CN213217470U - 一种穿刺针导引装置及手术机器人 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种穿刺针导引装置及手术机器人，穿刺针导引装置包括：多级套筒结构，每级直径较小的套筒依次嵌套在与其相邻的直径较大的套筒内部，直径最大的套筒设置在安装支架上，以在多级套筒结构处于全部展开状态下形成类圆锥体形状；每级套筒上均设置有贯穿单侧套筒壁的开口槽结构，以使穿刺针从开口槽结构置入多级套筒结构的套筒内部；除直径最小的套筒之外的其它套筒外壁均设置有球头销孔，除直径最大的套筒之外的其它套筒外壁均设置有螺旋导引沟槽，每一个螺旋导引沟槽内均设置有一个球头销，每个球头销限位在其所嵌套的上一级套筒的球头销孔中，以在拉伸或收缩多级套筒结构时，每级套筒延螺旋引导沟槽的轨迹移动。

Description

一种穿刺针导引装置及手术机器人

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，特别涉及一种穿刺针导引装置及手术机器人。

背景技术

随着微创手术的广泛开展，手术机器人技术在这一领域发挥着越来越重要的作用，尤其是基于医疗影像自动定位导航的穿刺机器人逐渐成为高效、精准手术的不二选择。

由于穿刺针的细长结构，机械刚度通常都不是很好，所以人工穿刺时医生会首先手持靠近针尖的位置，待刺入人体后再改变持针位置渐渐推入人体；但机器人穿刺时很难模仿这一复杂的人工动作，如果手术机器人直接握持穿刺针，由于不具有人工皮肤的包裹性和握持力度，很容易损坏穿刺针的结构，增加医疗成本。

实用新型内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种穿刺针导引装置及手术机器人，用以解决现有技术的如下问题：如果手术机器人直接握持穿刺针，由于不具有人工皮肤的包裹性和握持力度，很容易损坏穿刺针的结构，增加医疗成本。

一方面，本公开实施例提出了一种穿刺针导引装置，应用于手术机器人，包括：多级套筒结构，每级直径较小的套筒依次嵌套在与其相邻的直径较大的套筒内部，直径最大的套筒设置在安装支架上，以在所述多级套筒结构处于全部展开状态下形成类圆锥体形状；每级套筒上均设置有贯穿单侧套筒壁的开口槽结构，在所述多级套筒结构处于全部收缩状态下，所述开口槽结构处于同一水平线，以使穿刺针从所述开口槽结构置入所述多级套筒结构的套筒内部；除直径最小的套筒之外的其它套筒外壁均设置有球头销孔，除直径最大的套筒之外的其它套筒外壁均设置有螺旋导引沟槽，每一个螺旋导引沟槽内均设置有一个球头销，每个所述球头销限位在其所嵌套的上一级套筒的所述球头销孔中，以在拉伸或收缩所述多级套筒结构时，每级套筒延所述螺旋引导沟槽的轨迹移动。

在一些实施例中，在所述多级套筒结构处于全部展开状态下，首尾相接的全部的螺旋导引沟槽在套筒的截面投影覆盖的角度为360度。

在一些实施例中，在所述多级套筒结构处于全部收缩状态下，全部球头销所在的水平线与所述开口槽结构所在水平线平行。

在一些实施例中，第一套筒1嵌套在第二套筒2中，所述第二套筒2嵌套在所述第三套筒3中，所述第三套筒3嵌套在第四套筒4中，所述第四套筒4嵌套在第五套筒5中，所述第五套筒5固定在所述安装支架6上。

在一些实施例中，每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为90度。

在一些实施例中，第六套筒嵌套在第七套筒中，所述第七套筒嵌套在所述第八套筒中，第八套筒嵌套在第九套筒中，所述第九套筒固定在所述安装支架上。

在一些实施例中，每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为120度。

在一些实施例中，所述安装支架包括：支撑结构和安装结构，其中，所述支撑结构为U型槽，所述U型槽的一端用于放置所述穿刺针主针体的尾部，所述U型槽的另一端用于放置所述穿刺针的针柄，所述安装结构与所述支撑结构连接，设置有用于与机械臂可拆卸安装的安装孔。

另一方面，本公开实施例提出了一种手术机器人，包括：本公开实施例任一实施例所述的穿刺针导引装置。

在一些实施例中，还包括：机械臂，与所述穿刺针导引装置可拆卸连接。

本公开实施例通过具有多级套筒结构的穿刺针导引装置增加穿刺针使用时的刚度，且穿刺针导引装置为类圆锥体形状，更容易帮助穿刺针的插入，该穿刺针导引装置整体结构简单，方便制造，增加了刚度的穿刺针也便于机器人操作，进一步提升了机器人实施穿刺手术的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开第一实施例提供的全部展开状态下的穿刺针导引装置的结构示意图；

图2为本公开第一实施例提供的处于全部收缩状态下的穿刺针导引装置的结构示意图；

图3为本公开第一实施例提供的多级套筒结构的剖面图；

图4为本公开第一实施例提供的第一套筒的结构示意图；

图5为本公开第一实施例提供的第二套筒的结构示意图；

图6为本公开第一实施例提供的第三套筒的结构示意图；

图7为本公开第一实施例提供的第四套筒的结构示意图；

图8为本公开第一实施例提供的第五套筒的结构示意图；

图9为本公开第一实施例提供的五级套筒结构的螺旋导引沟槽的截面投影覆盖角度的示意图。

附图标记：

1-多级套筒结构，2-安装支架，3-开口槽结构，4-球头销孔，5-球头销， 6-螺旋导引沟槽，7-穿刺针，11-第一套筒，12-第二套筒，13-第三套筒，14- 第四套筒，15-第五套筒。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开第一实施例提供了一种穿刺针导引装置，应用于手术机器人，该穿刺针导引装置的结构示意如图1所示，包括：

多级套筒结构1，每级直径较小的套筒依次嵌套在与其相邻的直径较大的套筒内部，直径最大的套筒设置在安装支架2上，以在所述多级套筒结构处于全部展开状态下形成类圆锥体形状；每级套筒上均设置有贯穿单侧套筒壁的开口槽结构3，在所述多级套筒结构处于全部收缩状态下，所述开口槽结构3处于同一水平线，以使穿刺针7从所述开口槽结构3置入所述多级套筒结构的内部腔室；除直径最小的套筒之外的其它套筒外壁均设置有球头销孔4(由于角度问题，图中未示出)，除直径最大的套筒之外的其它套筒外壁均设置有螺旋导引沟槽6，每一个螺旋导引沟槽6内均设置有一个球头销5 (由于角度问题，图中未示出)，每个所述球头销5限位在其所嵌套的上一级套筒的所述球头销孔4中，以在拉伸或收缩所述多级套筒结构时，每级套筒沿所述螺旋引导沟槽6的轨迹移动。

本公开实施例为提供了一种具有多级套筒结构的穿刺针导引装置，多级套筒结构具有开口槽结构，可以轻松的将穿刺针置入套筒的内部腔室，为了防止穿刺针在使用的过程中从开口槽结构掉出，还为多级套筒结构设置了螺旋导引沟槽，在拉伸套筒至全部套筒展开的过程中，套筒沿着螺旋引导沟槽移动，进而在多级套筒结构处于全部展开状态下，每级套筒上的开口槽结构会呈现一个彼此错开位置的状态，穿刺针在进行穿刺时，不会从穿刺针导引装置中掉出。

本公开实施例通过具有多级套筒结构的穿刺针导引装置增加穿刺针使用时的刚度，且穿刺针导引装置为类圆锥体形状，更容易帮助穿刺针的插入，该穿刺针导引装置整体结构简单，方便制造，增加了刚度的穿刺针也便于机器人操作，进一步提升了机器人实施穿刺手术的安全性。

如图1所示，上述所述安装支架可以包括支撑结构和安装结构，其中，所述支撑结构为U型槽，所述U型槽的一端用于放置所述穿刺针主针体的尾部，所述U型槽的另一端用于放置所述穿刺针的针柄，所述安装结构与所述支撑结构连接，设置有用于与机械臂可拆卸安装的安装孔。

上述图1为全部展开状态下的穿刺针导引装置的结构示意图，图中的多级套筒结构以五级套筒为例进行的示意，具体实现时，并不限于五级套筒，其并不对本公开实施例构成限定，为了方便说明，下述实施例中仍采用图1 的五级套筒为例。

图2为所述多级套筒结构处于全部收缩状态下的穿刺针导引装置的结构示意图，由图2可以看出，全部球头销5所在的水平线与所述开口槽结构3 所在水平线平行，以保证多级套筒结构在全部展开的状态下各个开口槽结构 3一定是完全错开的。

由图1和图2可以看出，本公开实施例的五级套筒结构包括：第一套筒 11嵌套在第二套筒12中，所述第二套筒12嵌套在所述第三套筒13中，所述第三套筒13嵌套在第四套筒14中，所述第四套筒14嵌套在第五套筒15 中，所述第五套筒15固定在所述安装支架2上。其中，每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为90度。

图3为图1所示的多级套筒结构的剖面图，从图中可以看出在五级套筒结构完全展开状态下，第一套筒11和第三套筒13的开口槽结构3位置错开 180度，第三套筒13和第五套筒15的开口槽结构3位置错开180度；由于全部球头销所在的水平线与所述开口槽结构所在水平线平行，因此，第一套筒11和第三套筒13的球头销5位置也错开180度，第三套筒13和第五套筒 15的球头销5位置也错开180度。

图4至图8分别示出了每级套筒的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意。

图4为第一套筒11的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意，即开口槽结构3贯穿单侧套筒壁，螺旋引导沟槽6设置在套筒外壁；由于第一套筒11为直径最小的套筒，因此，其没有设置球头销孔4，由于球头销5 位置并未限定，因此图中并未示出球头销5，其只需要设置在螺旋引导沟槽6 内与球头销孔4配合使用即可，后续每级套筒的结构示意图也未示出球头销 5。

图5为第二套筒12的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意，即开口槽结构3贯穿单侧套筒壁，螺旋引导沟槽6设置在套筒外壁；球头销孔4贯穿套筒壁，与第一套筒11的球头销5配合使用。

图6为第三套筒13的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意，即开口槽结构3贯穿单侧套筒壁，螺旋引导沟槽6设置在套筒外壁；球头销孔4贯穿套筒壁，与第二套筒12的球头销5配合使用。

图7为第四套筒14的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意，即开口槽结构3贯穿单侧套筒壁，螺旋引导沟槽6设置在套筒外壁；球头销孔4贯穿套筒壁，与第三套筒13的球头销5配合使用。

图8为第五套筒15的结构示意图，图中斜线区域显示了套筒截面示意，即开口槽结构3贯穿单侧套筒壁，由于其是直径最大的套筒，因此，其并不需要在套筒外壁上设置螺旋引导沟槽6，其也不需要有球头销5；球头销孔4 贯穿套筒壁，与第四套筒14的球头销5配合使用。

使用时，套筒11、12、13、14在螺旋导引沟槽6和球头销5的约束作用下，会随着拉伸运动自动转动，使得套筒上的开口槽结构3相互错位，起到对穿刺针的限制导引作用；由于螺旋导引沟槽6均为1/4圈的螺旋，故套筒 11、12、13、14在拉伸至最大长度后，每级套筒都相对于其邻近的更大一号的套筒转动90度。当穿刺完成后，五级套筒结构在患者皮肤的挤压作用下会再次回到图2的位置，穿刺针可从侧面的开口槽结构3自动移开。

虽然本公开上述实施例中以五级套筒为例进行的示意，但具体实现时，并不限于五级套筒，例如，可以为四级套筒，即第六套筒嵌套在第七套筒中，所述第七套筒嵌套在所述第八套筒中，第八套筒嵌套在第九套筒中，所述第九套筒固定在所述安装支架上。为了更好的实现套筒螺旋移动的效果，每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为120度。当然，120 度相对于90度而言，使用时更容易摩擦患者组织，因此，截面投影覆盖的角度越小越好，但覆盖的角度如果较小，则穿刺针又容易掉出，因此，本公开实施例优选覆盖角度为90度对应的五级套筒结构。

无论套筒的级数如何，为了更好的实现套筒螺旋移动的效果，至需要保证在所述多级套筒结构处于全部展开状态下首尾相接的全部的螺旋导引沟槽在套筒的截面投影覆盖的角度为360度即可，例如图9所示，为图1所示的五级套筒结构上螺旋导引沟槽的截面投影，从图9可以看出，虽然每级套筒上的螺旋导引沟槽在该套筒截面上的投影长度不同，但每级套筒的螺旋导引沟槽都覆盖的角度都是90度，四个螺旋导引沟槽在套筒的截面投影覆盖的角度为360度。

本公开第二实施例还提供了一种手术机器人，其包括第一实施例中的穿刺针导引装置，该刺针导引装置的结构示意不再赘述，详见第一实施例。具体实现时，手术机器人还可以包括机械臂等现有结构，机械臂与所述穿刺针导引装置可拆卸连接，其它结构参考现有技术，此处不再赘述。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种穿刺针导引装置，应用于手术机器人，其特征在于，包括：

多级套筒结构，每级直径较小的套筒依次嵌套在与其相邻的直径较大的套筒内部，直径最大的套筒设置在安装支架上，以在所述多级套筒结构处于全部展开状态下形成类圆锥体形状；

每级套筒上均设置有贯穿单侧套筒壁的开口槽结构，在所述多级套筒结构处于全部收缩状态下，所述开口槽结构处于同一水平线，以使穿刺针从所述开口槽结构置入所述多级套筒结构的套筒内部；

除直径最小的套筒之外的其它套筒外壁均设置有球头销孔，除直径最大的套筒之外的其它套筒外壁均设置有螺旋导引沟槽，每一个螺旋导引沟槽内均设置有一个球头销，每个所述球头销限位在其所嵌套的上一级套筒的所述球头销孔中，以在拉伸或收缩所述多级套筒结构时，每级套筒延所述螺旋引导沟槽的轨迹移动。

2.如权利要求1所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

在所述多级套筒结构处于全部展开状态下，首尾相接的全部的螺旋导引沟槽在套筒的截面投影覆盖的角度为360度。

3.如权利要求1所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

在所述多级套筒结构处于全部收缩状态下，全部球头销所在的水平线与所述开口槽结构所在水平线平行。

4.如权利要求1所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

第一套筒1嵌套在第二套筒2中，所述第二套筒2嵌套在第三套筒3中，所述第三套筒3嵌套在第四套筒4中，所述第四套筒4嵌套在第五套筒5中，所述第五套筒5固定在所述安装支架6上。

5.如权利要求4所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为90度。

6.如权利要求1所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

第六套筒嵌套在第七套筒中，所述第七套筒嵌套在第八套筒中，所述第八套筒嵌套在第九套筒中，所述第九套筒固定在所述安装支架上。

7.如权利要求6所述的穿刺针导引装置，其特征在于，

每个所述螺旋导引沟槽在其所在套筒的截面投影覆盖的角度为120度。

8.如权利要求1至7中任一项所述的穿刺针导引装置，其特征在于，所述安装支架包括：

支撑结构和安装结构，其中，所述支撑结构为U型槽，所述U型槽的一端用于放置所述穿刺针主针体的尾部，所述U型槽的另一端用于放置所述穿刺针的针柄，所述安装结构与所述支撑结构连接，设置有用于与机械臂可拆卸安装的安装孔。

9.一种手术机器人，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的穿刺针导引装置。

10.如权利要求9所述的手术机器人，其特征在于，还包括：机械臂，与所述穿刺针导引装置可拆卸连接。

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