一种前列腺穿刺机器人制造技术

技术编号:20138119 阅读:45 留言:0更新日期:2019-01-18 23:57
本发明专利技术公开一种前列腺穿刺机器人,包括旋转驱动装置、探测器直线驱动装置、探测器转动机构、探测器、穿刺针驱动装置、穿刺针及控制系统,旋转驱动装置包括底架、第一伺服电机、主轴及圆盘,第一伺服电机通过主轴驱动圆盘转动。探测器直线驱动装置设在圆盘上,包括纵向导轨丝杠机构和横向导杆丝杠机构,横向导杆丝杠机构设在纵向导轨丝杠机构的上方。探测器转动机构设在横向导杆丝杠机构上,探测器安装在探测器转动机构上。穿刺针驱动装置与圆盘固定相连,包括竖向导轨丝杠机构和进针机构,进针机构与竖向导轨丝杠机构相连,穿刺针设在进针机构上。本发明专利技术结构紧凑,自动化程度高,探测器与穿刺针的配合度高,能提高穿刺精度、手术质量,降低风险。

【技术实现步骤摘要】
一种前列腺穿刺机器人
本专利技术涉及机器人
,具体涉及一种前列腺穿刺机器人。
技术介绍
随着人类平均寿命的延长、诊断技术的提高、生活方式的改变,我国男性前列腺疾病的发病率在不断上升,近年来,前列腺癌的发病率更呈明显上升趋势,已成为我国男性泌系统疾病中的“头号杀手”。穿刺是一个医学手术用语,是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验,向体腔注入气体或造影剂做造影检查,或向体腔内注入药物的一种诊疗技术。穿刺的目的是抽血化验,输血、输液及置入导管做血管造影。目前,在临床上普遍采用的前列腺穿刺活检的设备非常简单,主要采用与超声检查设备做成一体的形式。通常在超声探头侧面做出穿刺活检针的导向孔,活检枪上的穿刺针通过这个导向孔,在超声图像引导下进行定位穿刺。超声探头和活检都是由手动操作完成,操作过程比较复杂,需要至少两个以上的医生配合,劳动强度大,穿刺活检针的定位精度低,漏检率高。因此,不得不采用较多的穿刺次数,给患者带来较多的痛苦。而且,传统的穿刺介入手术中,医生需要根据触觉或二维图像导航结果对手术工具进行不断地调整,易引起医生疲劳和手臂颤抖。前列腺活体组织小,穿刺困难,进针精度低,穿刺过程很大程度上依赖一生的手术经验与技能,手术质量偏低。由此可见,现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提出一种前列腺穿刺机器人,解决现有的前列腺活检中穿刺精度不足、穿刺困难、易引起医生疲劳和手臂颤抖等问题,提高前列腺活体组织穿刺的手术质量。为了解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种前列腺穿刺机器人,包括旋转驱动装置、探测器直线驱动装置、探测器转动机构、探测器、穿刺针驱动装置、穿刺针及控制系统,旋转驱动装置包括底架、第一伺服电机、主轴及圆盘,第一伺服电机通过主轴驱动圆盘转动。探测器直线驱动装置包括纵向导轨丝杠机构和横向导杆丝杠机构,纵向导轨丝杠机构设在圆盘上,横向导杆丝杠机构设在纵向导轨丝杠机构的上方。探测器转动机构设在横向导杆丝杠机构上,探测器安装在探测器转动机构上。穿刺针驱动装置包括竖向导轨丝杠机构和进针机构,竖向导轨丝杠机构通过立板设在探测器直线驱动装置的一侧,立板下端与圆盘固定相连。进针机构位于探测器转动机构的上方,与竖向导轨丝杠机构相连,穿刺针设在进针机构上。优选地,纵向导轨丝杠机构通过其下方的主板固定在圆盘上,立板的下端与主板的一侧固定相连。主轴竖向设在底架内,第一伺服电机通过第一皮带与主轴下端相连,圆盘与主轴固定相连,第一伺服电机的控制端与控制系统通信连接。优选地,纵向导轨丝杠机构和竖向导轨丝杠机构的结构相同,均包括两个导轨和第一滚珠丝杠,两个导轨与第一滚珠丝杠平行布置,第一滚珠丝杠上配有第一丝母座,第一丝母座的底部与两个导轨滑动配合。第一滚珠丝杠的一端,通过第二皮带连接第二伺服电机,第二伺服电机的控制端与控制系统通信连接。优选地,纵向导轨丝杠机构的导轨和第一滚珠丝杠纵向水平布置,实现探测器在水平面内的纵向移动。竖向导轨丝杠机构的导轨和第一滚珠丝杠竖向布置,实现探测器在竖直方向的移动。优选地,横向导杆丝杠机构和进针机构,均包括第一支架、导杆和第二滚珠丝杠,导杆和第二滚珠丝杠平行设在第一支架上,配置在第二滚珠丝杠的第二丝母座与导杆滑动配合。第二滚珠丝杠的一端,通过联轴器与第三伺服电机相连,第三伺服电机的控制端与控制系统通信连接。优选地,所述进针机构的第二丝母座上安装有穿刺针夹具,穿刺针夹具连接穿刺针的一端,穿刺针的另一端穿出进针机构的第一支架外部。优选地,探测器转动机构包括第二支架、驱动轴及第四伺服电机,第二支架设在横向导杆丝杠机构的第二丝母座上,驱动轴横向安装在第二支架,其一端通过第三皮带与第四伺服电机相连,另一端通过探测器夹具与探测器相连,第四伺服电机安装在第二支架上,其控制端且与控制系统通信连接。通过采用上述技术方案,本专利技术的有益技术效果是:1、本专利技术的旋转驱动装置实现探测器和穿刺针在水平面角度调节,纵向导轨丝杠机构、横向导杆丝杠机构与探测器转动机构配合实现探测器位置调节,竖向导轨丝杠机构和进针机构的配合实现对穿刺针进针位置和进退针的控制,探测器和穿刺针的各个运动均独立控制,协调配合,实现探测和进针的配合度,提高穿刺质量,减少穿刺数量,降低患者痛苦。2、本专利技术可与现有的三维图像引导技术相结合,可对待穿刺活体细胞实现精准定位,整个穿刺过程稳定可靠,操作灵巧,克服了传统微创手术中操作者眼手运动不协调、易抖动、学习曲线长等缺点。3、本专利技术解决了现有的前列腺活检中精度不足、穿刺困难、易引起医生疲劳和手臂颤抖等问题,提高了前列腺活体组织穿刺的手术质量,减少了由于人为因素带来的手术风险和并发症。4、本专利技术的结构紧凑,制作成本较低,安装维修方便,控制简单,运动空间大,第一、第二传动臂的运动灵活,穿刺进针精确平稳。附图说明图1是本专利技术一种前列腺穿刺机器人的主视视向的结构示意图。图2是本专利技术一种前列腺穿刺机器人的左视视向的结构示意图。图3是图1中某一部分的结构示意图,示出的是竖向导轨丝杠机构。图4是图1中另一部分的结构示意图,示出的是纵向导轨丝杠机构。图5是图1中再一部分的结构示意图,示出的是横向导杆丝杠机构与探测器转动机构的组合结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明:结合图1至图5,一种前列腺穿刺机器人,包括旋转驱动装置1、探测器直线驱动装置、探测器转动机构2、探测器3、穿刺针驱动装置、穿刺针6及控制系统,旋转驱动装置1包括底架11、第一伺服电机12、主轴13及圆盘14,第一伺服电机12通过主轴13驱动圆盘14转动。主轴13通过轴套竖向设在底架11内,轴套与底架11固定相连,第一伺服电机12通过第一皮带15与主轴13下端相连,圆盘14的中心与主轴13的上端固定相连,第一伺服电机12的控制端与控制系统通信连接。第一伺服电机12通过第一皮带15驱动主轴13转动,主轴13带动位于底架11上方的圆盘14转动,第一伺服电机12的控制端与控制系统连接,控制系统通过第一伺服电机12控制圆盘的转动角度。探测器直线驱动装置包括纵向导轨丝杠机构7和横向导杆丝杠机构8,纵向导轨丝杠机构7通过水平布置的主板9设在圆盘14上,主板9位于圆盘14的上方,且与圆盘14固定相连,主板9的一侧竖向设置有立板10,立板10与主板9固定相连成L形钢支架,L形钢支架随圆盘14一起转动,实现对探测器3和穿刺针6在水平面内角度的调节。横向导杆丝杠机构8设在纵向导轨丝杠机构7的上方,且与纵向导轨丝杠机构7相连,并驱动纵向导轨丝杠机构7前后水平运动。穿刺针驱动装置包括竖向导轨丝杠机构4和进针机构5,竖向导轨丝杠机构4通过立板10设在探测器直线驱动装置的一侧,进针机构5位于竖向导轨丝杠机构4的一侧且与其相连,竖向导轨丝杠机构4驱动进针机构5上下运动。纵向导轨丝杠机构7和竖向导轨丝杠机构4的结构相同,均包括两个导轨71和第一滚珠丝杠72,两个导轨71与第一滚珠丝杠72平行布置,第一滚珠丝杠72上配有第一丝母座73,第一丝母座73的底部与两个导轨71滑动配合。第一滚珠丝杠72的一端,通过第二皮带74连接第二伺服电机75的动力输出端,第二伺服电机75驱动第一滚珠丝杠72转动,第二伺服电机75的控制端与控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前列腺穿刺机器人,包括旋转驱动装置、探测器直线驱动装置、探测器转动机构、探测器、穿刺针驱动装置、穿刺针及控制系统,其特征在于,旋转驱动装置包括底架、第一伺服电机、主轴及圆盘,第一伺服电机通过主轴驱动圆盘转动;探测器直线驱动装置包括纵向导轨丝杠机构和横向导杆丝杠机构,纵向导轨丝杠机构设在圆盘上,横向导杆丝杠机构设在纵向导轨丝杠机构的上方;探测器转动机构设在横向导杆丝杠机构上,探测器安装在探测器转动机构上;穿刺针驱动装置包括竖向导轨丝杠机构和进针机构,竖向导轨丝杠机构通过立板设在探测器直线驱动装置的一侧,立板下端与圆盘固定相连;进针机构位于探测器转动机构的上方,与竖向导轨丝杠机构相连,穿刺针设在进针机构上。

【技术特征摘要】
1.一种前列腺穿刺机器人,包括旋转驱动装置、探测器直线驱动装置、探测器转动机构、探测器、穿刺针驱动装置、穿刺针及控制系统,其特征在于,旋转驱动装置包括底架、第一伺服电机、主轴及圆盘,第一伺服电机通过主轴驱动圆盘转动;探测器直线驱动装置包括纵向导轨丝杠机构和横向导杆丝杠机构,纵向导轨丝杠机构设在圆盘上,横向导杆丝杠机构设在纵向导轨丝杠机构的上方;探测器转动机构设在横向导杆丝杠机构上,探测器安装在探测器转动机构上;穿刺针驱动装置包括竖向导轨丝杠机构和进针机构,竖向导轨丝杠机构通过立板设在探测器直线驱动装置的一侧,立板下端与圆盘固定相连;进针机构位于探测器转动机构的上方,与竖向导轨丝杠机构相连,穿刺针设在进针机构上。2.根据权利要求1所述一种前列腺穿刺机器人,其特征在于,纵向导轨丝杠机构通过其下方的主板固定在圆盘上,立板的下端与主板的一侧固定相连;主轴竖向设在底架内,第一伺服电机通过第一皮带与主轴下端相连,圆盘与主轴固定相连,第一伺服电机的控制端与控制系统通信连接。3.根据权利要求1所述一种前列腺穿刺机器人,其特征在于,纵向导轨丝杠机构和竖向导轨丝杠机构的结构相同,均包括两个导轨和第一滚珠丝杠,两个导轨与第一滚珠丝杠平行布置,第一滚珠丝杠上配有第一丝母座,第一丝母座的底部与两个...

【专利技术属性】
技术研发人员:田和强郑晨玲李建永马龙鑫王晨晨金小龙
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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