本实用新型专利技术公开了一种耳蜗预弯电极的五自由度4‑UPS/UPU自动植入装置，包括二转三移并联机构；呈蜗转状的预弯电极；预设在预弯电极一导孔中并使预弯电极伸直的直线导丝，直线导丝尾部外端设有一卡接头；推送机构，包括与卡接头连接的导丝定位组件、与预弯电极尾部连接并与导丝定位组件相斥移动的电极推送组件；所述二转三移并联机构包括Y轴、Z轴的转动自由度和X轴、Y轴和Z轴的移动自由度；所述并联机构承载并控制所述电极植入装置的位置；所述电极推送组件的推送方向与所述X轴或Y轴一致。通过二转三移并联机构实现电极植入的初始位置调整、预弯电极的插入或收回和沿耳蜗轴线方向进行自动化旋转调整，并利用机器人敏感的力觉感知，实现位置精确控制。
【技术实现步骤摘要】
一种耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置
本专利技术涉及一种医疗预弯电极的植入装置，特别是涉及一种采用并联机器人的耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置。
技术介绍
人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接刺激听神经来恢复、提高及重建聋人的听觉功能。近二十多年来，随着高科技的发展，人工耳蜗发展迅速，已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法，人工耳蜗是目前运用最成功的生物医学工程装置。预弯电极本身做成与耳蜗弯曲相似的蜗转形式，为了方便植入，在电极中间设有一导孔并插入一根直的定位导丝，迫使电极在植入前伸直呈直线状态。如公告号为CN201260735Y的中国技术专利公开了一种人工耳蜗电极植入装置，包括硅胶体及预弯成耳蜗状的极阵联，极阵联由电极环、电极丝组成，它与硅胶体封装成一体，特点是背向极阵联的硅肢体上设有数个支撑段，支撑段与硅胶体为一体，支撑段上设有与极阵联平行的细长通孔，通孔内穿入支撑钢芯使预弯成耳蜗状的极阵联顺直。进行该预弯电极的植入时，当植入一部分电极后，耳蜗开始进入螺旋状态，则抽出一部分电极导丝，抽出导丝部分的电极则自然形成弯曲的形式。随着植入深度的增加，抽出导丝也越多，电极弯曲也越多，直至植入结束，预弯电极自然抱着蜗轴。使用预弯电极可以使电极更好地刺激蜗轴中残余的螺旋神经节细胞。医生在植入预弯电极手术过程中，医生需要判断预弯电极和直线导丝何时与内壁触碰，同时协调操作植入电极并抽出适量长度的直线导丝。现有医疗手段在植入人工耳蜗预弯电极时，医生一只手通过手术器械夹持住预弯电极进行电极植入，另一只手抽取导丝，通过双手配合进行植入。随着电极植入深度越来越深，抽出导丝量越来越长，前端电极与耳蜗接触越来越多，植入时的摩擦力越来越大，对预弯电极和导丝头部与内壁接触力的干扰越大，从而手感会越来越模糊；同时医生在植入电极过程中，还需要改变植入角度以更适合耳蜗迷路，这些全凭手感与经验进行判断。而人类力觉能感知到的最小值约为25mN，感知力存在最低阈值限制，而导致电极容易屈服且植入过程容易损伤患者的残余听力的特点，大大增加了植入手术的操作难度。因此，预弯电极植入是一个非常具有挑战性的手术，需要大量的专业培训及丰富的临床经验，而掌握预弯电极植入手术的医生为数极少。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，其通过一相斥移动结构在推送预弯电极时以相斥方式同时将预置的直线导丝拉出，解决了预弯电极植入时需双手配合，对电极定位精度困难，位置调整不便的问题。并且，通过一个二转三移并联机构机器人实现预弯电极植入的自动化，同时也利用机器人机构的位置精确控制和比人类力觉感知更加敏感的特点，在预弯电极植入时对位置的控制更加精确，从而有效解决了预弯电极植入过程至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术采用的技术方案是：一种耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，包括二转三移并联机构；呈蜗转状预弯的预弯电极；包括预设置在所述预弯电极一导孔中并使所述预弯电极顺直的直线导丝，所述直线导丝在所述预弯电极的尾部外端设有一卡接头；推送机构，所述推送机构包括与所述卡接头连接的导丝定位组件、与所述预弯电极尾部连接并与所述导丝定位组件相斥移动的电极推送组件；所述预弯电极和所述推送机构固定在一个二转三移并联机构上，所述二转三移并联机构包括Y轴、Z轴的转动自由度和X轴、Y轴和Z轴的移动自由度；所述电极推送组件的推送方向与所述X轴或Y轴一致。通过一个二转三移并联机构实现预弯电极植入的初始位置在耳蜗入口处进行位置调整，在植入过程中预弯电极的插入或收回，并沿耳蜗迷路轴线方向进行旋转调整的自动化，同时，也利用机器人机构更加敏感的力觉感知，实现位置的精确控制。本专利技术有效解决了预弯电极植入时人类力觉感限制，而导致植入过程易损伤患者的残余听力的技术问题，有效提高了植入手术的精度和安全性，降低了电极植入手术的难度。作为优选，所述二转三移并联机构包括定平台、动平台和连接在所述定平台与动平台之间呈X轴和Y轴方向对称的四条非约束支链和一条约束支链。该技术方案通过一简单地在非约束支链连接的六自由度并联机构中通过设置一约束支链对X轴方向的转动自由度进行约束，实现了在Y、Z两个方向的转动和X、Y、Z轴三个方向的移动。具体地，所述非约束支链包括伸缩杆、分别设置在所述伸缩杆两端的球副和万向结。由于采用独立的约束支链进行对X轴的转动自由度限制，使得非约束支链的设置更加自由，而该采用球副和万向结的设置使得结构更加简单。并进一步地，所述的伸缩杆包括直线电机或液压缸或是安装在导轨上连接电机的滚珠丝杠。作为优选，所述约束支链包括支杆一端的转动副对和设置在所述支杆另一端上的万向节。该设置可增加约束支链的刚性，增加对动平台在X轴方向的转动限制。作为优选，所述电极推送组件包括一直线驱动器；所述直线驱动器包括直线电机或液压缸或是连接在导轨上的电驱动滚珠丝杠。作为优选，所述导丝定位组件包括一定位内筒和设置在所述定位内筒中的呈倒刺状并呈周向均布的至少二个卡制簧片。该卡制簧片方便卡接头的卡入，同时，其弹性作用消除了直线导丝的定位间隙。作为优选，在位于所述卡制簧片内端的所述定位内筒中设有一向所述卡制簧片方向作用的轴向弹性元件。活塞和弹性元件共同作用下的卡接头上，可以进一步地消除直线导丝的定位间隙。并且当预弯电极在位置调整回缩时，通过弹性元件、活塞和卡接头的弹性结构作用下产生缓冲，与预弯电极产生同步的回缩。本专利技术技术方案通过一个二转三移并联机构实现电极植入的初始位置在耳蜗入口处进行位置调整，在植入过程中预弯电极的插入或收回，并沿耳蜗迷路轴线方向进行旋转调整的自动化，同时，也利用机器人机构更加敏感的力觉感知，实现位置的精确控制。本专利技术有效解决了预弯电极植入时人类力觉感限制，而导致植入过程易损伤患者的残余听力的技术问题，有效提高了植入手术的精度和安全性，降低了电极植入手术的难度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中电极植入装置的结构示意图。图3为本专利技术中电极植入装置的侧视图。图4为图3中A处的放大视图。图5为本专利技术电极植入装置中推送外筒前端的电极固定槽结构示意图。图6为本专利技术中二转三移并联机构的结构示意图。图7为图6中B处的放大视图。图8位图6中C处的放大视图。其中：电极植入装置10、推送机构11、导丝定位组件12、定位内筒120、矩形观察孔121、支架122、卡制簧片123、活塞124、弹性元件125、底座126、电极推送组件13、推送外筒130、外筒开口131、电极固定槽132、联轴器20、直线驱动器21、驱动轴211、预弯电极30、导孔301、尾部302、直线导丝40、卡接头401、二转三移并联机构50、动平台51、定平台52、非约束支链53、球副531、伸缩杆532、非约束支链万向结533、第一枢轴线534、第二枢轴线535、约束支链54、约束支链万向结541、支杆542、联轴器543、转动副对544、第一转动副545、第二转动副546、第三枢轴线547、第四枢轴线548。具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耳蜗预弯电极的五自由度4‑UPS/UPU自动植入装置，包括二转三移并联机构(50)；呈蜗转状预弯的预弯电极(30)，其特征在于：包括预设置在所述预弯电极(30)一导孔(301)中并使所述预弯电极(30)顺直的直线导丝(40)，所述直线导丝(40)在所述预弯电极(30)的尾部(302)外端设有一卡接头(401)；推送机构(11)，所述推送机构(11)包括与所述卡接头(401)连接的导丝定位组件(12)、与所述预弯电极尾部(302)连接并与所述导丝定位组件(12)相斥移动的电极推送组件(13)；所述预弯电极(30)和所述推送机构(11)固定在一个二转三移并联机构(50)上，所述二转三移并联机构(50)包括定平台(52)、动平台(51)和连接在所述定平台(52)与动平台(51)之间呈X轴和Y轴方向对称的四条非约束支链(53)和一条约束支链(54)。
【技术特征摘要】
1.一种耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，包括二转三移并联机构(50)；呈蜗转状预弯的预弯电极(30)，其特征在于：包括预设置在所述预弯电极(30)一导孔(301)中并使所述预弯电极(30)顺直的直线导丝(40)，所述直线导丝(40)在所述预弯电极(30)的尾部(302)外端设有一卡接头(401)；推送机构(11)，所述推送机构(11)包括与所述卡接头(401)连接的导丝定位组件(12)、与所述预弯电极尾部(302)连接并与所述导丝定位组件(12)相斥移动的电极推送组件(13)；所述预弯电极(30)和所述推送机构(11)固定在一个二转三移并联机构(50)上，所述二转三移并联机构(50)包括定平台(52)、动平台(51)和连接在所述定平台(52)与动平台(51)之间呈X轴和Y轴方向对称的四条非约束支链(53)和一条约束支链(54)。2.根据权利要求1所述的耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，其特征在于：所述非约束支链(53)包括伸缩杆(532)、分别设置在所述伸缩杆(532)两端的球副(531)和非约束支链万向结(533)。3.根据权利要求2所述的耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，其特征在于：所述的伸缩杆(532)包括直线电机或液压缸或是安装在一导轨上的连接电机的滚珠丝杠。4.根据权利要求2或3所述的耳蜗预弯电极的五自由度4-UPS/UPU自动植入装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佐，黎建军，王斌锐，陈迪剑，齐强，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。