一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置，主要功能包括穿刺针导向模块的定位，以及穿刺模块的自动穿刺。该装置可实现更换不同的导向器以实现不同部位肿瘤穿刺，导向模块与穿刺模块共同配合将粒子植入部位，实现精准植入，达到精准放疗的目的。应用时可将该装置置于CT床边，导向模块将导向器精准定位至治疗部位，穿刺模块将穿刺针植入体内，最终实现放射性粒子的精准植入。该装置结构稳定，精确高效，可作为放疗粒子植入辅助设备的参考。导向模块与穿刺模块的定位采用旋转自由度，增大工作空间，同时在工作结束时，可将伸出部分折叠收回，极大减小了所占空间，同时方便移动。关键自由度具有限位传感器，保证运动的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置
本技术专利涉及医疗器械领域，属于机械与医学放疗领域交叉的前沿学科，涉及近距离放射性粒子治疗手术中所用设备及技术。具体为一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置。
技术介绍
放射治疗是目前治疗肿瘤的主要方法之一，分为外放射治疗和近距离放射治疗。外放射，是通过X射线治疗机等将射线聚焦在人体外，对体表或体内肿瘤部位进行短时间照射，以起到杀死肿瘤细胞的作用。近距离放射，是将高剂量率的放射源粒子通过外部器械永久或暂时性的导入肿瘤癌变部位，从而对肿瘤细胞进行杀伤。长期以来，外照射是放射治疗的主要支柱。近年来，近距离放射治疗异军突起，在放射治疗领域成为引人注目的治疗方法，取得较为惊人的临床疗效。目前外照射对解决器官运动尚没有确实可行的办法。而影像学技术引导下的放射性粒子治疗真正实现了肿瘤靶区剂量更高，周围正常组织损伤更小的放射治疗理念，而且治疗精度大大提高。相比于远距离照射治疗，粒子植入式的放射治疗具有许多优点：1.近距离放射治疗能将高剂量率射线聚集在肿瘤部位，从多方位对肿瘤进行照射，使得照射效果更好。2.肿瘤邻近正常组织受到的照射剂量较小，从而保护正常组织，减小照射的副作用。3.植入粒子数目可根据患者具体情况变动，具有更大的灵活性。因而在临床治疗中，粒子的精确植入非常关键，其关系到肿瘤靶区的剂量分布，从而直接关系到疗效效果，急需一种精确可靠的粒子植入治疗的穿刺装置。
技术实现思路
本技术旨在提出一种简单可行的落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置，主要功能包括穿刺针导向模块的定位，以及穿刺模块的自动穿刺。该装置可实现更换不同的导向器以实现不同部位肿瘤穿刺，导向模块与穿刺模块共同配合将粒子植入部位，实现精准植入，达到精准放疗的目的。应用时可将该装置置于CT床边，导向模块将导向器精准定位至治疗部位，穿刺模块将穿刺针植入体内，最终实现放射性粒子的精准植入。该装置结构稳定，精确高效，可作为放疗粒子植入辅助设备的参考。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置，包括底板、平台、导向模块和穿刺模块，所述底板底部通过电动推杆连接有升降单元支撑板，通过万向轮安装杆连接有万向轮，底板顶部安装有电动缸，所述电动缸一侧安装有电动缸步进电机，电动缸的内部设有可自锁的丝杠结构，所述平台安装于电动缸上方，所述导向模块和穿刺模块分别安装于所述平台的两侧；所述导向模块包括导向模块套筒、导向模块转台、导向模块大臂和导向模块小臂，所述导向模块转台设有交叉滚子轴承且设置于导向模块套筒上，所述导向模块转台通过第一步进电机驱动，第一步进电机与导向模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，所述导向模块转台与所述导向模块大臂的一端相连，导向模块大臂的另一端连接有导向模块小臂，所述导向模块大臂与导向模块小臂之间通过第一转动关节相连，第一转动关节的关节轴从导向模块大臂下方伸出并通过键连接与第一同步带轮组相连，第一同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第二步进电机驱动；所述导向模块小臂的前端设有第二转动关节，第二转动关节的关节轴从导向模块小臂的下方伸出并连接第二同步带轮组，第二同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第三步进电机驱动；第二转动关节的关节轴穿过第二同步带轮组通过联轴器与第四步进电机相连，第四步进电机的电机轴通过联轴器连接有导向器安装板，所述导向器安装板通过导向模板夹持器安装有导向器；所述穿刺模块包括穿刺模块套筒、穿刺模块转台、穿刺模块大臂和穿刺模块小臂，所述穿刺模块转台安装于穿刺模块套筒上，穿刺模块转台通过第五步进电机驱动，第五步进电机与穿刺模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，穿刺模块转台与穿刺模块大臂的一端相连，穿刺模块大臂的另一端连接有穿刺模块小臂，穿刺模块大臂与穿刺模块小臂之间通过第三转动关节相连，第三转动关节的关节轴从穿刺模块大臂下方伸出并通过键连接与第三同步带轮组相连，第三同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第六步进电机驱动；所述穿刺模块小臂的前端设有第四转动关节，第四转动关节的关节轴从穿刺模块小臂的下方伸出并连接第四同步带轮组，第四同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第七步进电机驱动；第四转动关节的关节轴穿过第四同步带轮组通过联轴器与第八步进电机相连，第八步进电机的电机轴通过联轴器连接有穿刺导轨连接板，所述穿刺导轨连接板上安装有可自锁的丝杠穿刺导轨，所述丝杠穿刺导轨上设有滑块，所述滑块通过法兰连接有用于驱动所述丝杠穿刺导轨的第九步进电机，所述第九步进电机的电机轴上连接有穿刺针夹持器，提供穿刺的旋转自由度运动；所述丝杠穿刺导轨的尾部设有第十步进电机，用于驱动丝杠穿刺导轨实现滑块的前后运动，进而实现穿刺的进给运动。进一步的，所述第一转动关节至第四转动关节均由上端盖、阶梯轴、下端盖和两个圆锥滚子轴承构成。进一步的，所述第一同步带轮组至第四同步带轮组均由两个同步带轮构成，第一同步带轮组至第四同步带轮组与同步带之间均采用圆弧齿型传动。进一步的，所述导向器安装板上设有便于拆卸的旋钮卡扣，以更换不同导向器，实现不同部位肿瘤的穿刺导向。进一步的，所述穿刺装置工具有十一个自由度。进一步的，所述穿刺模块套筒高于所述导向模块套筒。进一步的，导向模块小臂和穿刺模块小臂之间安装有摄像头安装架，所述摄像头安装架上安装有两个呈30度俯视角的定位摄像头。进一步的，所述导向模块转台、穿刺模块转台和电动缸上均设有用于限位的光电开关。进一步的，所述底板上方还安装有电源安装板、控制器安装板和驱动器安装板。与现有技术相比，本技术的技术方案所带来的有益效果是：1.本技术装置结构新颖、便捷，技术上易于实现，方便临床操作。采用高精度闭环步进电机配合抱闸系统以及自锁结构，闭环控制可以实现高精度到位，同时，方便结构锁定，增强了整体结构的安全性和稳定性。2.该装置单侧构型，更贴近于患者体表。底部升降固定单元提高装置的灵活性，拓展了机构的工作范围，从而使治疗的效果最大化。3.该装置明确分为导向模块与穿刺模块，先后运动，使得运动更有效、明确。将关键电机后置，降低整体的翻转力矩与杆件的弯矩，提高伸出部分的稳定性，同步带保证了运动精度。4.导向模块与穿刺模块的定位采用旋转自由度，增大工作空间，同时在工作结束时，可将伸出部分折叠收回，极大减小了所占空间，同时方便移动。关键自由度具有限位传感器，保证运动的安全性。5.为满足轻便化要求，该装置大多零件采用铝合金材料，关键部位，如关节轴，则采用合金钢，保证力学性能。采用一组摄像头进行定位配准，保证准确性。整体的结构，可以达到自动穿刺装置高效、精确、安全的要求。附图说明图1是本技术装置的整体结构示意图。图2是具体实施方式中转台和套筒的内部结构示意图。图3是具体实施方式中转动关节的结构示意图。附图标记：1-穿刺模块腕关节步进电机2-穿刺导轨连接板3-步进电机4-穿刺模块转台套筒5-穿刺模块肘关节步进电机6-穿刺模块大臂7-穿刺模块转台8-联轴器9-步进电机安装壳10-定位摄像头11-导向模块腕关节12-导向模块小臂13-导向模块腕关节步进电机14-导向模块肘关节步进电机15-同步带及同步带轮组16-导向模块肘关节上端盖17-导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置，其特征在于，包括底板、平台、导向模块和穿刺模块，所述底板底部通过电动推杆连接有升降单元支撑板，通过万向轮安装杆连接有万向轮，底板顶部安装有电动缸，所述电动缸一侧安装有电动缸步进电机，电动缸的内部设有可自锁的丝杠结构，所述平台安装于电动缸上方，所述导向模块和穿刺模块分别安装于所述平台的两侧；所述导向模块包括导向模块套筒、导向模块转台、导向模块大臂和导向模块小臂，所述导向模块转台设有交叉滚子轴承且设置于导向模块套筒上，所述导向模块转台通过第一步进电机驱动，第一步进电机与导向模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，所述导向模块转台与所述导向模块大臂的一端相连，导向模块大臂的另一端连接有导向模块小臂，所述导向模块大臂与导向模块小臂之间通过第一转动关节相连，第一转动关节的关节轴从导向模块大臂下方伸出并通过键连接与第一同步带轮组相连，第一同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第二步进电机驱动；所述导向模块小臂的前端设有第二转动关节，第二转动关节的关节轴从导向模块小臂的下方伸出并连接第二同步带轮组，第二同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第三步进电机驱动；第二转动关节的关节轴穿过第二同步带轮组通过联轴器与第四步进电机相连，第四步进电机的电机轴通过联轴器连接有导向器安装板，所述导向器安装板通过导向模板夹持器安装有导向器；所述穿刺模块包括穿刺模块套筒、穿刺模块转台、穿刺模块大臂和穿刺模块小臂，所述穿刺模块转台安装于穿刺模块套筒上，穿刺模块转台通过第五步进电机驱动，第五步进电机与穿刺模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，穿刺模块转台与穿刺模块大臂的一端相连，穿刺模块大臂的另一端连接有穿刺模块小臂，穿刺模块大臂与穿刺模块小臂之间通过第三转动关节相连，第三转动关节的关节轴从穿刺模块大臂下方伸出并通过键连接与第三同步带轮组相连，第三同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第六步进电机驱动；所述穿刺模块小臂的前端设有第四转动关节，第四转动关节的关节轴从穿刺模块小臂的下方伸出并连接第四同步带轮组，第四同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第七步进电机驱动；第四转动关节的关节轴穿过第四同步带轮组通过联轴器与第八步进电机相连，第八步进电机的电机轴通过联轴器连接有穿刺导轨连接板，所述穿刺导轨连接板上安装有可自锁的丝杠穿刺导轨，所述丝杠穿刺导轨上设有滑块，所述滑块通过法兰连接有用于驱动所述丝杠穿刺导轨的第九步进电机，所述第九步进电机的电机轴上连接有穿刺针夹持器，提供穿刺的旋转自由度运动；所述丝杠穿刺导轨的尾部设有第十步进电机，用于驱动丝杠穿刺导轨实现滑块的前后运动，进而实现穿刺的进给运动。...

【技术特征摘要】
1.一种落地式肿瘤放射性粒子植入治疗自动穿刺装置，其特征在于，包括底板、平台、导向模块和穿刺模块，所述底板底部通过电动推杆连接有升降单元支撑板，通过万向轮安装杆连接有万向轮，底板顶部安装有电动缸，所述电动缸一侧安装有电动缸步进电机，电动缸的内部设有可自锁的丝杠结构，所述平台安装于电动缸上方，所述导向模块和穿刺模块分别安装于所述平台的两侧；所述导向模块包括导向模块套筒、导向模块转台、导向模块大臂和导向模块小臂，所述导向模块转台设有交叉滚子轴承且设置于导向模块套筒上，所述导向模块转台通过第一步进电机驱动，第一步进电机与导向模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，所述导向模块转台与所述导向模块大臂的一端相连，导向模块大臂的另一端连接有导向模块小臂，所述导向模块大臂与导向模块小臂之间通过第一转动关节相连，第一转动关节的关节轴从导向模块大臂下方伸出并通过键连接与第一同步带轮组相连，第一同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第二步进电机驱动；所述导向模块小臂的前端设有第二转动关节，第二转动关节的关节轴从导向模块小臂的下方伸出并连接第二同步带轮组，第二同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第三步进电机驱动；第二转动关节的关节轴穿过第二同步带轮组通过联轴器与第四步进电机相连，第四步进电机的电机轴通过联轴器连接有导向器安装板，所述导向器安装板通过导向模板夹持器安装有导向器；所述穿刺模块包括穿刺模块套筒、穿刺模块转台、穿刺模块大臂和穿刺模块小臂，所述穿刺模块转台安装于穿刺模块套筒上，穿刺模块转台通过第五步进电机驱动，第五步进电机与穿刺模块转台之间设有用于增加驱动转矩的行星减速器，穿刺模块转台与穿刺模块大臂的一端相连，穿刺模块大臂的另一端连接有穿刺模块小臂，穿刺模块大臂与穿刺模块小臂之间通过第三转动关节相连，第三转动关节的关节轴从穿刺模块大臂下方伸出并通过键连接与第三同步带轮组相连，第三同步带轮组通过同步带由装有抱闸系统的第六步进电机驱动；所述穿刺模块小臂的前端设有第四转动关节，第四转动关节的关节轴从穿刺模块小臂的下方伸出并连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志永，洪浏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12