CN209392613U - 一种多部位激光引导粒子植入的行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，包括滑轨、支撑板、滑动控制装置和升降连接装置，所述支撑板通过滑块与滑轨滑动连接，所述滑动控制装置包括伺服电机、齿轮和齿条，滑轨旁设置有齿条，伺服电机固定连接在支撑板上，伺服电机的转轴上固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述升降连接装置包括螺杆和支撑杆组，螺杆与支撑杆组上的连接杆螺纹连接，支撑杆组与支撑板转动连接，支撑班组下方转动连接有连接板，所述连接板上连接有激光引导粒子植入装置。本实用新型通过设置滑轨、滑动控制装置和升降连接装置，使本实用新型滑动方便，可以进行电动控制，且具有调节升降的能力。

Description

一种多部位激光引导粒子植入的行走机构

技术领域

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种多部位激光引导粒子植入的行走机构。

背景技术

粒子植入全称为“放射性粒子植入治疗技术”，是一种将放射源植入肿瘤内部，让其以摧毁肿瘤的治疗手段。粒子植入治疗技术涉及放射源，其核心是放射粒子。现在临床运用的是一种被称为碘125的物质。每个碘125粒子就像一个小太阳，其中心附近的射线最强，可最大限度降低对正常组织的损伤。粒子植入治疗可以追溯到上世纪初。目前，放射性粒子植入治疗早期前列腺癌在美国等国家已成为标准治疗手段，在国内其治疗理念也渐渐得到认可。

目前，放射性粒子的植入是通过人工方式完成，具体的，通过多部位激光引导粒子植入设备的引导，将穿刺外针插入至病人肿瘤位置，穿刺外针的头部连接至植入枪的穿刺外针接口，植入枪上具有粒子弹匣，粒子弹匣中的最前方的粒子位于植入枪的弹道中，通过医务人员手动将针芯沿弹道推拉进而将弹道中的放射性粒子沿穿刺外针推入至病人肿瘤位置。但目前采用3d打印技术制作针板来引导穿刺针，但该引导模板没有良好的调整装置，导致在粒子植入过程中需要进行角度调整时无法对角度或落点进行调整，导致粒子植入不够精确，无法准确杀死病变细胞组织，或者对正常细胞组织产生影响；且因为采用固定式的模板结构，只能在同一区域内设置有限数量的针道，为了提高稳定性，模板上的针孔具有一定厚度的护壁，从而使得针道之间会互相影响，导致采用模板的方式进行穿刺针插入时有一定间距的限制，无法灵活布置。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，以解决现有技术中的多部位激光引导粒子植入装置固定不动，无法根据病床位置进行即时调整的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，包括滑轨、支撑板、滑动控制装置和升降连接装置，所述支撑板与滑轨滑动连接，所述滑动控制装置与支撑板相连，所述升降连接装置固定连接在支撑板上，所述升降连接装置下端连接有激光引导粒子植入装置。

进一步地，所述支撑板上固定连接有滑块，所述滑轨呈圆柱状，所述滑块上设有与滑轨形状所对应的凹槽，所述滑轨位于滑块的凹槽内并与滑块滑动连接，所述滑块上的凹槽的深度大于滑轨的半径。支撑板与滑轨之间滑动连接可以通过多种方式实现，如在支撑板上安装滚轮，或者直接在支撑板上设置凹槽与滑轨配合，但是滚轮安装起来较为麻烦，且与滑轨连接不够稳定，而在支撑板上直接设置凹槽，会降低支撑板的强度，优选的，支撑板通过滑块与滑轨连接，滑块的制造非常简单。将滑轨设置成圆柱状，在滑块上设置与滑轨形状所对应的凹槽，使两者形成紧密的配合，圆柱状的滑轨也有利于减小摩擦力，使滑动更顺畅。但是如果凹槽深度太浅，支撑板如果受到非垂直向下的力很容易使滑块与滑轨分离，导致连接不够稳定，因此将滑块上的凹槽的深度设置为大于滑轨的半径，由于凹槽为圆弧形，滑轨为圆柱状，凹槽将限制滑轨从其中滑出，保证两者的连接紧密性。

进一步地，所述滑动控制装置包括伺服电机、齿轮和齿条，所述滑轨旁设置有齿条，所述伺服电机固定连接在支撑板上，所述伺服电机的转轴上固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合。滑动控制装置主要是为支撑板的滑动提供动力并控制其滑动，可通过液压缸或者气缸的形式进行控制，但是由于支撑板的运动轨迹较长，因此采用液压缸或气缸的形式不太方便，优选的，采用齿轮齿条配合伺服电机的形式进行控制，将伺服电机固定在支撑板上，并在伺服电机转轴上设置齿轮，通过电机带动齿轮，齿轮与齿条啮合所产生的力，带动支撑板沿滑轨滑动，齿条与滑轨平行设置，这样的设置只需要控制伺服电机的转动即可控制支撑板的滑动情况，十分方便。

进一步地，所述支撑板上固定连接有伺服电机支架，所述伺服电机的转轴穿过伺服电机支架并与其转动连接。由于伺服电机与齿条之间会有一段距离，而齿轮和齿条需要啮合，因此伺服电机的转轴具有一定长度，当负载过重时或转轴的长度过长，容易引起转轴的颤动，导致此轮和齿条之间跳齿，甚至损坏齿轮和齿条。因此，在支撑板上固定连接有伺服电机支架，所述伺服电机的转轴穿过伺服电机支架并与其转动连接，利用伺服电机支架对转轴进行支撑，保证转轴沿轴线转动，同时保证齿轮和齿条之间良好的啮合。

进一步地，所述升降连接装置包括支撑杆、螺杆、连接杆和连接板，所述连接板上连接有激光引导粒子植入装置，所述支撑杆每四根首尾铰接在一起构成一个支撑杆架，每两个支撑杆架中间的铰接点采用连接杆一一对应相连形成一个支撑杆组，所述支撑杆组一端与支撑板转动连接，另一端与连接板转动连接，所述支撑板与连接板之间设置有至少两个支撑杆组，所述连接杆上设置有与螺杆相对应的螺纹孔，所述螺杆通过螺纹孔与所有连接杆螺纹连接。支撑杆主要用于连接支撑板和连接板，支撑杆每四根首尾铰接在一起构成一个支撑杆架，即用支撑杆铰接为一个平行四边形，可通过调节支撑杆之间的夹角调节支撑杆架上对角铰接点的距离，从而调整支撑板与连接板之间的距离。将支撑杆架每两个连接成一个支撑杆组，用连接杆将两个支撑杆架中间相对应的铰接点相连，当需要调节支撑杆组上下两个铰接点的距离时，只需要调节两个连接杆之间的距离即可。为了连接杆之间的距离调节方便，在连接杆上设置有螺孔，两相邻连接杆用螺杆连接，螺杆与连接杆上的螺孔螺纹连接。当螺杆正转时，两连接杆的距离拉近，支撑板与连接板之间的距离变远；当螺杆反转时，两连接杆的距离拉远，支撑板与连接板之间的距离变近。

进一步地，所述支撑杆组一端与支撑板吊耳铰接，另一端与连接板吊耳铰接，所述支撑板吊耳与支撑板固定连接，所述连接板吊耳与连接板固定连接。支撑板吊耳和连接板吊耳主要是起到方便连接的作用，保证支撑板和连接板连接处具有足够的强度。

进一步地，所述支撑板上设置有定位孔，所述滑轨上也设置有与定位孔相对应的孔。支撑板在滑轨上滑动是为了调节支撑板的位置，当支撑板的位置调节恰当后，需要将其进行固定，相应的在支撑板上设置有定位孔，滑轨上也设置有对应的孔，当需要固定时，只需要将一根与定位孔直径大小相同的杆插入定位孔和滑轨上的孔中，即可将支撑板与滑轨进行固定，当需要滑动时，取出杆即可进行滑动，十分便捷。

本实用新型的有益效果为：

1、通过设置滑轨、滑动控制装置和升降连接装置，使本实用新型滑动方便，可以进行电动控制，且具有调节升降的能力。

2、通过设置齿轮齿条和伺服电机进行滑动控制，控制稳定，连接方便。

3、通过螺杆和支撑杆组来调节与本实用新型所连接的装置的升降高度，调节能力强，操作方便，结构简单。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是支撑板与升降连接装置的右视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是激光引导粒子植入装置的示意图；

图中：1-滑轨；2-滑块；3-支撑板；31-定位孔；4-伺服电机支架；5-伺服电机；6-齿轮；7-齿条；8-支撑板吊耳；9-支撑杆；10-螺杆；11-连接杆；12-连接板吊耳；13-连接板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1、2、3所示，一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，包括滑轨1、支撑板3、滑动控制装置和升降连接装置，所述支撑板3与滑轨1滑动连接，所述滑动控制装置与支撑板3相连，所述升降连接装置固定连接在支撑板3上，所述升降连接装置下端连接有激光引导粒子植入装置。

当激光引导粒子植入装置需要调整位置时，可将调整信息通过信号输入到滑动控制装置内，滑动控制装置带动支撑板3移动，从而带动升降连接装置以及和升降连接装置相连的激光引导粒子植入装置移动；当需要调整激光引导粒子植入装置的高度时，可将调整信息通过信号输入到升降连接装置或者根据调整信息手动调节升降连接装置，从而调节激光引导粒子植入装置的高度。

实施例2：

作为本实用新型的优选方案，在实施例1的基础上，所述支撑板3上固定连接有滑块2，所述滑轨1呈圆柱状，所述滑块2上设有与滑轨1形状所对应的凹槽，所述滑轨1位于滑块2的凹槽内并与滑块2滑动连接，所述滑块上的凹槽的深度大于滑轨的半径。

支撑板3与滑轨1之间滑动连接可以通过多种方式实现，如在支撑板3上安装滚轮，或者直接在支撑板3上设置凹槽与滑轨1配合，但是滚轮安装起来较为麻烦，且与滑轨1连接不够稳定，而在支撑板3上直接设置凹槽，会降低支撑板3的强度，优选的，支撑板3通过滑块2与滑轨1连接，滑块2的制造非常简单。将滑轨1设置成圆柱状，在滑块2上设置与滑轨1形状所对应的凹槽，使两者形成紧密的配合，圆柱状的滑轨1也有利于减小摩擦力，使滑动更顺畅。但是如果凹槽深度太浅，支撑板3如果受到非垂直向下的力很容易使滑块2与滑轨1分离，导致连接不够稳定，因此将滑块2上的凹槽的深度设置为大于滑轨1的半径，由于凹槽为圆弧形，滑轨1为圆柱状，凹槽将限制滑轨1从其中滑出，保证两者的连接紧密性。

实施例3：

作为本实用新型的优选方案，在实施例1的基础上，所述滑动控制装置包括伺服电机5、齿轮6和齿条7，所述伺服电机5固定连接在支撑板3上，所述伺服电机5的转轴上固定连接有齿轮6，所述齿轮6与齿条7啮合。滑动控制装置主要是为支撑板3的滑动提供动力并控制其滑动，可通过液压缸或者气缸的形式进行控制，但是由于支撑板3的运动轨迹较长，因此采用液压缸或气缸的形式不太方便，优选的，采用齿轮6和齿条7配合伺服电机5的形式进行控制，将伺服电机5固定在支撑板3上，并在伺服电机5转轴上设置齿轮6，通过电机带动齿轮6，齿轮6与齿条7啮合所产生的力，带动支撑板3沿滑轨1滑动。如果齿条6与滑轨不呈平行状态，当齿轮6沿齿条7啮合前进时，会导致齿轮6有远离滑轨1运动的趋势，而齿轮6固定设置在伺服电机5的转轴上，会导致支撑板3无法运动并烧坏伺服电机5。为了保证滑动顺畅，齿条6与滑轨1平行设置，这样的设置只需要控制伺服电机5的转动即可控制支撑板3的滑动情况，十分方便。

实施例4：

作为本实用新型的优选方案，在实施例3的基础上，所述支撑板3上固定连接有伺服电机支架4，所述伺服电机5的转轴穿过伺服电机支架4并与其转动连接。由于伺服电机5与齿条7之间会有一段距离，而齿轮6和齿条7需要啮合，因此伺服电机5的转轴具有一定长度，当负载过重时或转轴的长度过长，容易引起转轴的颤动，导致此轮6和齿条7之间跳齿，甚至损坏齿轮6和齿条7。因此，在支撑板3上固定连接有伺服电机支架4，所述伺服电机5的转轴穿过伺服电机支架4并与其转动连接，利用伺服电机支架4对转轴进行支撑，保证转轴沿轴线转动，同时保证齿轮6和齿条7之间良好的啮合。

实施例5：

作为本实用新型的优选方案，在实施例1至4任意一个的基础上，所述升降连接装置包括支撑杆9、螺杆10、连接杆11和连接板13，所述连接板13上连接有激光引导粒子植入装置，所述支撑杆9每四根首尾铰接在一起构成一个支撑杆架，每两个支撑杆架中间的铰接点采用连接杆11一一对应相连形成一个支撑杆组，所述支撑杆组一端与支撑板吊耳8铰接，另一端与连接板吊耳12铰接，所述支撑板吊耳8与支撑板3固定连接，所述连接板吊耳12与连接板13固定连接，支撑板吊耳8和连接板吊耳12主要是起到方便连接的作用，保证支撑板3和连接板13连接处具有足够的强度。所述支撑板3与连接板13之间设置有至少两个支撑杆组，所述连接杆11上设置有与螺杆相对应的螺纹孔，所述螺杆10通过螺纹孔与所有连接杆11螺纹连接。支撑杆9主要用于连接支撑板3和连接板13，支撑杆9每四根首尾铰接在一起构成一个支撑杆架，即用支撑杆9铰接为一个平行四边形，可通过调节支撑杆9之间的夹角调节支撑杆架上对角铰接点的距离，从而调整支撑板3与连接板13之间的距离。将支撑杆架每两个连接成一个支撑杆组，用连接杆11将两个支撑杆架中间相对应的铰接点相连，当需要调节支撑杆组上下两个铰接点的距离时，只需要调节两个连接杆11之间的距离即可。为了连接杆11之间的距离调节方便，在连接杆11上设置有螺孔，两相邻连接杆11用螺杆10连接，螺杆10与连接杆11上的螺孔螺纹连接。当螺杆10正转时，两连接杆11的距离拉近，支撑板3与连接板13之间的距离变远；当螺杆10反转时，两连接杆11的距离拉远，支撑板3与连接板13之间的距离变近。

实施例6：

作为本实用新型的优选方案，在实施例1的基础上，所述支撑板3上设置有定位孔31，所述滑轨1上也设置有与定位孔31相对应的孔。支撑板3在滑轨1上滑动是为了调节支撑板3的位置，当支撑板3的位置调节恰当后，需要将其进行固定，相应的在支撑板3上设置有定位孔31，滑轨1上也设置有对应的孔，当需要固定时，只需要将一根与定位孔直径大小相同的杆插入定位孔31和滑轨上的孔中，即可将支撑板3与滑轨1进行固定，当需要滑动时，取出杆即可进行滑动，十分便捷。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

工作原理：如图1、2、3、4所示，在进行粒子植入时，如何将粒子精准的植入到预定区域是最需解决的问题。因此，在实际扎针之前，需要对扎针的路线进行规划、模拟，从而制定出一套最佳的扎针路线；其次，实际扎针时要保证植入针按预设的路线进行扎针，为此，我们通过可见激光进行引导，在扎针时只要保证植入针沿着可见激光的光线进行扎针，即可使得扎针的路线与预定路线相同；最后，需要确保粒子能精确到达某一深度，为此，我们通过可见激光测量植入针的插入深度，当到达相应深度时，停止插入植入针，将粒子通过植入针引导至肿瘤处。

首先通过超声、CT或MRI扫描患者的目标区域，得到目标区域的形状以及位置的断层扫描图，并将多张断层扫描图的数据包转入到医学建模软件中进行维度重建，该处医学建模软件可采用Arigin3D或Mimics系统，生成带有三维坐标系的病体模型，该病体模型可编辑且包含有目标区域内的体表轮廓数据、体内器官轮廓数据以及肿瘤轮廓数据。在患者目标区域上做一个体表标记点A0；然后对病体模型建立三维坐标系，所述三维坐标系以体表标记点A0作为坐标原点，以经过体表标记点A0的竖直线为z轴，并根据坐标原点和z轴确定x轴和y轴；在三维坐标系中对患者目标区域内的体表轮廓、体内器官轮廓以及肿瘤轮廓进行三维坐标编辑。

然后将建好的三维模型数据包传输到TPS系统中进行粒子布局。在TPS系统中通过在三维模型的人体表面确定坐标系原点并制定三维坐标系，同时确定总的粒子量，并得到粒子布局数量和位置。其中所述位置信息为在建立的坐标系中的坐标值，再根据粒子的数量和坐标值信息确定针道数量和针道的穿刺起点坐标、穿刺终点坐标，以及每根针道需要布局的粒子数量、粒子植入坐标和粒子的穿刺深度。最后将TPS系统中得到的所有粒子位置数据和针道数据输出到控制该角度偏移装置的控制系统中，控制系统可采用PLC控制系统。

在实际操作中，调整本装置的坐标原点与患者人体皮肤表面的坐标原点A0一致，并通过划线确定坐标系，以经过A0点竖直方向的垂线为Z轴，从而将输入到控制系统中的位置坐标信息转化为控制伺服电机转动的时间，从而进行激光引导路线。

当激光引导粒子植入装置需要调整位置时，可将调整信息通过信号输入到伺服电机5内，然后伺服电机5带动齿轮6转动，同时齿轮6在齿条7上滚动，带动支撑板3移动，从而带动升降连接装置以及和升降连接装置相连的激光引导粒子植入装置移动；当需要调整激光引导粒子植入装置的高度时，也可通过转动螺杆10，调节连接杆11之间的距离，以调节连接板13与支撑板3之间的距离，从而调节激光引导粒子植入装置的高度。

Claims (7)

1.一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：包括滑轨(1)、支撑板(3)、滑动控制装置和升降连接装置，所述支撑板(3)与滑轨(1)滑动连接，所述滑动控制装置与支撑板(3)相连，所述升降连接装置固定连接在支撑板(3)上，所述升降连接装置下端连接有激光引导粒子植入装置。

2.根据权利要求1所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述支撑板(3)上固定连接有滑块(2)，所述滑轨(1)呈圆柱状，所述滑块(2)上设有与滑轨(1)形状所对应的凹槽，所述滑轨(1)位于滑块(2)的凹槽内并与滑块(2)滑动连接，所述滑块(2)上的凹槽的深度大于滑轨(1)的半径。

3.根据权利要求1所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述滑动控制装置包括伺服电机(5)、齿轮(6)和齿条(7)，所述滑轨(1)旁设置有齿条(7)，所述伺服电机(5)固定连接在支撑板(3)上，所述伺服电机(5)的转轴上固定连接有齿轮(6)，所述齿轮(6)与齿条(7)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述支撑板(3)上固定连接有伺服电机支架(4)，所述伺服电机(5)的转轴穿过伺服电机支架(4)并与其转动连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述升降连接装置包括支撑杆(9)、螺杆(10)、连接杆(11)和连接板(13)，所述连接板(13)上连接有激光引导粒子植入装置，所述支撑杆(9)每四根首尾铰接在一起构成一个支撑杆架，每两个支撑杆架中间的铰接点采用连接杆(11)一一对应相连形成一个支撑杆组，所述支撑杆组一端与支撑板(3)转动连接，另一端与连接板(13)转动连接，所述支撑板(3)与连接板(13)之间设置有至少两个支撑杆组，所述连接杆(11)上设置有与螺杆相对应的螺纹孔，所述螺杆(10)通过螺纹孔与所有连接杆(11)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述支撑杆组一端与支撑板吊耳(8)铰接，另一端与连接板吊耳(12)铰接，所述支撑板吊耳(8)与支撑板(3)固定连接，所述连接板吊耳(12)与连接板(13)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种多部位激光引导粒子植入的行走机构，其特征在于：所述支撑板(3)上设置有定位孔(31)，所述滑轨(1)上也设置有与定位孔(31)相对应的孔。