一种用于椎体成形术的手术机器人制造技术

本发明专利技术公开一种用于椎体成形术的手术机器人，包括手术平台，所述手术平台包括管状的定位外壳，嵌套设置在所述定位外壳内的管状的承载部；所述承载部的内腔以轴心为中心均分为四个区域，每个区域内均设置有一手术执行部；所述手术执行部包括套筒，和位于套筒内、由第二夹持件夹持沿套筒上下滑动的滑块，所述滑块上至少设置有两组上下间隔布置的夹臂，所述夹臂用于夹持手术器具。本发明专利技术的手术机器人以机械臂为基础，仿照经皮骨水泥椎体成形术的施术步骤，可通过远程控制的方法进行椎体成形术定位以及骨水泥植入，术者不会暴露在射线下，克服术者在放射下暴露的问题，增加对术者的保护。

A surgical robot for vertebroplasty

The invention discloses a surgical robot for vertebroplasty, including an operating platform, which comprises a tubular positioning shell nested in a tubular bearing part, and the inner cavity of the bearing part is divided into four regions centered on an axis, each of which is provided with a surgical operator. The operation execution part comprises a sleeve and a slider which is located in the sleeve and slides up and down along the sleeve by a second clamping piece. At least two groups of upper and lower spaced clamping arms are arranged on the slider, and the clamping arm is used to clamp the surgical instrument. The operation robot of the present invention is based on a mechanical arm and imitates the operation steps of percutaneous bone cement vertebroplasty. Vertebroplasty positioning and bone cement implantation can be carried out by remote control method. The operator will not be exposed to radiation, thus overcoming the problem of exposure under radiation and increasing the protection of the operator.

【技术实现步骤摘要】
一种用于椎体成形术的手术机器人
本专利技术涉及一种医疗设备，具体是一种用于半自动或全自动完成骨外科手术的手术机器人。
技术介绍
椎体成形术作为一种开放手术用于增强椎弓根螺钉和充填肿瘤切除后遗留的缺损已有几十年的历史。该手术是将骨组织或骨水泥注入椎体，从力学上增强其结构强度。对于某些病例，由于开放手术的风险太大，而使医患双方止步，因此出现了经皮椎体成形术。经皮椎体成形术（percutaneousvertebroplasty，PVP）是指经皮通过椎弓根或椎弓根外向椎体内注入骨水泥以达到增加椎体强度和稳定性，防止塌陷，缓解疼痛，甚至部分恢复椎体高度为目的一种微创脊椎外科技术。经皮椎体成形术继承了椎体成形术的优点而无与开放手术有关的并发症，因此得到了广泛的应用。经皮骨水泥椎体成形术治疗脊柱疾患已近30年，该技术已经广泛应用于治疗脊柱骨质疏松或肿瘤等，虽然相比开放手术并发症相对较少，但仍然存在一些特殊的并发症，主要包括骨水泥渗漏以及肺栓塞。虽然报道显示骨水泥渗漏的发生率较低，平均约0.3%～10%，但是一旦发生，后果可能极其严重。为了降低上述并发症出现的概率，在保证手术指征正确以及手术操作规范的前提下，加强术中的放射线监测，是最大程度减少骨水泥渗漏的关键方法之一，实践也证明“加强术中的放射线监测”确实能够减少骨水泥渗漏的出现，但与此同时也带来了新的问题。近年来，对于椎体成形术中术者放射线暴露的相关研究逐渐增多。有研究显示，在骨科手术中术者放射线暴露量90%来自椎体成形术。有学者研究发现，无保护措施下，平均行34例椎体成形术，手术医生即超过了规定允许年放射线暴露总量。为此，学者们总结出许多建议，希望尽量减少术者的放射线暴露，包括穿戴铅衣、防护眼镜、防护头套，在术者与X线球管之间放置屏蔽设施，以及尽量控制放射线投照次数等。以上措施的确可以大大减少术者的放射线暴露，但即使如此，术者仍然会受到较高的放射线伤害。而且，减少术中X线投照次数，无形中增加了手术操作的风险。为了有效避免术者的放射线暴露而同时不增加相关并发症的发生率，如果能设计出用于椎体成形术定位以及骨水泥植入的手术机器人，通过机器人代替术者操作，显然可以在术中避免了术者的放射学暴露问题，提高手术的安全性以及增加对术者的保护。但是较为可惜的是，目前的手术机械人能够独立完成的手术较少，而进行类似椎体成形术这种手术难度较高的手术机器人更是少之又少。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的在于在现有手术机械臂的基础上，根据经皮骨水泥椎体成形术的施术步骤，提供一种用于椎体成形术的手术机器人，代替术者完成经皮椎体成形术。技术方案：本专利技术所述用于椎体成形术的手术机器人，包括机械臂和位于机械臂前端的手术平台，所述手术平台包括管状的定位外壳，嵌套设置在所述定位外壳内的管状的承载部；所述定位外壳定位于手术部位上，其内腔作为手术通道，所述定位外壳的内壁上设置有第一夹持件，所述夹持件夹持在所述承载部上，带动所述承载部沿轴向作圆周运动和上下运动；所述承载部的内腔以轴心为中心均分为四个区域，每个区域内均设置有一手术执行部，四个手术执行部之间的距离一致，在所述承载部每圆周旋转90°时，后一手术执行部移动并覆盖在前一手术执行部的原位置上；所述手术执行部包括套筒，安装在套筒内壁上的第二夹持件，和位于套筒内、由第二夹持件夹持沿套筒上下滑动的滑块，所述滑块上至少设置有两组上下间隔布置的夹臂，所述夹臂用于夹持手术器具。本专利技术进一步优选地技术方案为，所述机械臂与手术平台的连接部位还设置有曲面导轨，所述手术平台安装在该曲面导轨上，沿该曲面导轨滑动改变手术通道的方向。优选地，所述机械臂由若干首尾旋转连接的伸缩杆组成。优选地，四个手术执行部分别为按顺时针或逆时针顺序依次分布的第一手术执行部、第二手术执行部、第三手术执行部和第四手术执行部。优选地，所述第一手术执行部、第二手术执行部和第四手术执行部的滑块上分别设置有两组夹臂，所述第二手术执行部的滑块上设置有三组夹臂。优选地，所述第一手术执行部的两组夹臂分别夹持穿刺针和穿刺针针芯，所述第二手术执行部的两组夹臂分别夹持导丝和穿刺针，所述第三手术执行部的三组夹臂分别夹持扩张导管、工作套管和导丝，所述第四手术执行部的两组夹臂分别夹持球囊扩张导管和工作套管。优选地，四个所述手术执行部的滑块均为管状结构，所述夹臂安装在滑块的内壁上。优选地，所述滑块在所述第二夹持件的夹持下在所述套筒内作圆周运动。优选地，所述手术执行部的套筒的高度与承载部的高度一致，所述承载部的高度为所述定位外壳高度的1/2。有益效果：（1）本专利技术的手术机器人以机械臂为基础，仿照经皮骨水泥椎体成形术的施术步骤，可通过远程控制的方法进行椎体成形术定位以及骨水泥植入，术者不会暴露在射线下，克服术者在放射下暴露的问题，增加对术者的保护；同时，本专利技术中四个手术执行部根据经皮骨水泥椎体成形术的手术步骤，在术者远程操控下，采用流水化的工作流程，自动化的完成手术，在具有经皮骨水泥椎体成形术的治疗效果的同时，又确保手术的精准性和安全性；（2）本专利技术中机械臂由若干首尾旋转连接的伸缩杆组成，机械臂与手术平台的连接部位又设置了曲面导轨，手术平台安装在该曲面导轨上，机械臂和曲面导轨提供手术平台的较多的手术范围和较广的手术角度。附图说明图1为本专利技术所述手术机器人的结构示意图；图2为本专利技术所述曲面导轨的结构示意图；图3为本专利技术所述手术平台的结构示意图；图4为本专利技术所述承载部的截面图；图5为本专利技术所述第一手术执行部的结构示意图；图6为本专利技术所述第二手术执行部的结构示意图；图7为本专利技术所述第三手术执行部的结构示意图；图8为本专利技术所述第四手术执行部的结构示意图；图9为本专利技术所述滑块的结构示意图；图中，1-手术平台、2-机械臂、3-曲面导轨、11-定位外壳、12-承载部、12a-滑块、12b-夹臂、13-第一手术执行部、14-第二手术执行部、15-第三手术执行部、16-第四手术执行部。具体实施方式下面通过附图对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例：一种用于椎体成形术的手术机器人，包括机械臂2和位于机械臂前端的手术平台1。机械臂2由若干首尾旋转连接的伸缩杆组成。机械臂2与手术平台1的连接部位还设置有曲面导轨3，手术平台1安装在该曲面导轨3上，沿该曲面导轨3滑动改变手术通道的方向。手术平台1包括管状的定位外壳11，嵌套设置在定位外壳11内的管状的承载部12；定位外壳11定位于手术部位上，其内腔作为手术通道，定位外壳11的内壁上设置有第一夹持件，夹持件夹持在承载部12上，带动承载部12沿轴向作圆周运动和上下运动；承载部12的内腔以轴心为中心均分为四个区域，四个区域内各设置一手术执行部，手术执行部包括套筒，安装在套筒内壁上的第二夹持件，和位于套筒内、在第二夹持件的夹持下在套筒内作圆周运动的滑块12a，滑块12a为管状结构，滑块12a的内壁上设置有夹臂12b。手术执行部的套筒的高度与承载部12的高度一致，承载部12的高度为定位外壳11高度的1/2。四个手术执行部分别为按顺时针或逆时针顺序依次分布的第一手术执行部13、第二手术执行部14、第三手术执行部15和第四手术执行部16。四个手术执行部之间的距离一致，在承载部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于椎体成形术的手术机器人，包括机械臂和位于机械臂前端的手术平台，其特征在于，所述手术平台包括管状的定位外壳，嵌套设置在所述定位外壳内的管状的承载部；所述定位外壳定位于手术部位上，其内腔作为手术通道，所述定位外壳的内壁上设置有第一夹持件，所述夹持件夹持在所述承载部上，带动所述承载部沿轴向作圆周运动和上下运动；所述承载部的内腔以轴心为中心均分为四个区域，每个区域内均设置有一手术执行部，四个手术执行部之间的距离一致，在所述承载部每圆周旋转90°时，后一手术执行部移动并覆盖在前一手术执行部的原位置上；所述手术执行部包括套筒，安装在套筒内壁上的第二夹持件，和位于套筒内、由第二夹持件夹持沿套筒上下滑动的滑块，所述滑块上至少设置有两组上下间隔布置的夹臂，所述夹臂用于夹持手术器具。

【技术特征摘要】
1.一种用于椎体成形术的手术机器人，包括机械臂和位于机械臂前端的手术平台，其特征在于，所述手术平台包括管状的定位外壳，嵌套设置在所述定位外壳内的管状的承载部；所述定位外壳定位于手术部位上，其内腔作为手术通道，所述定位外壳的内壁上设置有第一夹持件，所述夹持件夹持在所述承载部上，带动所述承载部沿轴向作圆周运动和上下运动；所述承载部的内腔以轴心为中心均分为四个区域，每个区域内均设置有一手术执行部，四个手术执行部之间的距离一致，在所述承载部每圆周旋转90°时，后一手术执行部移动并覆盖在前一手术执行部的原位置上；所述手术执行部包括套筒，安装在套筒内壁上的第二夹持件，和位于套筒内、由第二夹持件夹持沿套筒上下滑动的滑块，所述滑块上至少设置有两组上下间隔布置的夹臂，所述夹臂用于夹持手术器具。2.根据权利要求1所述的用于椎体成形术的手术机器人，其特征在于，所述机械臂与手术平台的连接部位还设置有曲面导轨，所述手术平台安装在该曲面导轨上，沿该曲面导轨滑动改变手术通道的方向。3.根据权利要求2所述的用于椎体成形术的手术机器人，其特征在于，所述机械臂由若干首尾旋转连接的伸缩杆组成。4.根据权利要求1所述的用于椎体成形术的手术...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓建，杨凯翔，杨雷，唐健，眭涛，
申请(专利权)人：南京医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32