本發明涉及一種耳蝸植入裝置，尤其涉及一種用于人工耳蝸植入的機器人輔助系統。

背景技術：

人工耳蝸是一種電子聽覺輔助器，分為體外和體內部分，體內部分包括接收線圈、刺激電極、參照電極、處理器，體外麥克風接受聲信號，經過言語處理器進行數字編碼傳送給植入體內的接收線圈，攜帶有相應頻率和電流的脈沖繼續傳送到刺激電極，再通過聽神經傳送給聽覺中樞辨別處理，從而產生聽覺。人工耳蝸植入作為挽救重度以上耳聾的唯一治療方式，目前已非常普及，并已成為至今運用最成功的生物醫學工程電子裝置。

人工耳蝸的體內部分必須通過手術將電極插入，傳統植入方式是徒手用器械將電極植入耳蝸，容易出現用力不均、用力過大(植入過快)、以及用力偏斜，導致損傷耳蝸內部結構。為了減少內耳的損傷，“柔手術”的概念被提出，要求術者“輕柔”“緩慢”地植入電極到耳蝸深處。但是“柔手術”作為進一步提高耳蝸植入效果的手術技術，其技術標準卻受制于術者的主觀因素干擾，出現參差不齊的結果。因此，如何借助醫用機器人技術，實施精準、微創的“柔手術”是近年人工耳蝸植入領域的研究熱點。

目前，國外的機器人輔助耳蝸植入研究均僅針對耳蝸植入體的電極部分，圍繞力反饋進行，例如：cn201260735y公開了一種人工耳蝸植入裝置，耳蝸狀極陣聯與硅膠封裝成一體，多個支撐段設有通孔，支撐鋼芯插入通孔，將耳蝸狀極陣聯順直；cn104622601a公開了一種人工耳蝸彎電極植入方法，導向軟管具有貫穿首尾的可撕裂結構，尾端設有喇叭口，抵住顳骨的開窗孔，人工耳蝸彎電極沿導向軟管推進。但是上述研究未考慮耳蝸植入體的整體架構對電極夾持、輸送、以及力反饋敏感性的影響，其實驗結果無法直接轉化、應用。

技術實現要素：

針對目前缺乏有效的用于人工耳蝸植入的機器人輔助系統的問題，本發明提供了一種人工耳蝸(或者，也稱為“人工耳蝸電極”)植入裝置，尤其是用于“柔手術”的人工耳蝸植入裝置。

本發明提供的人工耳蝸植入裝置，包括殼體、直線電機、步進電機、夾持裝置，殼體內設有空腔，所述直線電機設置于所述空腔內，直線電機驅動至少一導桿前后運動，所述殼體空腔一端設有導桿穿孔，所述導桿從所述導桿穿孔內伸出后；所述步進電機包括固定部分和轉子，所述固定部分安裝在所述導桿伸出所述空腔的一端，并能夠隨所述導桿前后運動；轉子繞一軸轉動，所述軸與導桿運動方向平行；所述夾持裝置安裝在轉子上，并能夠隨所述轉子轉動。

在本發明的一種優選實施例中，所述人工耳蝸植入裝置內部可有獨立的供電系統或裝置，或者，所述人工耳蝸植入裝置可以連接外部供電系統，例如設有供電系統連接端子、或連接外部供電系統的插頭等。

在本發明的一種優選實施例中，所述步進電機設有輸出軸，所述轉子能夠驅動所述輸出軸轉動；更優選地，所述夾持裝置能夠隨所述輸出軸轉動。

在本發明的一種優選實施例中，所述殼體設有直線電機固定件，所述直線電機固定件可以是螺栓、螺釘、螺孔、螺母、扣合結構、插拔結構、焊接、粘接中的任意一種或幾種的組合。

在本發明的一種優選實施例中，所述殼體設有直線電機定位孔，所述導桿穿孔置于所述直線電機定位孔內。

在本發明的一種優選實施例中，所述殼體側壁設有開口，開口處設有可開啟的封蓋。

在本發明的一種優選實施例中，所述殼體外設有第一連接法蘭，所述步進電機通過第一連接法蘭安裝在所述導桿上。

在本發明的一種更優選實施例中，所述第一連接法蘭一端設有導桿插孔，導桿從所述導桿插孔內插入第一連接法蘭并固定；所述第一連接法蘭的另一端設有步進電機安裝結構，用于安裝所述步進電機。

其中，所述步進電機安裝結構可以是螺栓、螺釘、螺孔、螺母、扣合結構、插拔結構、焊接、粘接中的任意一種或幾種的組合。

在本發明的更優選實施例中，所述安裝結構包括步進電機安置孔，更優選地，還包括環繞所述步進電機安置孔分布的固定孔。

在本發明的一種更優選實施例中，所述第一連接法蘭設有向步進電機一端延伸的耳蝸電極放置槽。

在本發明的一種更優選實施例中，還包括夾持裝置連接法蘭，所述夾持裝置連接法蘭設有輸出軸安裝孔，步進電機的輸出軸插入所述輸出軸安裝孔固定；所述夾持裝置連接法蘭設有夾持裝置固定結構，其中，優選地，所述夾持裝置固定結構可以是螺栓、螺釘、螺孔、螺母、扣合結構、插拔結構、焊接、粘接中的任意一種或幾種的組合。其中，所述輸出軸能夠驅動所述夾持裝置連接法蘭轉動，從而能夠驅動所述夾持裝置轉動。

在本發明的一種更優選實施例中，所述夾持裝置連接法蘭包括盤、以及由盤第一平面向外伸出的伸出部，所述輸出軸穿孔位于所述盤；所述夾持裝置固定結構位于所述伸出部。

在本發明的一種優選實施例中，還包括電致位移發生器(電致伸縮微位移器)，所述夾持裝置包括位移放大結構、耳蝸電極夾持端，所述電致位移發生器在接收到加載電壓后能夠發生形變，所述形變能夠通過所述位移放大結構將位移放大，從而調節耳蝸電極夾持端的運動。

在本發明的一種更優選實施例中，所述位移放大機構設有夾持裝置安裝板，夾持裝置安裝板設有安裝孔，所述安裝孔對齊夾持裝置固定結構。

在本發明的一種更優選實施例中，所述位移放大結構為兩級位移放大機構。更優選地，所述兩級位移放大機構包括受電致位移發生器驅動的輸入端，輸入端通過一級輸入柔性鉸鏈連接一級位移放大杠桿的一端，一級位移放大杠桿另一端連接一級輸出柔性鉸鏈；一級位移放大杠桿支點鉸鏈一端連接所述夾持裝置安裝板，一級位移放大杠桿支點鉸鏈另一端連接到一級位移放大杠桿一級輸入柔性鉸鏈連和一級輸出柔性鉸鏈之間的位置；一級輸出柔性鉸鏈通過連接塊與二級輸入柔性鉸鏈一端連接；加持裝置安裝板連接二級位移放大杠桿支點鉸鏈，二級位移放大杠桿支點鉸鏈與一級位移放大杠桿支點鉸鏈伸向不同方向，優選為相互垂直；二級位移放大杠桿支點鉸鏈與二級輸入柔性鉸鏈從不同方向、優選為相互垂直方向連接二級位移放大杠桿的一端，二級位移放大杠桿另一端形成耳蝸電極夾持端。

在本發明的更優選實施例中，所述位移放大結構為對稱的兩級位移放大機構；其中，所述夾持裝置安裝板左右兩端分別設有一級位移放大杠桿，并分別通過左右兩側的一級位移放大杠桿支點鉸鏈與一級位移放大杠桿連接；所述夾持裝置安裝板前方設有至少兩個二級位移放大杠桿支點鉸鏈，兩個二級位移放大杠桿的一端分別通過二級位移放大杠桿支點鉸鏈連接在夾持裝置安裝板前方；更優選地，兩個二級位移放大杠桿的另一端形成夾持耳蝸電極夾持端。

在本發明的更優選實施例中，所述夾持裝置連接法蘭設有由盤第二平面向第一平面延伸的耳蝸電極放置槽。

在本發明的更優選實施例中，所述一級輸入柔性鉸鏈、二級輸入柔性鉸鏈、一級輸出柔性鉸鏈、一級位移放大杠桿支點鉸鏈、二級位移放大杠桿支點鉸鏈分別獨立地優選為直梁型柔性鉸鏈。

在本發明的更優選實施例中，所述一級位移放大杠桿支點鉸鏈、二級位移放大杠桿支點鉸鏈與所述一級輸入柔性鉸鏈、二級輸入柔性鉸鏈、一級輸出柔性鉸鏈不處于同一平面，更優選地，所述一級位移放大杠桿支點鉸鏈、二級位移放大杠桿支點鉸鏈位于第一平面，所述一級輸入柔性鉸鏈、二級輸入柔性鉸鏈、一級輸出柔性鉸鏈位于第二平面，所述第一平面與所述第二平面為不同的平面優選為上下兩個平行的平面。

在本發明的一種更優選實施例中，還包括第二連接法蘭；所述第二連接法蘭設置在步進電機與夾持裝置之間，更優選地，位于夾持裝置連接法蘭與步進電機之間。其中，所述第二連接法蘭包括步進電機定位孔，更優選地，還包括環繞所述步進電機定位孔分布的步進電機固定結構。其中，優選地，所述步進電機固定結構可以是螺栓、螺釘、螺孔、螺母、扣合結構、插拔結構、焊接、粘接中的任意一種或幾種的組合。

在本發明的一種優選實施例中，還包括殼體前筒，所述殼體前筒為中空結構，所述第一連接法蘭、步進電機、第二連接法蘭分別獨立地優選為位于所述殼體前筒的中空結構內；所述殼體前筒的表面設有向夾持裝置延伸的耳蝸電極放置槽。

在本發明的一種優選實施例中，所述人工耳蝸植入裝置還包括導向裝置，所述導向裝置一端為環形，環形的一端連接到殼體(優選地，連接到殼體前筒)，另一端設有導向槽，所述夾持裝置位于所述導向裝置設有導向槽的一端與步進電機之間。

在本發明的一種更優選實施例中，所述導向裝置環形的一端設有耳蝸電極放置槽。

在更優選實施例中所述殼體前筒的耳蝸電極放置槽、導向裝置環形的一端的耳蝸電極放置槽、第二連接法蘭的耳蝸電極放置槽、夾持裝置連接法蘭的耳蝸電極放置槽依次連接。

本發明以客觀、精準地實現耳蝸植入“柔手術”技術為切入點，是一種能滿足穩定夾持、輸送微型硅膠軟電極，并具備軸向旋轉的手持式微型裝置。該設備的設計貼近及符合手術技術的原有習慣，能良好實施“柔手術”，以提高耳蝸植入的效果，也能使術腔開窗范圍更微創，縮短患者康復時間。

本發明操作簡便，可在微小植入空間智能且柔和的完成人工耳蝸植入，能夠適用于人工耳蝸微小植入空間，對耳蝸微結構損傷小，保護其殘余功能。

附圖說明

圖1為本發明人工耳蝸植入裝置正視結構示意圖；

圖2為本發明人工耳蝸植入裝置后視結構示意圖；

圖3為本發明人工耳蝸植入裝置外觀立體結構示意圖；

圖4為本發明人工耳蝸裝置剖視結構示意圖；

圖5為本發明人工耳蝸植入裝置殼體立體結構示意圖；

圖6為本發明人工耳蝸植入裝置殼體剖視結構示意圖；

圖7為本發明人工耳蝸植入裝置加持裝置俯視結構示意圖；

圖8為本發明人工耳蝸植入裝置加持裝置立體結構示意圖；

圖9為本發明人工耳蝸植入裝置導向裝置結構示意圖；

圖10為本發明人工耳蝸植入裝置加持裝置連接法蘭結構示意圖；

圖11為本發明人工耳蝸植入裝置第一連接法蘭一端結構示意圖；

圖12為本發明人工耳蝸植入裝置第一連接法蘭另一端結構示意圖；

圖13為本發明人工耳蝸植入裝置第二連接法蘭結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

參照圖1-圖4，本發明人工耳蝸植入裝置，包括殼體6、直線電機72、步進電機71、夾持裝置2、導向裝置1。

參照圖5-圖6，殼體6為中空結構，底部設有直線電機固定孔63，如可以是螺孔，殼體6側壁設有開口，開口兩端下陷形成殼蓋安裝位62，殼蓋60覆蓋到開口處，將殼體6的開口封蓋。殼體6的一端設有直線電機定位孔61，直線電機定位孔61內還設有導桿穿孔64。直線電機72位于殼體6內，前端伸入直線電機定位孔61，導桿720從導桿穿孔64伸出。

參照圖3-圖4，導桿720從導桿穿孔64伸出后，步進電機71的固定部分安裝在導桿720的末端。步進電機的轉子驅動輸出軸轉動，輸出軸連接夾持裝置2。導向裝置1在夾持裝置2的前方設有耳蝸電極導向槽。

殼體6內可以設有獨立的供電系統或裝置(圖中未顯示)，但是也可以是連接外部供電系統，如設有供電系統連接端子、連接外部供電系統的插頭等。

使用時，直線電機72驅動導桿720前后直線運動，從而驅動步進電機71以及夾持裝置2前后直線運動，耳蝸電極10到達預訂位置后，直線電機72停止，步進電機71輸出軸驅動夾持裝置轉動。直線電機的直線運動輸送電極以及通過步進電極驅動電極繞其軸線旋轉，從而自動的完成人工耳蝸植入的操作。

實施例2

參照圖7-圖8，本實施例中，夾持裝置2為對稱的兩級位移放大機構；其中，所述夾持裝置安裝板20左右兩端分別設有一級位移放大杠桿24，兩個一級位移放大杠桿24的第一端通過一級輸入柔性鉸鏈22連接受電致位移發生器驅動的輸入端21，第二端連接一級輸出柔性鉸鏈25；一級位移放大杠桿24的一級位移放大杠桿支點鉸鏈23一端連接在一級位移放大杠桿24靠近一級輸入柔性鉸鏈22的位置，根據一級位移放大杠桿24在夾持裝置安裝板20的位置，一級位移放大杠桿支點鉸鏈23另一端連接夾持裝置安裝板20的左側或右側。一級輸出柔性鉸鏈25通過連接塊連接到二級輸出柔性鉸鏈26的一端。

夾持裝置安裝板20前方設有至少兩個二級位移放大杠桿支點鉸鏈28，夾持裝置設有兩個輸出端27，兩個輸出端的二級位移放大杠桿一端分別連接二級位移放大杠桿支點鉸鏈28，在二級位移放大杠桿另一方向，二級輸出柔性鉸鏈26連接到二級位移放大杠桿。兩個輸出,27的自由端形成耳蝸電極夾持端。

在本實施例中，所述一級輸入柔性鉸鏈22、二級輸入柔性鉸鏈26、一級輸出柔性鉸鏈25、一級位移放大杠桿支點鉸鏈23、二級位移放大杠桿支點鉸鏈28分別可以是直梁型柔性鉸鏈。

另外，如圖8所示，一級位移放大杠桿支點鉸鏈23、二級位移放大杠桿支點鉸鏈28位于第一平面，所述一級輸入柔性鉸鏈22、二級輸入柔性鉸鏈26、一級輸出柔性鉸鏈25位于第二平面，所述第一平面與所述第二平面為上下兩個平行的平面。

參照圖10、圖3-圖4，夾持裝置連接法蘭4包括一盤40，盤40的前方底部設有伸出部45，伸出部45緊靠盤40的位置設有電致位移發生器安裝位42，用于安裝電致位移發生器3，電致位移發生器3連接到夾持裝置2的兩個輸入端21處。在電致位移發生器安裝位42前方，伸出部45設有第一夾持裝置固定孔41，夾持裝置安裝板20設有第二夾持裝置安裝孔29，第二夾持裝置安裝孔29與第一夾持裝置固定孔41對齊，通過螺栓將夾持裝置安裝板20固定在伸出部45。

過對電致位移發生器3加載電壓使其發生形變，位移量通過夾持裝置2的輸入端21傳入其放大機構，由輸出端27傳出，從而實現對人工耳蝸電極的夾持，輸送及旋轉動作。因此，本實施例可通過位移發生器使柔性夾持機構產生微小形變夾持人工耳蝸的電極。

實施例3

參照圖3-圖4，本實施例中，第一連接法蘭9位于殼體6的前端，包括筒體，參照圖11，筒體第一端設有步進電機安裝孔93，將步進電機71固定部分插入到步進電機安裝孔93內固定，環繞步進電機安裝孔93還設有步進電機固定孔91，通過螺栓將步進電機71加固。參照圖12，筒體第二端設有直線電機導桿安裝孔94，導桿720從殼體6伸出后，插入導桿安裝孔94固定。

第二法蘭8位于步進電機71的前端，參照圖13，包括中心的步進電機定位孔82，步進電機71的前端伸入到步進電機定位孔82，輸出軸從步進電機定位孔82伸出。第二法蘭8的前方為夾持裝置連接法蘭4的盤40。

參照圖9，耳蝸電極導向裝置1一端為環形，另一端設有前后設置的兩個耳蝸電極導向槽，即：后端的耳蝸電極輸入槽12、前端的耳蝸電極輸出槽11。

參照圖3，本實施例中還包括殼體前筒5，殼體前筒5為前后貫通的中空結構，一端連接到殼體6上，另一端連接導向裝置1的環形的一端。第一連接法蘭9、步進電機71均位于殼體前筒5的中空結構內，

參照圖3、圖9-圖13，第一連接法蘭9、殼體前筒5前端、導向裝置1的環形端、第二連接法蘭8、夾持裝置連接法蘭4頂部開設有耳蝸電極放置槽，如圖9-圖13附圖標記92、13、83、44所示。上述耳蝸電極放置槽依次連接，并夾持裝置2的輸出端27。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。