微创医疗机器人系统技术方案

本实用新型专利技术涉及微创医疗机器人系统。微创医疗机器人系统包括工作机构(3)、调整机构(4)、控制机构(5)和人机交互机构(1)。工作机构(3)包括双孔式防护定位孔板(31)、导向针筒(34)。可以对工作机构(3)的导向针筒(34)进行定位，使得导向针筒(34)落在目标取样点与双孔式防护定位孔板(31)中的一个孔所确定的直线上。应用该微创医疗机器人系统，可在影像引导下，精准实施对前列腺癌的诊断与治疗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微创医疗机器人系统，尤其涉及一种能增加检出率、提高手术安全性、避免医源性交叉感染的用于比如前列腺癌的诊断与治疗的医疗机器人系统。
技术介绍
前列腺癌多发于男性泌尿生殖系统，是一种恶性肿瘤，早期常无症状，潜伏期长，发病率与死亡率呈逐年上升趋势。如何早期诊断并治疗前列腺癌，具有重要的临床意义。目前，临床多采用实时2D经直肠超声引导下的六分仪经直肠穿刺活检搭配穿刺模板进行筛查和诊断。中国专利技术专利申请CN 104720853 A公开了一种超声引导自动前列腺活检粒子植入系统及扎针方法。在支撑平台上固定有定位模块和图像采集模块，并且在支撑平台的前端设置有水平穿刺定位板。调整定位模块使得活检枪呈水平位置放置，按照定位板的空隙逐个进行取样。然而，类似于以上专利文件所公开的常规模板法穿刺法有以下问题。1.模板法导程短，偏差大:首先，相对于临床所用的活检枪/粒子植入枪的长度，模板的导向孔长度较短，容易造成活检枪/粒子植入枪定位偏差；其次，模板的导向孔位置、孔间距离无法调整，限制了活检枪的穿刺点选取，对于直径小于5mm的病灶，可能无法完整取样，导致漏检率、假阴性率升高，或者限制粒子植入枪的路径选择，造成植入粒子的放射剂量分布与目标不一致；第三，当活检枪或粒子植入枪遇到耻骨阻挡时，耻骨附近(癌症高发区)的组织样本难以采集，或难以将放射性粒子植入到预计位置，局限性和盲目性较高。因此，模板法可能影响病理检验结果，或导致植入粒子的实际放射剂量分布与计划产生偏差，影响放疗效果。2.介入前缺乏自检机制，介入中缺乏实时监控:首先，当定位模块的位置调整完毕，即插入活检针，没有校验过程，无法判断活检枪的插入位置或姿态是否准确，若由于软件、硬件等原因，造成定位模块和/或活检枪姿态异常，在活检枪抵达受术者皮肤表面前，系统无法检出，可能误伤受术者，比如扎进尿道、引起并发症等，即介入前缺乏自检机制；其次，现有的成像技术多为将所有扫描完成的2D序列经重构建模，获得静态3D影像作为术中引导，丧失了实时性，当活检枪/粒子植入枪进入体内后，难以准确获取其深度、角度、轨迹等信息，较大程度上依赖术者的经验与技能水平，误操作、误伤其他器官可能性增加，即介入中缺乏实时监控。3.维护成本高:现有设备中，由于其结构的固有特点，受术者的血液可能倒流进设备造成污染，增加医院的维护成本，甚至影响设备功能和手术进程。
技术实现思路
有鉴于此，本技术所要解决的技术问题是克服前述缺陷中的一种或多种。根据本技术的一个方面，提供一种微创医疗机器人系统。该微创医疗机器人系统包括:工作机构、调整机构、控制机构和人机交互机构。工作机构定位在调整机构上，并且调整机构定位在控制机构上。工作机构进一步包括:双孔式防护定位孔板、导向针筒、超声探头、超声探头运动机构、支架、基座以及导向针筒运动控制机构。支架包括左支架、右支架以及连接左支架和右支架上部的上支架。双孔式防护定位孔板可拆卸地安装在左支架上，超声探头运动机构可滑动地安装在上支架上，超声探头夹持于所述超声探头运动机构中。左支架、右支架和导向针筒运动控制机构安装在基座上。调整机构被设置为根据患者的体位和/或手术台的位置来调整工作机构的水平位置、竖直位置和/或俯仰角度。人机交互机构被配置为显示工作机构所采集的实时影像，接收外部输入，并且还被配置为与控制机构通讯，从而通过控制机构来对工作机构中的组件进行控制。根据本技术的一个实施方式，导向针筒运动控制机构可以包括内含电机的支撑臂和运动控制模块，二者的控制与运动相互独立，以实现对导向针筒的定位，可以包括对其自身姿态与空间位置的调整。内含电机的支撑臂可以被配置为控制导向针筒的升降运动、俯仰运动和/或左右平移运动。运动控制模块可以被配置为控制导向针筒相对于基座的前后运动和/或相对于基座的旋转运动。所述左右平移运动的方向和所述前后运动的方向可以是相互垂直的。所述旋转运动可以是以导向针筒运动控制机构与基座的安装点为旋转支点。根据本技术的一个实施方式，所述微创医疗机器人系统还可以包括设置在左支架、右支架、上支架或者基座上的连接器，用于工作机构的供电与通讯。根据本技术的一个实施方式，双孔式防护定位孔板的外侧上部可以为突出结构，包括两个贯通的定位孔。根据本技术的一个实施方式，双孔式防护定位孔板的突出结构的下部可以开有血槽。根据本技术的一个实施方式，所述微创医疗机器人系统还可以包括外部指令触发装置，被配置为发出信号，使得导向针筒的定位切换被使能。进一步地，外部指令触发装置可以被实现为设置在控制机构下部的脚踏板。根据本技术的一个实施方式，人机交互机构可拆卸地安装在控制机构上或独立设置。根据本技术的一个实施方式，所述微创医疗机器人系统还可以包括推手和/或万向轮。推手和/或万向轮可以被配置为辅助微创医疗机器人系统的转移和/或固定。根据本技术的一个实施方式，控制机构可以包含适用于容纳人机交互机构和工作机构的空间。根据本技术的一个实施方式，工作机构可以配合活检枪或者放射性粒子植入枪使用。根据本技术的另一个方面，将前述微创医疗机器人系统应用在前列腺活检或放射性粒子植入等领域中。为此，所述工作机构可以配合着适用于前列腺癌诊断或治疗的活检枪或者放射性粒子植入枪使用。从而，提供了一种可以集合前列腺癌诊断与治疗功能的微创手术系统。根据本技术的又一个方面，提供一种定位介入设备的方法。该方法包括:对前述工作机构的导向针筒进行定位，使得导向针筒落在目标取样点与双孔式防护定位孔板中的一个孔所确定的直线上，介入设备可以穿过导向针筒作用于目标取样点；或对导向针筒进行定位，使得导向针筒落在放射性粒子目标植入路径所确定的直线上，介入设备可以穿过导向针筒作用于目标植入路径。以上两种情况中，介入设备的介入深度可以由导向针筒的位置所限定。即，导向针筒的空间位置，尤其是其后端的位置，可以限定介入设备的介入深度，无需额外的介入设备深度控制部件。这种设计简化了系统的结构，避免了设置深度控制部件和/或驱动其运动的电机在空间上与系统中其他部件的冲突。例如，在系统术前自检过程中或者在导向针筒的定位中，设置在针筒后方的深度控制部件和/或驱动其运动的电机，可能被其他部件挡住，导致导向针筒无法调整到目标位置、姿态，也可能撞到系统其他部件，如超声探头，造成探头的移位甚至损坏。根据本技术的一个实施方式，介入设备可以是活检枪或者放射性粒子植入枪。根据本技术的实施方式，提出一种防护定位孔板与导向针筒相结合定位的方法，可在影像引导下，精准实施活检取样。若导向针筒的定位发生错误，则导向针筒没有落在目标路径所确定的直线上，所以沿导向针筒穿过的介入设备，将无法依计划抵达防护定位孔板上的贯通定位孔，而是被防护定位孔板挡住、无法穿过贯通定位孔并抵达受术者皮肤，从而实现了介入设备在介入人体前的自检过程，避免了由于硬件、软件等故障引发的导向针筒定位错误导致的对受术者的伤害，提高了系统的安全当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微创医疗机器人系统，其特征在于，包括：工作机构(3)、调整机构(4)、控制机构(5)和人机交互机构(1)，其中，所述工作机构(3)定位在所述调整机构(4)上，并且所述调整机构(4)定位在所述控制机构(5)上，所述工作机构(3)包括：双孔式防护定位孔板(31)、导向针筒(34)、超声探头(33)、超声探头运动机构(32)、支架(52)、基座(53)以及导向针筒运动控制机构，其中支架(52)包括左支架、右支架以及连接左支架和右支架上部的上支架，所述双孔式防护定位孔板(31)可拆卸地安装在所述左支架上，所述超声探头运动机构(32)可滑动地安装在所述上支架上，所述超声探头(33)夹持于所述超声探头运动机构(32)中，所述左支架、所述右支架和所述导向针筒运动控制机构安装在所述基座(53)上；所述调整机构(4)被设置为根据患者的体位和/或手术台的位置来调整所述工作机构(3)的水平位置、竖直位置和/或俯仰角度；所述人机交互机构(1)被配置为显示所述工作机构(3)所采集的实时影像，接收外部输入，并且还被配置为与所述控制机构(5)通讯，从而通过所述控制机构(5)来对所述工作机构(3)中的组件进行控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，俞鸿凯，时一宝，边东东，石浩森，金义，孟宪全，张茜，
申请(专利权)人：拜耳斯特医疗机器人技术天津有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12