开的控制式机械臂微创介入消融系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例公开的机械手臂的结构示意图。

具体实施方式

请参照图1，一种控制式机械臂微创介入消融系统，包括中央控制装置5、定位成像装置6以及消融执行装置，所述定位成像装置与消融执行装置分别与中央控制装置电连接，

中央控制装置包括定位成像控制单元和消融控制单元，所述定位成像控制单元控制定位成像装置形成病变部位图像，病变部位图像的尺寸经消融控制单元按照预设的程序转化成位移量。

所述消融执行装置包括主机4、设置于主机上的机械手臂1以及位于机械手臂末端的消融针3，消融执行装置的机械手臂在消融控制单元的控制下按照所述位移量定位到病变部位，对病变部位图像进行射频消融，所述主机包括用于输出射频电流的射频仪41和输出微波电流的微波消融仪42，所述主机在消融控制单元的控制下启动射频仪或微波消融仪，从而输出射频电流或微波电流，传至消融针，所述消融针辐射出射频能量或微波能量。可根据实际手术需要，对主机选择输出射频电流或者微波电流。

下面请参照图2，机械手臂1包括底座法兰101、顶部法兰103以及设置于底座法兰和顶部法兰之间的六轴机械臂。

进一步的，所述六轴机械臂包括第一连接轴1021、第二连接轴1022、第三连接轴1023、第四连接轴1024、第五连接轴1025以及第六连接轴1026，第一连接轴和第二连接轴连接，第四连接轴、第五连接轴、第六连接轴依次连接，第四连接轴和第五连接轴平行设置，并且均垂直于第五连接轴，第二连接轴和第三连接轴之间设有第一机械臂杆体，第三连接轴和第四连接轴之间设有第二机械臂杆体。第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴、第五连接轴以及第六连接轴可做360°旋转，从而使得机械手臂可360°旋转，大大提高穿刺角度的精准性。

所述机械手臂末端设置有夹紧装置，所述夹紧装置用于夹持消融针。机械手臂与消融针之间设有推进装置2，夹紧装置设置于推进装置上，推进装置用于推进消融针的滑动。

进一步的，位移量为一连串连续的值。

进一步的，所述中央控制装置上设有监控屏幕，所述监控屏幕与控制软件单元连接。

进一步的，所述消融针顶部设有温度传感器和与温度传感器连接的冷却装置，所述温度传感器和冷却装置用于调整消融针的工作温度。对消融针顶部的说明如下：以消融针接触病患的一端为底部，则消融针的另一端为顶部。

进一步的，所述定位成像装置为移动式C型臂X射线机，移动式C型臂结合DSA和CBCT技术，即数字减影血管造影和锥形束投照计算重组断层影像，实现实时三维动态重建画面，医生通过画面来操作机械臂进行穿刺到靶点，进行可控区域消融，杀死肿瘤细胞，实现远程医疗，保护医生不受射线的伤害。

进一步的，所述消融针设置有一个或一个以上。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，包括中央控制装置、定位成像装置以及消融执行装置，所述定位成像装置与消融执行装置分别与中央控制装置电连接，

所述中央控制装置包括定位成像控制单元和消融控制单元，所述定位成像控制单元控制定位成像装置形成病变部位图像，病变部位图像的尺寸经消融控制单元按照预设的程序转化成位移量，

所述消融执行装置包括主机、设置于主机上的机械手臂以及位于机械手臂末端的消融针，消融执行装置的机械手臂在消融控制单元的控制下按照所述位移量定位到病变部位，对病变部位图像进行射频消融，所述主机包括用于输出射频电流的射频仪和输出微波电流的微波消融仪，所述主机在消融控制单元的控制下启动射频仪或微波消融仪，从而输出射频电流或微波电流，传至消融针，所述消融针辐射出射频能量或微波能量，

所述机械手臂包括底座法兰、顶部法兰以及设置于底座法兰和顶部法兰之间的六轴机械臂。

2.如权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，所述六轴机械臂包括第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴、第五连接轴以及第六连接轴，第一连接轴和第二连接轴连接，第四连接轴、第五连接轴、第六连接轴依次连接，第二连接轴和第三连接轴之间设有第一机械臂杆体，第三连接轴和第四连接轴之间设有第二机械臂杆体。

3.如权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，所述机械手臂末端设置有夹紧装置，所述夹紧装置用于夹持消融针。

4.根据权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，位移量为一连串连续的值。

5.根据权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，所述中央控制装置上设有监控屏幕，所述监控屏幕与控制软件单元连接。

6.根据权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于：所述消融针顶部设有温度传感器和与温度传感器连接的冷却装置，所述温度传感器和冷却装置用于调整消融针的工作温度。

7.根据权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，所述定位成像装置为移动式C型臂X射线机。

8.根据权利要求1所述的控制式机械臂微创介入消融系统，其特征在于，所述消融针设置有一个或一个以上。