專(zhuān)利名稱(chēng)：近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)。特別是涉及ー種近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)。
背景技術(shù)：
近距離放射性治療是控制前列腺癌病情發(fā)展、降低患者死亡率的一種有效方法，它通過(guò)在癌變部位植入放射性粒子殺死癌細(xì)胞以達(dá)到治療的目的。傳統(tǒng)的手動(dòng)執(zhí)行的針刺手術(shù)方式精度低，且放射性粒子還會(huì)對(duì)臨床醫(yī)生造成放射性傷害。基于圖像導(dǎo)航的機(jī)器人自動(dòng)控制平臺(tái)能夠?qū)κ中g(shù)起到輔助作用，使其不僅定位精度高、靈巧性強(qiáng)，而且對(duì)患者造成的創(chuàng)傷小，便于術(shù)后恢復(fù)，可以很好的解決傳統(tǒng)針刺手術(shù)所存在的問(wèn)題。超聲圖像具有實(shí)時(shí)性、無(wú)輻射、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到穿刺手術(shù)中。超聲引導(dǎo)的穿刺手術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)其一，穿刺針與探頭的分離克服了穿刺引導(dǎo)架對(duì)進(jìn)針角度的限制，有利于進(jìn)針路徑的選擇；其ニ，醫(yī)生在超聲圖像導(dǎo)航下能準(zhǔn)確地規(guī)劃進(jìn)針路徑，同時(shí)機(jī)器人比人手具有更高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；其三，自動(dòng)平臺(tái)的引入減少了手術(shù)中的人為因素，降低了醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于技術(shù)的普及應(yīng)用。因此，基于超聲導(dǎo)向的機(jī)器人輔助穿刺手術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能地提高針刺手術(shù)的自動(dòng)化程度及精度，減少病人在手術(shù)中痛苦的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー種近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，包括有手術(shù)床，所述手術(shù)床 兩側(cè)的端部分別各固定設(shè)置有一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架，所述的兩個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架內(nèi)側(cè)之間固定連接有水平導(dǎo)桿，所述的ー個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架的外側(cè)通過(guò)絲杠傳動(dòng)座連接水平移動(dòng)伺服電機(jī)，所述的水平移動(dòng)伺服電機(jī)的輸出軸貫穿所述的該手術(shù)臺(tái)安裝架連接第一滾珠絲杠的一端，所述的第一滾珠絲杠的另一端可旋轉(zhuǎn)的連接在另ー個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架的內(nèi)側(cè)，所述的水平導(dǎo)桿與所述的第一滾珠絲杠相平行設(shè)置，所述的水平導(dǎo)桿上滑動(dòng)的連接支架滑塊底部的一端，所述的第一滾珠絲杠上通過(guò)螺紋連接支架滑塊底部的另一端，所述的支架滑塊上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架，所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架包括有固定在支架滑塊上面的升降模塊靜平臺(tái)和固定在支架滑塊下面的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)，所述的升降模塊靜平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有能上、下移動(dòng)的升降模塊動(dòng)平臺(tái)，所述的升降模塊動(dòng)平臺(tái)的上面垂直設(shè)置有多根貫穿升降模塊靜平臺(tái)頂端面井隨升降模塊動(dòng)平臺(tái)的上、下移動(dòng)而同步上、下移動(dòng)的滑桿，所述滑桿的頂端設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)的輸出軸貫穿支架滑塊的底部與位于升降模塊靜平臺(tái)內(nèi)部的第二滾珠絲杠的一端相連接，所述的第二滾珠絲杠的另一端通過(guò)絲扣貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)后可旋轉(zhuǎn)的連接在升降模塊靜平臺(tái)的頂端面內(nèi)側(cè)，在升降模塊靜平臺(tái)內(nèi)與所述的第二滾珠絲杠相平行的設(shè)置有貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)的升降導(dǎo)柱。所述的升降導(dǎo)柱設(shè)置有2個(gè)。所述的手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有固定安裝在手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架在滑桿頂端的進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌進(jìn)給移動(dòng)方向一側(cè)的外側(cè)面上的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌內(nèi)井能沿進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌滑動(dòng)的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)，所述的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)的輸出軸連接第三滾珠絲杠，所述的第三滾珠絲杠與所述的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)螺紋連接，并且該第三滾珠絲杠的端部貫穿進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)可旋轉(zhuǎn)的連接在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌上。本發(fā)明的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，安裝便捷，可與大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有手術(shù)床相結(jié)合。能夠在超聲波圖像的導(dǎo)航下輔助醫(yī)生來(lái)完成針刺手木，結(jié)構(gòu)靈活，運(yùn)動(dòng)可靠，克服手術(shù)過(guò)程中成像效果不及時(shí)和軌跡規(guī)劃難的弊端，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能夠極大程度的提高手術(shù)的精度，確保手術(shù)效果，從而為圖像引導(dǎo)機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)開(kāi)辟了一條新的途徑。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明升降臺(tái)的示意圖。 其中1:手術(shù)床2 :支架滑塊3 :進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)4 :第三滾珠絲杠5:進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌6:滑桿7:進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)8:升降模塊靜平臺(tái)9 :第二滾珠絲杠10 :升降導(dǎo)柱11:升降模塊動(dòng)平臺(tái)12:垂直移動(dòng)伺服電機(jī)13 :水平導(dǎo)桿14第一滾珠絲杠15 :絲杠傳動(dòng)座16 :水平移動(dòng)伺服電機(jī)17手術(shù)臺(tái)安裝架
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)的定位由三個(gè)獨(dú)立模塊共同執(zhí)行，分別為機(jī)構(gòu)底層水平移動(dòng)模塊，垂直升降臺(tái)模塊和機(jī)構(gòu)頂端水平移動(dòng)平臺(tái)模塊，實(shí)現(xiàn)空間三個(gè)相互垂直方向的平移運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上所安裝的手術(shù)機(jī)器人的空間位置調(diào)整。其中底層模塊由支架、伺服電機(jī)、滾珠絲杠和支架滑塊組成；升降臺(tái)模塊由伺服電機(jī)、升降臺(tái)靜平臺(tái)與升降臺(tái)動(dòng)平臺(tái)組成；水平移動(dòng)平臺(tái)模塊由伺服電機(jī)、水平移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)、水平移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌靜平臺(tái)組成。三個(gè)模塊均通過(guò)伺服電機(jī)和滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)的平動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手術(shù)平臺(tái)在空間任意位置定位調(diào)節(jié)，同時(shí)能夠保證較高的位置精度。如圖1所示，本發(fā)明的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，包括有手術(shù)床1，所述手術(shù)床I兩側(cè)的端部分別各固定設(shè)置有一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架17，所述的兩個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架17內(nèi)側(cè)之間固定連接有水平導(dǎo)桿13，所述的ー個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架17的外側(cè)通過(guò)絲杠傳動(dòng)座15連接水平移動(dòng)伺服電機(jī)16，所述的水平移動(dòng)伺服電機(jī)16的輸出軸貫穿所述的該手術(shù)臺(tái)安裝架17連接第一滾珠絲杠14的一端，所述的第一滾珠絲杠14的另一端可旋轉(zhuǎn)的連接在另ー個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架17的內(nèi)側(cè)，所述的水平導(dǎo)桿13與所述的第一滾珠絲杠14相平行設(shè)置，所述的水平導(dǎo)桿13上滑動(dòng)的連接支架滑塊2底部的一端，所述的第一滾珠絲杠14上通過(guò)螺紋連接支架滑塊2底部的另一端，所述的支架滑塊2上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架，所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)。水平移運(yùn)動(dòng)時(shí)水平移動(dòng)伺服電機(jī)16通過(guò)絲杠傳動(dòng)座15與第一滾珠絲杠14相連，進(jìn)而帶動(dòng)支架滑塊2做平移運(yùn)動(dòng)，支架滑塊2和手術(shù)臺(tái)安裝架17之間通過(guò)水平導(dǎo)桿13來(lái)引導(dǎo)使其保持平移運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架包括有固定在支架滑塊2上面的升降模塊靜平臺(tái)8和固定在支架滑塊2下面的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)12，所述的升降模塊靜平臺(tái)8內(nèi)設(shè)置有能上、下移動(dòng)的升降模塊動(dòng)平臺(tái)11，所述的升降模塊動(dòng)平臺(tái)11的上面垂直設(shè)置有多根貫穿升降模塊靜平臺(tái)8頂端面井隨升降模塊動(dòng)平臺(tái)11的上、下移動(dòng)而同步上、下移動(dòng)的滑桿6，所述滑桿6的頂端設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)12的輸出軸貫穿支架滑塊2的底部與位于升降模塊靜平臺(tái)8內(nèi)部的第二滾珠絲杠9的一端相連接，所述的第二滾珠絲杠9的另一端通過(guò)絲扣貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)11后可旋轉(zhuǎn)的連接在升降模塊靜平臺(tái)8的頂端面內(nèi)側(cè)，在升降模塊靜平臺(tái)8內(nèi)與所述的第二滾珠絲杠9相平行的設(shè)置有貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)11的升降導(dǎo)柱10，所述的升降導(dǎo)柱10設(shè)置有2個(gè)。升降運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直移動(dòng)伺服電機(jī)12通過(guò)第二滾珠絲杠9帶動(dòng)升降模塊動(dòng)平臺(tái)11做豎直方向的抬升運(yùn)動(dòng)，升降模塊靜平臺(tái)8和升降模塊動(dòng)平臺(tái)11之間是通過(guò)兩根升降導(dǎo)柱10和四根導(dǎo)桿6來(lái)引導(dǎo)運(yùn) 動(dòng)。所述的手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有固定安裝在手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架在滑桿6頂端的進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5進(jìn)給移動(dòng)方向一側(cè)的外側(cè)面上的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)7，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5內(nèi)井能沿進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5滑動(dòng)的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)3，所述的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)7的輸出軸連接第三滾珠絲杠4，所述的第三滾珠絲杠4與所述的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)3螺紋連接，并且該第三滾珠絲杠4的端部貫穿進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)3可旋轉(zhuǎn)的連接在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5上。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)第三滾珠絲杠4，帶動(dòng)進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)3實(shí)現(xiàn)進(jìn)給方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)3與進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌5之間通過(guò)燕尾槽來(lái)引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，通過(guò)自動(dòng)控制手術(shù)平臺(tái)三個(gè)自由度度的平移運(yùn)動(dòng)快速實(shí)現(xiàn)超聲波探頭和模板的空間位置定位，結(jié)合超聲波探頭模塊的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，方便地調(diào)整超聲波探頭的空間位置以及與模板的相對(duì)位置。此夕卜，結(jié)合超聲波圖像，模板的空間位姿可以通過(guò)模板平臺(tái)的兩個(gè)平動(dòng)自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來(lái)調(diào)整。通過(guò)各個(gè)模塊之間的配合運(yùn)動(dòng)，可以協(xié)助醫(yī)生將放射性粒子準(zhǔn)確快速地植入到病人癌變部位。
權(quán)利要求
1.一種近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，包括有手術(shù)床(1)，其特征在于，所述手術(shù)床(I)兩側(cè)的端部分別各固定設(shè)置有一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架(17)，所述的兩個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架(17)內(nèi)側(cè)之間固定連接有水平導(dǎo)桿(13)，所述的一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架(17)的外側(cè)通過(guò)絲杠傳動(dòng)座(15)連接水平移動(dòng)伺服電機(jī)(16)，所述的水平移動(dòng)伺服電機(jī)(16)的輸出軸貫穿所述的該手術(shù)臺(tái)安裝架(17)連接第一滾珠絲杠(14)的一端，所述的第一滾珠絲杠(14)的另一端可旋轉(zhuǎn)的連接在另一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架(17)的內(nèi)側(cè)，所述的水平導(dǎo)桿(13)與所述的第一滾珠絲杠(14)相平行設(shè)置，所述的水平導(dǎo)桿(13)上滑動(dòng)的連接支架滑塊(2)底部的一端，所述的第一滾珠絲杠(14)上通過(guò)螺紋連接支架滑塊(2)底部的另一端，所述的支架滑塊(2)上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架，所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，其特征在于，所述的手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架包括有固定在支架滑塊(2)上面的升降模塊靜平臺(tái)(8)和固定在支架滑塊(2)下面的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)(12)，所述的升降模塊靜平臺(tái)(8)內(nèi)設(shè)置有能上、下移動(dòng)的升降模塊動(dòng)平臺(tái)(11)，所述的升降模塊動(dòng)平臺(tái)(11)的上面垂直設(shè)置有多根貫穿升降模塊靜平臺(tái)(8)頂端面并隨升降模塊動(dòng)平臺(tái)(11)的上、下移動(dòng)而同步上、下移動(dòng)的滑桿(6)，所述滑桿(6)的頂端設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的垂直移動(dòng)伺服電機(jī)(12)的輸出軸貫穿支架滑塊(2)的底部與位于升降模塊靜平臺(tái)(8)內(nèi)部的第二滾珠絲杠(9)的一端相連接，所述的第二滾珠絲杠(9)的另一端通過(guò)絲扣貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)(11)后可旋轉(zhuǎn)的連接在升降模塊靜平臺(tái)(8)的頂端面內(nèi)側(cè)，在升降模塊靜平臺(tái)(8)內(nèi)與所述的第二滾珠絲杠(9)相平行的設(shè)置有貫穿升降模塊動(dòng)平臺(tái)(11)的升降導(dǎo)柱(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，其特征在于，所述的升降導(dǎo)柱(10)設(shè)置有2個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，其特征在于，所述的手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有固定安裝在手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架在滑桿(6)頂端的進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌(5)，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌(5)進(jìn)給移動(dòng)方向一側(cè)的外側(cè)面上的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)(7)，設(shè)置在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌(5)內(nèi)并能沿進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌(5)滑動(dòng)的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)(3)，所述的進(jìn)給移動(dòng)伺服電機(jī)(7)的輸出軸連接第三滾珠絲杠(4)，所述的第三滾珠絲杠(4)與所述的進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)(3)螺紋連接，并且該第三滾珠絲杠(4)的端部貫穿進(jìn)給移動(dòng)動(dòng)平臺(tái)(3)可旋轉(zhuǎn)的連接在進(jìn)給移動(dòng)燕尾槽導(dǎo)軌(5)上。
全文摘要
一種近距離粒子植入機(jī)器人連床式自動(dòng)控制手術(shù)臺(tái)，在手術(shù)床兩側(cè)的端部分別各固定設(shè)置有一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架，兩個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架內(nèi)側(cè)之間固定連接有水平導(dǎo)桿，一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架的外側(cè)通過(guò)絲杠傳動(dòng)座連接水平移動(dòng)伺服電機(jī)，水平移動(dòng)伺服電機(jī)的輸出軸貫穿該手術(shù)臺(tái)安裝架連接第一滾珠絲杠的一端，第一滾珠絲杠的另一端可旋轉(zhuǎn)的連接在另一個(gè)手術(shù)臺(tái)安裝架的內(nèi)側(cè)，水平導(dǎo)桿與第一滾珠絲杠相平行設(shè)置，水平導(dǎo)桿上滑動(dòng)的連接支架滑塊底部的一端，第一滾珠絲杠上通過(guò)螺紋連接支架滑塊底部的另一端，支架滑塊上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架，手術(shù)臺(tái)垂直移動(dòng)架上設(shè)置有手術(shù)臺(tái)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明可與現(xiàn)有手術(shù)床相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能夠極大程度的提高手術(shù)的精度，確保手術(shù)效果。
文檔編號(hào)A61G13/10GK103027818SQ201210506529
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者姜杉, 張震, 李梓楠, 張?chǎng)? 仇博文 申請(qǐng)人:天津大學(xué)