放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及粒子或粒子链植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件及其使用方法，位置检测部件、摩擦驱动机构均安装在主体上，位置检测部件是用于测量推杆或粒子链的真实位移量与其相对于主体的位置；摩擦驱动机构能够驱动推杆或粒子链沿着推杆输出通道或粒子链输出通道前后运动；放射源供料部用于在推杆前端放置粒子或粒子链。本发明专利技术采用摩擦驱动机构实现对推杆的驱动，传动部件采用摩擦组件，使用摩擦轮驱动，使用编码器测量实际距离，实现推杆的大推力驱动与高精度位置控制，从而实现粒子植入的功能；动力部件采用电机驱动，利用电机驱动位移量、行程开关触发信号与编码器测量位移量的差异性判断粒子植入过程中的各种情况。移量的差异性判断粒子植入过程中的各种情况。移量的差异性判断粒子植入过程中的各种情况。

【技术实现步骤摘要】
放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件及其使用方法


[0001]本专利技术涉及粒子植入装置领域，具体是放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件及其使用方法。

技术介绍

[0002]放射性粒子植入手术是通过穿刺的方式，将具有很多个具有放射性的粒子直接植入到肿瘤内做一个局部的放疗，这种手术适应症很广，包括肺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌等，而且其创口小、出血少，手术并发症相对较少，但却可以有效的抑制肿瘤的生长。
[0003]手术的基本流程是，首先拍摄术前CT并在TPS系统中确定穿刺路径与粒子布置方案，之后根据规划，将很多根穿刺针插到肿瘤内。这个过程可以借助穿刺引导模板完成，保证各个针之间的间距和方向与术前规划保持一致。在通过CT确认所有穿刺针均到达目标位置之后，医生再通过穿刺针建立的通道，使用刚性推杆，将多个粒子从粒子弹夹中推出一直推入到肿瘤内部，然后将穿刺针拔出一小段到下一位置，并将推杆回撤至弹夹上方后，粒子弹夹会自动弹出下一颗粒子，然后再植入一颗粒子，重复上述操作将预定数量粒子按照植入瘤体内，完成手术。但目前多颗粒子离散分布很容易因为重力、挤压、血液流动等造成粒子的移位，这会导致粒子对肿瘤的辐照强度不足，甚至移位到其他正常的组织中形成栓塞，产生严重的手术并发症，随着技术发展，可以将若干个粒子间隔排列，用人体可吸收材料做成间隔杆将相邻两颗粒子连接起来，将其按照术前TPS计划要求排布做成粒子链，放入粒子植入通道内，一次性植入人体内。但是普通的粒子植入装置无法实现一次性将粒子链植入体内。
[0004]另外这种手术时间较长，医生在植入过程中需与粒子近距离接触，受到极大的辐射伤害，极大地限制了这类手术的应用与推广。若采用自动化粒子植入机取代人工植入，就必须设置可以将放射性粒子植入肿瘤的推送机构，此时如果采用刚性推杆，那么穿刺针将和粒子植入机刚性相连，很容易划伤患者，而如果采用柔性推杆，则要实现柔性推杆的高精度的位置驱动，并且稳定的从粒子弹夹中推出粒子，以及长距离输送粒子，就是一个技术难题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件及其使用方法，通过增加位置检测部件和推力感知模块，从而测量推杆或粒子链的真实位移量与其所受到的实际阻力，这样增加安全性的同时也实现高精度位置控制和高精度的粒子或粒子链植入，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，包括主体、位置检测部件、摩擦驱动机构、放射源供料部；所述位置检测部件、摩擦驱动机构均安装在主体上，位置检测部件是用于测量推杆或粒子链的真实位移量
与其相对于主体的位置；所述摩擦驱动机构能够驱动推杆或粒子链沿着推杆输出通道或粒子链输出通道前后运动；所述放射源供料部用于在推杆前端放置粒子或粒子链。
[0007]作为优选，所述粒子链包括粒子与间隔杆，相邻两个粒子之间通过间隔杆隔开，所述间隔杆采用人体可降解的材料制成；所述粒子和间隔杆之间通过粘胶或过盈配合连接，或者所述粒子与间隔杆的外部套设粒子链套管，所述粒子链套管采用人体可降解的材料制成，所述人体可降解的材料为胶原蛋白、高分子聚合物、明胶、海藻酸盐、聚酯可降解材料的一种或多种组合。
[0008]所述推杆为刚性推杆或柔性推杆，所述柔性推杆为具有弹性的柔性丝，在外力作用下能被弯折，撤销外力后能恢复笔直状态，柔性推杆的材料为镍钛合金、不锈钢、弹簧钢、弹性体材料、复合材料中的一种或多种组合；所述柔性推杆的长度大于300mm。
[0009]作为优选，所述放射源供料部是粒子弹夹、粒子链弹夹、切断机构、粒子链驱动机构的一种或多种组合；当所述放射源供料部是粒子弹夹或粒子链弹夹时，所述粒子弹夹或粒子链弹夹直接设置在推杆输出通道中，粒子或预制好的粒子链装于弹夹内的储弹槽或储弹孔里，通过装设于弹夹上的弹夹供料机构将粒子或预制好的粒子链放置于推杆的前端进行供料；当所述放射源供料部是切断机构时，所述推杆就是粒子链，或者推杆的前半部分为粒子链结构，推杆的后半部分为推杆丝，通过切断机构将目标长度的粒子链从推杆前端切离下来，从而实现粒子链的供料；或者所述放射源供料部包括粒子链驱动机构和切断机构，并通过粒子链驱动机构连续输出粒子链并通过切断机构对目标长度的粒子链进行切断，再通过运动平台的对接运动或分叉管结构将粒子链设置在推杆前方，实现粒子链的供料。
[0010]作为优选，所述摩擦驱动机构包括动力部件、传动部件；所述动力部件用于提供推杆或粒子链移动的动力，传动部件是用于将动力部件的动力转换为对推杆或粒子链的摩擦力，通过所述摩擦力驱动推杆或粒子链运动。所述动力部件采用电机，所述动力部件或传动部件上连接有内部位移传感器，可以测量出动力部件驱动推杆或粒子链的理论位移量。所述传动部件包括摩擦轮或摩擦带，所述摩擦轮或摩擦带驱动推杆或粒子链运动，摩擦轮或摩擦带通过压紧机构将推杆或粒子链夹紧，压紧机构采用被动压紧机构或主动压紧机构；或者摩擦轮或摩擦带本身为弹性结构，通过自身挤压实现对推杆或粒子链的夹紧。
[0011]或者，所述传动部件包括卡紧装置与往复运动模块，卡紧装置能够对推杆或粒子链进行卡紧或释放，往复运动模块能够驱动卡紧装置沿预设轨迹往复运动。所述卡紧装置在往复运动模块向驱动方向推进时卡紧，依靠卡紧装置对推杆或粒子链的摩擦力使推杆或粒子链运动，而后卡紧装置在往复运动模块向与驱动方向相反的方向运动时松开，实现复位，往复循环上述流程从而持续驱动推杆或粒子链运动。
[0012]作为优选，所述位置检测部件包括与测量轮直接连接或传动连接的旋转编码器和/或行程开关；所述测量轮的一侧与推杆或粒子链相接触，当推杆或粒子链前后运动时将带动测量轮转动，通过旋转编码器测量测量轮的角位移即可换算出推杆或粒子链的位移量；所述行程开关安装在推杆输出通道或粒子链输出通道的一侧，当推杆或粒子链通过行程开关时触发位置信号。
[0013]所述行程开关为导电式行程开关，利用导电通断判断推杆或粒子链的位置，包括弹性触点或弹针；或者所述行程开关为机械开关、光电式开关、霍尔开关。当所述行程开关为机械开关时，通过可滑动或可转动地设置在机械开关外部的触发件与推杆接触并触发行
程开关，所述触发件的一端设置在推杆输出通道或粒子链输出通道内，另一端与机械开关相抵；所述触发件为触发杠杆、触发片或触发针，或者触发件为滚轮，从而减少摩擦阻力。
[0014]作为优选，还包括推力感知模块，可以感知推杆和/或粒子链的推进阻力，所述推力感知模块为推杆驱动机构和/或粒子链驱动机构上的驱动电机的电流检测传感器，利用电流来推算电机转矩，从而换算并感知推杆和/或粒子链的推进阻力。
[0015]或者，所述推力感知模块为力传感器或力矩传感器，所述推力感知模块安装在推杆驱动机构和/或粒子链驱动机构上的驱动电机上，测量电机的实时输出扭矩，从而换算并感知推杆和/或粒子链的推进阻力。
[0016]或者，所述推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：包括主体(50)、位置检测部件(60)、摩擦驱动机构、放射源供料部；所述位置检测部件(60)、摩擦驱动机构均安装在主体(50)上，位置检测部件(60)是用于测量推杆(61)或粒子链的真实位移量与其相对于主体(50)的位置；所述摩擦驱动机构能够驱动推杆(61)或粒子链沿着推杆输出通道或粒子链输出通道前后运动；所述放射源供料部用于在推杆(61)前端设置粒子或粒子链。2.根据权利要求1所述的放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：所述粒子链包括粒子与间隔杆，相邻两个粒子之间通过间隔杆隔开，所述间隔杆采用人体可降解的材料制成；所述粒子和间隔杆之间通过粘胶或过盈配合连接，或者所述粒子与间隔杆的外部套设粒子链套管，所述粒子链套管采用人体可降解的材料制成，所述人体可降解的材料为胶原蛋白、高分子聚合物、明胶、海藻酸盐、聚酯可降解材料的一种或多种组合；所述推杆为刚性推杆或柔性推杆，所述柔性推杆为具有弹性的柔性丝，在外力作用下能被弯折，撤销外力后能恢复笔直状态，柔性推杆的材料为镍钛合金、弹簧钢、弹性体材料、复合材料中的一种或多种组合；所述柔性推杆的长度大于300mm。3.根据权利要求1所述的放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：所述放射源供料部是粒子弹夹、粒子链弹夹、切断机构、粒子链驱动机构的一种或多种组合；当所述放射源供料部是粒子弹夹或粒子链弹夹时，所述粒子弹夹或粒子链弹夹直接设置在推杆输出通道中，粒子或预制好的粒子链装于弹夹内的储弹槽或储弹孔里，通过装设于弹夹上的弹夹供料机构将粒子或预制好的粒子链放置于推杆的前端进行供料；当所述放射源供料部是切断机构时，所述推杆就是粒子链，或者推杆的前半部分为粒子链结构，推杆的后半部分为推杆丝，通过切断机构将目标长度的粒子链从推杆前端切离下来，从而实现粒子链的供料；或者所述放射源供料部包括粒子链驱动机构和切断机构，并通过粒子链驱动机构连续输出粒子链并通过切断机构对目标长度的粒子链进行切断，再通过运动平台的对接运动或分叉管结构将粒子链设置在推杆前方，实现粒子链的供料。4.根据权利要求1所述的放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：所述摩擦驱动机构包括动力部件(68)、传动部件(69)；所述动力部件(68)用于提供推杆(61)或粒子链移动的动力，传动部件(69)是用于将动力部件(68)的动力转换为对推杆(61)或粒子链的摩擦力，通过所述摩擦力驱动推杆(61)或粒子链运动；所述动力部件(68)采用电机(51)，所述动力部件(68)或传动部件(69)上连接有内部位移传感器，可以测量出动力部件驱动推杆(61)或粒子链的理论位移量；所述传动部件(69)包括摩擦轮或摩擦带，所述摩擦轮或摩擦带驱动推杆或粒子链运动，摩擦轮或摩擦带通过压紧机构将推杆或粒子链夹紧，压紧机构采用被动压紧机构或主动压紧机构；或者摩擦轮或摩擦带本身为弹性结构，通过自身挤压实现对推杆或粒子链的夹紧；或者，所述传动部件(69)包括卡紧装置与往复运动模块，卡紧装置能够对推杆或粒子链进行卡紧或释放，往复运动模块能够驱动卡紧装置沿预设轨迹往复运动；所述卡紧装置在往复运动模块向驱动方向推进时卡紧，依靠卡紧装置对推杆或粒子链的摩擦力使推杆或粒子链运动，而后卡紧装置在往复运动模块向与驱动方向相反的方向运动时松开，实现复
位，往复循环上述流程从而持续驱动推杆或粒子链运动。5.根据权利要求1所述的放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：所述位置检测部件包括与测量轮直接连接或传动连接的旋转编码器或/和行程开关；所述测量轮的一侧与推杆或粒子链相接触，当推杆或粒子链前后运动时将带动测量轮转动，通过旋转编码器测量测量轮的角位移即可换算出推杆或粒子链的位移量；或所述行程开关安装在推杆输出通道或粒子链输出通道的一侧，当推杆或粒子链通过行程开关时触发位置信号；所述行程开关为导电式行程开关，利用导电通断判断推杆或粒子链的位置，包括弹性触点或弹针；或者所述行程开关为机械开关、光电式开关、霍尔开关；当所述行程开关为机械开关时，通过可滑动或可转动地设置在机械开关外部的触发件与推杆接触并触发行程开关，所述触发件的一端设置在推杆输出通道或粒子链输出通道内，另一端与机械开关相抵；所述触发件为触发杠杆、触发片或触发针，或者触发件为滚轮，从而减少摩擦阻力。6.根据权利要求1所述的放射源植入装置的推杆或粒子链的位置控制组件，其特征在于：还包括推力感知模块，可以感知推杆和/或粒子链的推进阻力，所述推力感知模块为推杆驱动机构和/或粒子链驱动机构上的驱动电机的电流检测传感器，利用电流来推算电机转矩，从而换算并感知推杆和/或粒子链的推进阻力；或者，所述推力感知模块为力传感器或力矩传感器，所述推力感知模块安装在推杆驱动机构和/或粒子链驱动机构上的驱动电机上，测量电机的实时输出扭矩，从而换算并感知推杆和/或粒子链的推进阻力；或者，所述推力感知模块为力传感器或力矩传感器；对于推杆的推进阻力的测量，所述力感知模块设置在推杆驱动机构、推杆输出通道的内部或二者之间，从而测量出它们的内部作用力或任意相邻二者之间的相对作用力，从而实现对推杆的推进阻力的测量；对于粒子链的推进阻力的测量，所述推力感知模块设置在粒子链驱动机构、粒子链输出通道的内部或二者之间，从而测量出它们的内部作用力或任意相邻二者之间的相对作用力，从而实现对粒子链的推进阻力的测量。7.一种采用如权利要求1～6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学堂，朱鼎臣，付光明，
申请(专利权)人：杭州大士科技有限公司，
类型：发明
国别省市：