本实用新型专利技术公开了一种医用机械臂末端装置，包括用于装卸针状医用器械的装卸导向机构、用于安装装卸导向机构的组件和用于将组件固定在机械臂末端连杆上的连接板这三部分构成。装卸导向机构包括夹四个结构相同的夹具体和用于驱动该四个相同的夹具体转动的装卸传动机构，每个夹具体包括旋转轴、上夹板、下夹板和一个以上的导向套。相邻的两个夹具体在传动机构作用下，相对应的导向套组成一个封闭孔用来对执行器进行导向，当导向完毕后，反向驱动传动机构使得夹具体相互分离。本实用新型专利技术主要用于对肿瘤消融手术中消融针的自动装卸导向，保证了消融针定位/姿后，医生有足够大的操作空间，自动程度高、精度高、操作简单、人机之间可协调性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种机械臂末端装置，尤其是一种用于辅助肿瘤消融手术中针状医用器械的自动装卸与导向的医用机械臂末端装置。
技术介绍
当人体内部发生病变时，且患者的身体状况不允许进行手术割除治疗情况下，有时需要利用穿刺的手段对病灶进行活检或治疗(射频消融、化学消融、微博消融)。通常是借助于仪器如CT/MRI扫描装置测定出病灶与皮肤定位点的方位和穿刺针(消融针)的深度，首先在人体的横剖面上测出病灶的位置，在该层面中选择最佳进针位置和进针角度，利用进针层面、进针角度和进针深度的三维构像决定病灶及穿刺针(消融针)进针的精确位置。虽然CT/MRI扫描装置能够准确地确定三维的进针角度和进针深度，但穿刺手术的过程都是·将病人从CT/MRI扫描层面移出后进行的，当病人离开CT扫描装置时，医生只能根据自己的判断，确定一个大致的进针方向，进行穿刺，然后再进行CT扫描加以确认。具体过程如下I)术前扫描病灶部位的CT图像，进行三维重建。分析肿瘤与周围组织结构的三维立体解剖关系，设计肿瘤穿刺靶点。多数情况下为确定治疗效果通常需要设计多靶点同步治疗方案，这种多靶点同步治疗方案技术前应确定穿刺针(消融针)的数量、角度、深度、皮肤进针点坐标点与穿刺祀点坐标。2)病人进入手术室后重新进行CT扫描。扫描前在肿瘤部位体表粘贴定位标记，通常采用可在CT图像上显影的金属或塑料栅栏或定位纸。扫描后，再次进行影像分析，参照术前制定的计划，并仔细测算，最终确定肿瘤靶点及皮肤进针点，完成手术设计后，将诸靶点与皮肤穿刺点一一对应连接，相应二点间的坐标参数如角度、深度即为手术定位穿刺参数。3)上述定位穿刺参数确定后，可借助于CT设备上的轴位断层面光标，开启该光标在病人体表的投影线即为定位坐标的X轴，设计时皮肤进针点所对应的体表定位标记点数(Y轴)与CT光标的交点即可确定为皮肤进针点，用不退色记号笔在皮肤上进行标记。4)皮肤进针点确定后即开始穿刺肿瘤靶点。穿刺中通常借助量角器确定进针角度与设计穿刺角度尽可能的保持一致，但实际操作过程中由于徒手操作往往误差较大，初学者很难一次成功地准确刺准靶点。往往在穿刺过程中，需反复CT扫描确认并调整穿刺针的角度和人体断层平面的夹角。从而使手术时间延长、病人辐射剂量大大增加。由于反复穿刺和肿瘤靶点穿刺精确度差而使手术并发症增加，并直接影响治疗效果。5)另外，现有的立体定向技术很难应用到人体其他部位的手术中，主要原因是人体其他部位的软组织相对于周围的骨骼组织位置不固定，使影像空间和病人空间很难取得一致的坐标定位。因此人体其他部位的介入穿刺还没有一个固定的导向定位/姿装置可以将穿刺针的方向固定下来，通常使用实时CT影像的引导，但由于没有穿刺导引定位/姿，仍存在穿刺过程中的盲目性，医生手中的穿刺器械没有客观精确的位置标记，很难在穿刺过程中将穿刺针固定在预定轨迹上，只能凭借医生个人的经验，需不断进行影像扫描调整方向，最终结果可能还是与理想计划路线有一定的偏移，且费时并影响治疗效果。另外，CT扫描时医生用手扶持穿刺针，会遭受不必要的射线照射。由于人为的因素较多，常常造成进针不准确，影响治疗精度。有时需要重复多次进针，严重时会导致误穿，给患者带来极大的痛苦和风险。因此，业内人士开发出一些用于穿刺定位的定位装置。申请号为200610029776. I的中国专利公开了一种CT定位经皮介入穿刺仪，用于CT引导下的经皮介入手术中穿刺针或其他经皮置入器械的导引定位。该装置包括一架体及一固定于该架体的横杆，横杆上设有角度盘，角度盘上设有位置指针，位置指针上设有孔；穿刺导向器装置包括固定块、固定螺栓、螺栓套筒和穿刺导向器安装孔，固定块与固定螺栓焊接为一体，螺栓套筒套在固定螺栓上，固定螺栓和套筒上开设有穿刺导向器安装孔，穿刺导向器固定装置安设在位置指针的孔上。该结构对穿刺针穿刺定位做了改进，但是角度的位置设置并不满足使用过程实际的效果，角度的误差很大。申请号为201020300259. 5的中国专利公开了一种针体支撑支架，用于CT引导下的穿刺针定位，并显示器械的方向。该支架包括底座、导向支撑结构、万向连接杆三大部分，导向支撑支架结构包括支撑架和方向指示板，支撑架由设有缺口的主体和用于封堵主体缺口的附体构成，用来对针类器械进行定位，方向指示板用于对器械的方位进行显示，万向连接杆用于连接底座和导向支撑结构。该结构可以准确的对针类器械进行支撑定位并显示方向，操作也较简单，成本低，但是，所有的操作均依靠医生来完成，自动化程度不高，同时没有根本的改变影响手术精确度的人为因素，没有很好的减少手术时间和解决医生遭受射线照射的状况。申请号为200710179569. 9的中国技术专利公开了一种CT导航微创外科并联机器人，用于对穿刺针进行定位/姿。该机器人包括双层静平台、传动机构、十字导轨和穿刺针四部分。双层静平台互相平行，十字导轨有两个导套，分别设置在上层静平台和下层静平台中部的通槽处，十字导轨的交叉点处连接有球铰，穿刺针的上部连接于上球铰上，穿刺针的下部连接于下球铰上。上、下球铰分别具有两个自由度，两个球铰的运动决定穿刺针的空间位置和姿态，同时穿刺针可以沿轴向方向运动。该技术的优点体现在关节累积误差小，定位精度高，且具有一定的自动化程度。但是，该技术不能自动的将穿刺针从机器人中撤离出来，由于机器人的空间干涉使得后续的人工穿刺动作很进行，如果直接用机器代替后续的人工穿刺操作会导致异常情况发生，这是因为手术过程完全由机器强制性的进行，缺乏医生的临场感，对患者造成严重的手术伤害和风险。鉴于以上情况，特提出本技术。其主要理念是人机协调分工进行肿瘤穿刺(消融)手术，主要利用机器人的高度自动化、高精度特点，并结合本技术进行穿刺针(消融针)的定位/定姿，然后通过本技术实现整个机器人自动撤离手术区域，最后，借助医生丰富的手术临场感经验实现穿刺针(消融针)的插入。这样充分利用了机器与人的优点，使整个肿瘤消融手术充分实际可行。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种医用机械臂末端装置。本技术利用人机协调分工的理念，借助机器人高度自动化、精确度高特点实现穿刺针(消融针)的快速、精确导向定位以及方便的撤离手术区域。这为后续的医生凭借其丰富的临场感经验进行手术过程的实现，提供了足够大的操作空间。具体技术方案如下一种医用机械臂末端装置包括用于装卸针状医用器械的装卸导向机构、用于安装装卸导向机构的组件和用于将组件固定在机械臂末端连杆上的连接板。进一步优化的，所述的装卸导向机构包括夹四个相同的夹具体和用于驱动该四个相同的夹具体转动的装卸传动机构。进一步优化的，所述的每个夹具体包括旋转轴、上夹板、下夹板和用于对针状医用器械进行导向的一个以上的导向套，所述上夹板与下夹板结构相同且均有一端安装在旋转轴上，上夹板与下夹板的两侧边缘均设有一个以上的半圆柱孔，上夹板上的每个半圆柱孔与下夹板上相应的一个半圆柱孔位于同一竖直轴线上，在竖直方向上的一对半圆柱孔中安装有一个导向套，所述的装卸传动机构包括四个参数相同的圆柱直齿轮相互啮合构成，且一个圆柱直齿轮相应地固定在一个夹具体的旋转轴上。 进一步优化的，所述上夹板与下夹板的宽度与圆柱直齿轮相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种医用机械臂末端装置，其特征在于包括用于装卸针状医用器械的装卸导向机构（1）、用于安装装卸导向机构（1）的组件（2）和用于将组件（2）固定在机械臂末端连杆（4）上的连接板（3）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张勤，徐策，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：
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