适用于核粒子植入的手术系统技术方案

本发明专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种适用于核粒子植入的手术系统，包括穿刺植入设备、操作设备和控制设备，其中穿刺植入设备包括机械臂、第一执行单元、第二执行单元和切换单元，所述第一执行单元用于夹持穿刺针并执行进针运动，所述第二执行单元用于夹持核粒子植入枪并执行推进运动和推入核粒子动作，所述机械臂用于同步调整所述第一执行单元和所述第二执行单元的空间位置和姿态，所述切换单元用于互换所述第一执行单元与所述第二执行单元的空间位置。的空间位置。的空间位置。

【技术实现步骤摘要】
适用于核粒子植入的手术系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种适用于核粒子植入的手术系统。

技术介绍

[0002]粒子植入（全称为放射性粒子植入治疗技术、核粒子植入治疗术等）是一种微创治疗，属于内放疗技术。一般在影像设备的引导下（比如CT、B超等），采用用经皮穿刺方式将粒子植入针经皮刺入肿瘤组织内，然后将粒子按照术前计划依次植入，通过粒子持续的近距离照射，达到杀灭肿瘤的目的。
[0003]核粒子具有放射性，植入人体后在一定空间范围内有辐射效果，在医疗人员执行手术时更容易受到辐射伤害，虽然一些核粒子植入枪具有较好的密闭效果，但也只能保证在释放核粒子之前不会对外辐射，显然不能保证手术环境中的医疗人员不受核辐射伤害。
[0004]远程手术系统可以解决上述问题，即执行手术的医疗人员与手术对象不在同一空间内，通过远程控制的方式执行核粒子植入术。中国专利文件CN113198099B公开了一种粒子植入机器人系统，该系统包括：多自由度机械臂实现粒子植入针空间位置和姿态调整，电动粒子植入器实现电动粒子植入过程，医用移动可稳固推车携带粒子植入机器人，便于与其他设备协同使用，机器人操控台提供一种人机交互方法便于医生操作控制粒子植入机器人，控制模块集成由工控机及多轴运动控制器驱动器等。
[0005]该系统由机械臂驱动电动粒子植入器定位穿刺位置并完成核粒子植入动作，这使得医疗人员不必在手术空间中，但电动粒子植入器既需要建立穿刺通道又需要推进核粒子，这并非现有器材能够实现的方案。现有的核粒子植入枪虽然具有形似针头的前端，但其只作为核粒子的输送通道，并不具有穿刺进入人体组织的强度，该系统无法使用现有的核粒子植入枪，而需要开发和生产特殊的设备，显然成本较高、实用性不足。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种适用于核粒子植入的手术系统，包括：穿刺植入设备，包括机械臂、第一执行单元、第二执行单元和切换单元，其中所述第一执行单元用于夹持穿刺针并执行进针运动，所述第二执行单元用于夹持核粒子植入枪并执行推进运动和推入核粒子动作，所述机械臂用于同步调整所述第一执行单元和所述第二执行单元的空间位置和姿态，所述切换单元用于互换所述第一执行单元与所述第二执行单元的空间位置；光学定位系统，用于引导所述机械臂将所述第一执行单元夹持的穿刺针对准体表穿刺点；操作设备，包括穿刺针模拟杆和触发部，供操作者操作，所述穿刺针模拟杆用于模拟所述穿刺针的姿态和进针运动，所述触发部用于触发所述第一执行单元释放穿刺针以及触发所述切换单元执行互换动作、触发所述第二执行单元执行推进运动和推入核粒子动作；
控制设备，用于响应操作者对所述操作设备的操作控制所述穿刺植入装置执行相应动作，包括响应操作者对所述穿刺针模拟杆的姿态调整动作，将所述穿刺针和所述核粒子植入枪调整为相应的姿态，响应操作者对所述穿刺针模拟杆的进针运动将所述穿刺针推进所述体表穿刺点，利用穿刺针形成植入通道，响应操作者对所述触发部的操作，互换所述第一执行单元与所述第二执行单元的空间位置，并将核粒子植入枪推入所述植入通道，以及执行推入核粒子的动作。
[0007]可选地，所述第一执行单元和第二执行单元分别包括：直线模组、驱动模组、上夹爪和下夹爪；其中，所述上夹爪包括上部连接件，所述上部连接件设于所述直线模组的输出端，所述上部连接件的上端设置有限位件，所述上部连接件的下端开设有卡槽，穿刺针或核粒子植入枪的针头部分通过卡槽卡入所述上部连接件内并与所述限位件相抵，由所述限位件限制穿刺针或核粒子植入枪在轴向上的移动；所述下夹爪包括下部连接件和旋转盖，所述下部连接件设于所述直线模组的固定端；所述下部连接件上开设有用于容纳穿刺针或核粒子植入枪的针体部分的导针槽，所述旋转盖铰接于所述下部连接件的侧面；所述旋转盖与所述下部连接件通过扭簧连接，所述旋转盖上开设有与所述导针槽对应的定位槽，所述定位槽可随着旋转盖的旋转而朝向或远离所述导针槽移动；所述驱动模组包括设于所述直线模组固定端的驱动机构和与所述驱动机构连接的牵引绳，所述驱动机构包括舵机和舵盘，所述舵盘与所述舵机传动连接，所述牵引绳的第一端与所述舵盘固定连接，第二端与所述旋转盖固定连接，通过舵机带动舵盘摆动来控制牵引绳的移动。
[0008]可选地，所述上部连接件包括传感器、上连杆和底座；所述传感器设于所述直线模组的输出端，所述上连杆的第一端与所述传感器的检测端固定连接，第二端与所述底座固定连接；所述限位件和所述卡槽设于所述底座上。
[0009]可选地，所述底座上开设有针头容纳槽，所述针头容纳槽的开口方向与所述卡槽的开口方向相同，且所述针头容纳槽与所述卡槽连通；所述限位件设于所述针头容纳槽的上端。
[0010]可选地，所述控制设备还用于针对操作者对所述穿刺针模拟杆的姿态调整操作和进针操作，控制所述操作设备通过所述穿刺针模拟杆向操作者提供约束力。
[0011]可选地，所述操作设备上设有第一模式按钮和第二模式按钮，分别对应于姿态约束模式和入针约束模式；所述控制设备用于确定用户选择的约束模式，在姿态约束模式下，获取当前的入针深度，以所述入针深度为半径、操作设备上的不动点为圆心确定弧面区域，监测穿刺针模拟杆的端部是否在所述弧面区域上，当离开所述弧面区域时，通过操作设备对所述穿刺针模拟杆提供约束力，以引导穿刺针模拟杆的操作者将所述端部回归所述弧面区域；根据所述穿刺针模拟杆的姿态数据实时控制穿刺针的姿态；在入针约束模式下，获取穿刺针的当前方向，监测穿刺针模拟杆的行进方向与所述当前方向是否一致，当所述行进方向与所述当前方向不一致时，通过操作设备对所述穿刺针模拟杆提供约束力，以引导穿刺针模拟杆
的操作者将所述行进方向回归所述当前方向；根据所述穿刺针模拟杆的行进数据实时控制所述穿刺针行进。
[0012]可选地，所述第一执行单元设有力传感器，用于感测推进运动过程中穿刺针所承受的阻力。
[0013]可选地，所述控制设备还用于获取穿刺针所承受的阻力数据，通过操作设备根据所述阻力数据向所述穿刺针模拟杆提供作用力，从而反馈给所述穿刺针模拟杆的操作者，用于模拟穿刺针进入人体后行进和/或姿态调整时所承受的阻力。
[0014]可选地，所述第二执行单元上设有力传感器，用于感测推进运动过程中核粒子植入枪所承受的阻力。
[0015]可选地，所述控制设备还用于获取核粒子植入枪在进入所述植入通道的过程中所承受的阻力，并以减小或消除所述阻力为目标，根据所述阻力的方向微调所述第二执行单元的空间位置和/或姿态。
[0016]根据本专利技术提供的手术系统，机械臂末端有两个执行单元，一个用于执行穿刺、另一个用于执行核粒子植入，首先可通过手术导航系统将第一执行单元所夹持的穿刺针对准预先规划的穿刺点，然后医生可以通过穿刺针模拟杆进一步微调第一执行单元的姿态以及手动执行推进动作，与此同时机械臂同步地调整第二执行单元的姿态，使二者姿态始终保持一致，在手动调整完毕后，切换单元互换两个执行单元的位置，使第二执行单元所夹持的核粒子植入枪对准留在体内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于核粒子植入的手术系统，其特征在于，包括：穿刺植入设备，包括机械臂、第一执行单元、第二执行单元和切换单元，其中所述第一执行单元用于夹持穿刺针并执行进针运动，所述第二执行单元用于夹持核粒子植入枪并执行推进运动和推入核粒子动作，所述机械臂用于同步调整所述第一执行单元和所述第二执行单元的空间位置和姿态，所述切换单元用于互换所述第一执行单元与所述第二执行单元的空间位置；光学定位系统，用于引导所述机械臂将所述第一执行单元夹持的穿刺针对准体表穿刺点；操作设备，包括穿刺针模拟杆和触发部，供操作者操作，所述穿刺针模拟杆用于模拟所述穿刺针的姿态和进针运动，所述触发部用于触发所述第一执行单元释放穿刺针以及触发所述切换单元执行互换动作、触发所述第二执行单元执行推进运动和推入核粒子动作；控制设备，用于响应操作者对所述操作设备的操作控制所述穿刺植入装置执行相应动作，包括响应操作者对所述穿刺针模拟杆的姿态调整动作，将所述穿刺针和所述核粒子植入枪调整为相应的姿态，响应操作者对所述穿刺针模拟杆的进针运动将所述穿刺针推进所述体表穿刺点，利用穿刺针形成植入通道，响应操作者对所述触发部的操作，互换所述第一执行单元与所述第二执行单元的空间位置，并将核粒子植入枪推入所述植入通道，以及执行推入核粒子的动作。2.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，所述第一执行单元和第二执行单元分别包括：直线模组、驱动模组、上夹爪和下夹爪；其中，所述上夹爪包括上部连接件，所述上部连接件设于所述直线模组的输出端，所述上部连接件的上端设置有限位件，所述上部连接件的下端开设有卡槽，穿刺针或核粒子植入枪的针头部分通过卡槽卡入所述上部连接件内并与所述限位件相抵，由所述限位件限制穿刺针或核粒子植入枪在轴向上的移动；所述下夹爪包括下部连接件和旋转盖，所述下部连接件设于所述直线模组的固定端；所述下部连接件上开设有用于容纳穿刺针或核粒子植入枪的针体部分的导针槽，所述旋转盖铰接于所述下部连接件的侧面；所述旋转盖与所述下部连接件通过扭簧连接，所述旋转盖上开设有与所述导针槽对应的定位槽，所述定位槽可随着旋转盖的旋转而朝向或远离所述导针槽移动；所述驱动模组包括设于所述直线模组固定端的驱动机构和与所述驱动机构连接的牵引绳，所述驱动机构包括舵机和舵盘，所述舵盘与所述舵机传动连接，所述牵引绳的第一端与所述舵盘固定连接，第二端与所述旋转盖固定连接，通过舵机带动舵盘摆动来控制牵引绳的移动。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊任，陈向前，腾绯虎，高鹏飞，史纪鹏，
申请(专利权)人：真健康北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：