專利名稱：可換向核磁兼容穿刺針夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，屬于機械與醫(yī)學(xué)交叉的前沿學(xué)科，特別是涉及應(yīng)用于核磁共振環(huán)境下的針刺機械手機構(gòu)
背景技術(shù)：
當(dāng)前，進(jìn)行胸、腹、盆腔軟組織局部放射治療手術(shù)的主要方法是微創(chuàng)近距離粒子放射治療。手術(shù)過程通過針刺將放射性粒子植入前列腺和胸腹腔軟組織，進(jìn)行局部放射治療。而通常手動執(zhí)行的針刺手術(shù)，大多要面對精度差、無法實時成像的缺點；對于預(yù)先規(guī)劃的軌跡，也可能會因為患者身體的移動和針刺對于軟組織的刺激，而無法實現(xiàn)預(yù)計的效果，并且由于胸、腹、盆腔的針刺方向不同，手術(shù)轉(zhuǎn)換時較為繁瑣，適應(yīng)性較差。通過機器手輔助或者機器手實現(xiàn)高精度針刺的手段，可以很好的解決這些問題。核磁共振成像(MRI)與傳統(tǒng)的X射線、CT相比，能夠避免對健康細(xì)胞的X射線輻射，且有優(yōu)良的軟組織分辨力和精確幾何學(xué)特性，可以更加準(zhǔn)確的探出病變區(qū)域，以確保合理的軌跡優(yōu)化，并且對病變部分的判斷更加準(zhǔn)確，以確保植入粒子的位置精度?，F(xiàn)有的針刺機構(gòu)有外置絲杠螺母傳動，此種機構(gòu)往往尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，不利于實現(xiàn)模塊化要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點，提供一種克服手術(shù)過程中成像效果不及時和軌跡規(guī)劃難的弊端，能夠極大程度的提高手術(shù)的精度的可換向核磁兼容穿刺針夾具。本發(fā)明的可換向核磁兼容穿刺針夾具，它包括裝針模塊、換向模塊以及機架模塊，所述的裝針模塊包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出端與端蓋相連，所述的端蓋與其上開有內(nèi)孔的圓柱形絲杠的左端固定相連，一個螺母設(shè)置在所述的絲杠內(nèi)孔內(nèi)并與之螺紋連接，在所述的絲杠外套有其外壁上沿軸向及周向間隔開有多個錐形槽的圓柱形殼體，在所述的絲杠和殼體之間設(shè)置有滾珠，在位于所述的絲杠尾部后面的殼體內(nèi)孔上開有花鍵槽，在所述的殼體內(nèi)孔中設(shè)置有與所述的花鍵槽能夠滑動配合的滑塊，一個針套前部與螺母固定相連并且針套的后部與滑塊固定相連，在所述的針套內(nèi)固定有手術(shù)針；所述的換向模塊包括依次固定相連設(shè)置的端蓋以及彈簧座筒，一個其內(nèi)開有內(nèi)孔的釋放按鈕插在所述的端蓋的內(nèi)孔內(nèi)并且與之能夠滑動配合，在所述的釋放按鈕與端蓋的端面之間安裝有回復(fù)彈簧，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有銷座，在所述的銷座的圓周方向上設(shè)置有與所述的錐形槽能夠插合配合的多個止動銷，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔側(cè)壁上安裝有多個與所述的止動銷一一對應(yīng)設(shè)置的彈簧座，在所述的止動銷和與之對應(yīng)設(shè)置的彈簧座的開孔內(nèi)裝有止動彈簧，所述的釋放按鈕的前部與所述的止動銷的外壁之間為楔形配合；所述的機架模塊包括其內(nèi)開有內(nèi)孔的圓柱形換向主體，所述的換向主體的左、右側(cè)壁分別連接有分度軸，所述的分度軸分別通過連接結(jié)構(gòu)能夠與基座在不同設(shè)定的角度相連，所述的殼體依次穿過釋放按鈕、端蓋、彈簧座筒以及換向主體的內(nèi)孔設(shè)置，所述的彈簧座筒以及銷座的右側(cè)端面與換向主體左側(cè)端面固定相連。
本發(fā)明夾具能夠在核磁儀有限空間內(nèi)輔助完成針刺手術(shù)，結(jié)構(gòu)靈活，克服手術(shù)過程中成像效果不及時和軌跡規(guī)劃難的弊端，能夠極大程度的提高手術(shù)的精度，手術(shù)的成功性和完善性，從而為核磁共振成像(MRI)引導(dǎo)機器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)開辟了新的途徑。首先，在裝針模塊殼體上軸向分布一系列錐形槽，這樣可以調(diào)節(jié)裝針模塊在換向模塊的具體位置，便于適應(yīng)不同類型的穿刺手術(shù)；其次，由于換向模塊上止動銷的存在，裝針模塊可以實現(xiàn)快速裝夾，并且止動銷周向均布三個，可以自動對中，釋放按鈕可以使裝針模塊裝取更加方便；最后，機架模塊上分度軸和均布的定位球，由于彈簧的作用可以實現(xiàn)不同位置的定位，方便進(jìn)行諸如前列腺放射治療，胸、腹腔穿刺治療等不同方向的手術(shù)。由于整體采用模塊化設(shè)計，此夾具可以安裝在任何現(xiàn)有核磁共振兼容機器人之上，提高手術(shù)效率。


圖I為本發(fā)明的可換向核磁兼容穿刺針夾具的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的夾具中的裝針模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的裝針模塊的A向示意圖；圖4是圖I所示的夾具中的換向模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖I所示的夾具中的機架模塊的主視圖；圖6是圖5所示的機架模塊的俯視圖；圖7是圖5所示的機架模塊的A-A向視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作以詳細(xì)描述。如附圖所示本發(fā)明的可換向核磁兼容穿刺針夾具，它包括裝針模塊、換向模塊以及機架模塊，所述的裝針模塊包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出端與端蓋2相連，所述的端蓋與其上開有內(nèi)孔的圓柱形絲杠4的左端固定相連，一個螺母19設(shè)置在所述的絲杠內(nèi)孔內(nèi)并與之螺紋連接，在所述的絲杠外套有其外壁上間隔開有多個錐形槽的圓柱形殼體3，在所述的絲杠和殼體之間設(shè)置有滾珠，在位于所述的絲杠尾部后面的殼體內(nèi)孔上開有花鍵槽，在所述的殼體內(nèi)孔中設(shè)置有與所述的花鍵槽能夠滑動配合的滑塊12，一個針套11前部與螺母固定相連并且針套的后部與滑塊固定相連，在所述的針套內(nèi)固定有手術(shù)針I(yè) ;所述的換向模塊包括依次固定相連設(shè)置的端蓋7以及彈簧座筒16，一個其內(nèi)開有內(nèi)孔的釋放按鈕5插在所述的端蓋的內(nèi)孔內(nèi)并且與之能夠滑動配合，在所述的釋放按鈕與端蓋的端面之間安裝有回復(fù)彈簧6，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有銷座8，在所述的銷座的圓周方向上設(shè)置有與所述的錐形槽能夠插合配合的多個止動銷18，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔側(cè)壁上安裝有多個與所述的止動銷一一對應(yīng)設(shè)置的彈簧座9，在所述的止動銷和與之對應(yīng)設(shè)置的彈簧座的開孔內(nèi)裝有止動彈簧17，所述的釋放按鈕的前部與所述的止動銷18的外壁之間為楔形配合以使所述的止動銷沿徑向運動；所述的機架模塊包括其內(nèi)開 有內(nèi)孔的圓柱形換向主體10，所述的換向主體的左、右側(cè)壁分別連接有分度軸14，所述的分度軸分別通過連接結(jié)構(gòu)能夠與基座在不同設(shè)定的角度相連，所述的殼體依次穿過釋放按鈕、端蓋、彈簧座筒以及換向主體的內(nèi)孔設(shè)置，所述的彈簧座筒以及銷座的右側(cè)端面與換向主體的左側(cè)端面固定相連。
優(yōu)選的所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括電機,所述的電機軸通過現(xiàn)有的球鏈傳動結(jié)構(gòu)與所述的端蓋固定相連。整個機構(gòu)在手術(shù)過程中由于受人體組織的力的作用而發(fā)生微量變形時，球鏈可以起到微量的補償偏轉(zhuǎn)和移動位移的作用。所述的連接結(jié)構(gòu)可以包括設(shè)置在分度軸圓周方向上的多個定位孔，在每一個所述的定位孔內(nèi)從下至上依次設(shè)置有定位球和彈簧，螺栓穿過所述的彈簧與所述的定位孔螺紋配合相連。優(yōu)選的定位球13為6個并且沿分度軸周向均勻分布。優(yōu)選的止動銷為三個并且沿銷座周向均布。下面再結(jié)合每一幅圖對本發(fā)明加以詳細(xì)說明圖2-3中，手術(shù)針1，螺母19，針套11，滑塊12固聯(lián)在一起，絲杠4與螺母19之間
為螺紋配合，電動機通過球鏈傳動，帶動端蓋2旋轉(zhuǎn)，端蓋2與絲杠4之間為便于安裝優(yōu)選的通過銷連接，絲杠4隨之轉(zhuǎn)動，由于殼體3，滑塊12之間為花鍵配合，故不可轉(zhuǎn)動，這樣運動就由電機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成針刺運動，此外，為減少摩擦，殼體3，絲杠4之間有一系列小球，其整個配合關(guān)系與直線軸承類似。圖4中將釋放按鈕5往右推，釋放按鈕5與止動銷18之間為楔形配合，從而使止動銷18向下移動，此時可以將裝針模塊插入或取出，彈簧6與彈簧17起復(fù)位作用。其中彈簧座9，止動彈簧17，止動銷18，銷座8優(yōu)選的沿周向均勻分布，可以為三個。圖5-7中，分度軸14，換向主體10可以通過鍵聯(lián)接，可繞機座15轉(zhuǎn)動，定位球13可以沿周向均勻分布，根據(jù)需要設(shè)置，如6個，可以實現(xiàn)對換向主體10三個位置定位，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)化方向。圖I中裝針模塊裝配好之后，可以直接插入換向模塊之中，其中裝針模塊殼體軸向有錐形槽，錐形槽的數(shù)量根據(jù)需要設(shè)置，如可以為4個或5個，用來調(diào)整裝針模塊軸向初始位置。進(jìn)行盆腔穿刺手術(shù)之時，換向模塊水平放置；胸腹腔手術(shù)時，則轉(zhuǎn)動換向模塊，使其豎直向下。
權(quán)利要求
1.可換向核磁兼容穿刺針夾具，其特征在于它包括裝針模塊、換向模塊以及機架模塊，所述的裝針模塊包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出端與端蓋相連，所述的端蓋與其上開有內(nèi)孔的圓柱形絲杠的左端固定相連，一個螺母設(shè)置在所述的絲杠內(nèi)孔內(nèi)并與之螺紋連接，在所述的絲杠外套有其外壁上沿軸向及周向間隔開有多個錐形槽的圓柱形殼體，在所述的絲杠和殼體之間設(shè)置有滾珠，在位于所述的絲杠尾部后面的殼體內(nèi)孔上開有花鍵槽，在所述的殼體內(nèi)孔中設(shè)置有與所述的花鍵槽能夠滑動配合的滑塊，一個針套前部與螺母固定相連并且針套的后部與滑塊固定相連，在所述的針套內(nèi)固定有手術(shù)針；所述的換向模塊包括依次固定相連設(shè)置的端蓋以及彈簧座筒，ー個其內(nèi)開有內(nèi)孔的釋放按鈕插在所述的端蓋的內(nèi)孔內(nèi)并且與之能夠滑動配合，在所述的釋放按鈕與端蓋的端面之間安裝有回復(fù)彈簧，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有銷座，在所述的銷座的圓周方向上設(shè)置有與所述的錐形槽能夠插合配合的多個止動銷，在所述的彈簧座筒的內(nèi)孔側(cè)壁上安裝有多個與所述的止動銷一一對應(yīng)設(shè)置的彈簧座，在所述的止動銷和與之對應(yīng)設(shè)置的彈簧座的開孔內(nèi)裝有止動彈簧，所述的釋放按鈕的前部與所述的止動銷的外壁之間為楔形配合；所述的機架模塊包括其內(nèi)開有內(nèi)孔的圓柱形換向主體，所述的換向主體的左、右側(cè)壁分別連接有分度軸，所述的分度軸分別通過連接結(jié)構(gòu)能夠與基座在不同設(shè)定的角度相連，所述的殼體依次穿過釋放按鈕、端蓋、彈簧座筒以及換向主體的內(nèi)孔設(shè)置，所述的彈簧座筒以及銷座的右側(cè)端面與換向主體左側(cè)端面固定相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可換向核磁兼容穿刺針夾具，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括電機，所述的電機軸通過球鏈傳動結(jié)構(gòu)與所述的端蓋固定相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可換向核磁兼容穿刺針夾具，其特征在于所述的連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在分度軸圓周方向上的多個定位孔，在每ー個所述的定位孔內(nèi)從下至上依次設(shè)置有定位球和彈簧，螺栓穿過所述的彈簧與所述的定位孔螺紋配合相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可換向核磁兼容穿刺針夾具，其特征在于所述的定位球為6個并且沿分度軸周向均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可換向核磁兼容穿刺針夾具，其特征在于所述的優(yōu)選的止動銷為三個并且沿銷座周向均布。
全文摘要
本發(fā)明公開了可換向核磁兼容穿刺針夾具，它包括裝針模塊、換向模塊以及機架模塊，裝針模塊包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出端與端蓋相連，螺母設(shè)置在絲杠內(nèi)孔內(nèi)并與之螺紋連接，在絲杠外套有其外壁上沿軸向及周向間隔開有多個錐形槽的圓柱形殼體，在殼體內(nèi)孔中設(shè)置有與殼體內(nèi)孔上的花鍵槽能夠滑動配合的滑塊；換向模塊包括依次固定相連設(shè)置的端蓋以及彈簧座筒，一個其內(nèi)開有內(nèi)孔的釋放按鈕插在端蓋的內(nèi)孔內(nèi)并且與之能夠滑動配合，在彈簧座筒的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有銷座，在銷座的圓周方向上設(shè)置有與錐形槽能夠插合配合的多個止動銷；機架模塊包括其內(nèi)開有內(nèi)孔的換向主體，換向主體與基座能夠在不同的方向上固定相連。本夾具提高了手術(shù)的精度。
文檔編號A61M36/12GK102657548SQ20121012420
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者姜杉, 孫福德 申請人:天津大學(xué)