一种自动穿刺置针系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动穿刺置针系统，包括：骨钻；穿刺器，可拆卸的安装于骨钻，包括穿刺通道及穿刺针，二者之间设置有通过所述穿刺针正反转实现通道置入与退针的连接部；机械臂，用于驱动骨钻直线运动与旋转运动。本发明专利技术可以辅助医生完成穿刺置针的工作，通过机器臂执行，病灶位置定位精确，穿刺过程稳定可靠，不存在人工穿刺过程的晃动问题；而且由于设置了力反馈系统，本发明专利技术可以实时监控穿刺手术过程参数，避免穿刺过程异常，导致手术事故，保证穿刺手术更安全。

【技术实现步骤摘要】
一种自动穿刺置针系统
本专利技术涉及机械结构领域，尤其涉及一种自动穿刺置针系统。
技术介绍
目前主流的脊柱外科手术穿刺过程，主要还是依靠有经验的医生手工完成，过程中医生依靠C臂机进行反复透视确认穿刺位置，穿刺过程医生使用手电钻进行钻孔穿刺，医生需要在把持电钻保证穿刺方向不发生偏移的情况下完成穿刺。为了能够准确的定位到病变部位，就需要以为临床经验比较丰富的医生来完成这个过程；而且由于不同患者的脊柱形状差异和病灶位置的差异，导致手术环境比较复杂和恶劣；医生需要长时间暴露在C臂机的辐射环境中，并需要长时间保持一个姿势，且手持电钻，这会导致医生出现身体僵硬、疲劳等情况，不利于患者手术的顺利进行；长时间的接受辐射，降低了医生的从业时间。穿刺机器人的专利技术不仅给医生带来了方便还能降低医生的受辐射量，但现有的穿刺机器人主要是通过电机驱动进针，进针后再插入植入通道，最后将克氏针取出。这种方式不仅步骤繁琐，同时植入通道置入的位置可能会存在一定的偏移，很难保证手术精度。同时，现有的穿刺机器人无法判断进针的距离，无法保证安全性，可能会引起医疗事故。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述问题，提出了一种自动穿刺置针系统，可以辅助医生完成精准穿刺，并大幅度减少医生在X射线中暴露的时间，同时降低手术对于医生临床经验的要求。技术方案：一种自动穿刺置针系统，包括：骨钻；穿刺器，可拆卸的安装于骨钻，包括穿刺通道及穿刺针，二者之间设置有通过所述穿刺针正反转实现通道置入与退针的连接部；机械臂，用于驱动骨钻直线运动与旋转运动。所述骨钻包括通过电机驱动直线运动的钻头，所述钻头由电机驱动旋转，所述穿刺器安装在所述钻头上。所述钻头通过电机及安装在电机轴上的丝杠模组驱动直线运动，钻头固定安装在所述丝杠模组上。在所述丝杠模组的丝杠两端分别设置有检测其上滑块位移的接近传感器。所述钻头包括电钻电机及其电机轴上的电钻夹头组，在所述电钻电机位于其电机轴侧的端面上设有与所述电钻夹头组前端接触的传感器，所述传感器采集所述所述电钻夹头组夹持的所述穿刺器受到的阻力形成力反馈信息。所述骨钻还包括用于控制电机启停的控制模块，所述控制模块与所述传感器连接，并接收所述传感器采集的力反馈信息；在所述控制模块内预设有第一阈值和第二阈值；在所述传感器采集的力反馈信息小于其内第一阈值时，所述控制模块控制电机停止直线进给；在所述传感器采集的力反馈信息大于其内第一阈值而小于第二阈值时，所述控制模块同时控制电机进行直线进给和旋转钻孔；在所述传感器采集的力反馈信息大于其内第二阈值或陡然下降时，所述控制模块控制电机停止并报警。还包括设置在所述骨钻外起保护作用的壳体。所述连接部包括套设在所述穿刺通道外的第一连接部及套设在所述穿刺针外的第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部通过磁性配合连接；在所述第一连接部上端面紧邻所述第二连接部侧面位置处沿所述穿刺针转动方向设有至少一个用于限位引导的斜面块，在所述第二连接部的下端面上对应设有与所述斜面块对应的导向槽。所述连接部包括套设在所述穿刺通道外的第一连接部及套设在所述穿刺针外的第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部通过磁性配合连接；在所述第一连接部上端面设有至少一个用于引导限位的斜面块，在所述第二连接部下端面上对应位置处设有对应斜面槽，所述第一连接部和所述第二连接部通过所述穿刺针正反转及斜面块与斜面槽的配合实现通道置入与退针。所述斜面块为两个，且该两个所述斜面块在所述第一连接部上端面上成轴对称分布有益效果：1.本专利技术可以辅助医生完成穿刺置针的工作，通过机器臂执行，病灶位置定位精确，穿刺过程稳定可靠，不存在人工穿刺过程的晃动问题。2.本专利技术设置了力反馈系统，实时监控穿刺手术过程参数，避免穿刺过程异常，导致手术事故，保证穿刺手术更安全。3.本专利技术从进给穿刺到退出穿刺针，医生只需在电脑端进行操作控制，无需一直带着患者手术区，减少医生接受X射线的辐射。4.本专利技术通过机器人辅助手术，降低对手术医生临床经验的要求，只需要操作机器人设备既可以精准、可靠的完成手术工作。附图说明图1为安装本专利技术自动穿刺针系统的机器人台车组成图。图2为本专利技术的自动穿刺系统组装图。图3为本专利技术的自动穿刺系统的爆炸图。图4为本专利技术的智能骨钻模块剖视图。图5为本专利技术的穿刺器组件装配图。图6为本专利技术的工作控制流程图。图中，1.机器人台车，2.机器人台车本体，3.机器臂，4.自动穿刺置针系统，5.显示器；41.骨钻组件，42.穿刺器，43.示踪器，44.指示灯，45.前罩壳.46.外壳，47.后罩壳，48.固定座，49.限位板，410.控制板，411.安装接口，412.驱动电机，413.丝杠模组，414.接近传感器，415.安装底板；41a.电钻夹头组，41b.传感器，41c.电钻电机；421.穿刺通道，4211.穿刺通道手柄，422.穿刺针，4221.穿刺针手柄，4212.斜面块，4222.斜面。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。图1为安装本专利技术自动穿刺针系统的机器人台车组成图，如图1所示，安装本专利技术自动穿刺针系统的机器人台车1包括机器人台车本体2、机器臂3、自动穿刺置针系统4及显示器5，其中机械臂3和显示器5安装于机器人台车本体2上，自动穿刺置针系统4安装于机器臂3末端关节上。如图2、3所示，本专利技术的自动穿刺置针系统4包括壳体、安装接口411、骨钻组件41、穿刺器42以及示踪器43，安装接口411的后侧设有后安装面，并通过后安装面安装在机械臂末端，在安装接口411的上安装面上固定安装有安装底板415，在安装底板415上方分别固定安装有驱动电机412和丝杠模组413，在安装底板415上方还安装有控制板410，该控制板410与驱动电机412连接，并用于控制驱动电机412启停；驱动电机412的电机轴与丝杆模组413连接，并驱动丝杠模组413转动，进而驱动丝杠模组413的滑块进行直线滑动；在丝杠模组413的滑块上固定安装有固定座48，并可随着滑块前后运动，在固定座48上安装有骨钻组件41；在本专利技术中，固定座48前侧开设有安装孔，骨钻组件41后端固定在该安装孔内，并可随固定座48前后运动。在本专利技术中，在固定座48上安装有随固定座48滑动而运动的限位板49，在安装底板415上位于丝杠模组413两端固定安装有用于采集固定座48上限位板49信号的接近传感器414，当接近传感器414采集到限位板49的信号时，表示固定座48已经运动到丝杠模组413上的某一端，接近传感器414将信号发送至控制板410，控制板410控制驱动电机412停止。图4为本专利技术的智能骨钻模块剖视图，如图4所示，骨钻组件41包括固定安装在固定座48上的电钻电机41c，电钻电机41c与控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动穿刺置针系统，其特征在于：包括：/n骨钻；/n穿刺器，可拆卸的安装于骨钻，包括穿刺通道及穿刺针，二者之间设置有通过所述穿刺针正反转实现通道置入与退针的连接部；/n机械臂，用于驱动骨钻直线运动与旋转运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动穿刺置针系统，其特征在于：包括：
骨钻；
穿刺器，可拆卸的安装于骨钻，包括穿刺通道及穿刺针，二者之间设置有通过所述穿刺针正反转实现通道置入与退针的连接部；
机械臂，用于驱动骨钻直线运动与旋转运动。


2.根据权利要求1所述的自动穿刺置针系统，其特征在于：所述骨钻包括通过电机驱动直线运动的钻头，所述钻头由电机驱动旋转，所述穿刺器安装在所述钻头上。


3.根据权利要求2所述的自动穿刺置针系统，其特征在于：所述钻头通过电机及安装在电机轴上的丝杠模组驱动直线运动，钻头固定安装在所述丝杠模组上。


4.根据权利要求3所述的自动穿刺置针系统，其特征在于：在所述丝杠模组的丝杠两端分别设置有检测其上滑块位移的接近传感器。


5.根据权利要求2所述的自动穿刺置针系统，其特征在于：所述钻头包括电钻电机及其电机轴上的电钻夹头组，在所述电钻电机位于其电机轴侧的端面上设有与所述电钻夹头组前端接触的传感器，所述传感器采集所述所述电钻夹头组夹持的所述穿刺器受到的阻力形成力反馈信息。


6.根据权利要求5所述的自动穿刺置针系统，其特征在于：所述骨钻还包括用于控制电机启停的控制模块，所述控制模块与所述传感器连接，并接收所述传感器采集的力反馈信息；在所述控制模块内预设有第一阈值和第二阈值；
在所述传感器采集的力反馈信息小于其内第一阈值时，所述控制模块控制电机停止直线进给；

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏，王光鑫，黄华杰，王锋，
申请(专利权)人：南京佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32