[发明专利]用于针对性干预措施的紧凑型针形操纵器

说明书

相关申请

本申请要求2012年2月15日提交的申请号为61/599,339的美国临时专利申请和2013年2月14日提交的申请号为13/767,856的美国非临时专利申请的优先权，其全部内容通过参考被合并于此。

技术领域

本发明的实施例涉及通过会阴输送针的机器人操纵器。

背景技术

每年执行一百五十万个芯针穿刺活检，产生几十万个前列腺癌的新病例。在许多病例中，癌症结果的早期检测使所使用治疗方法的疗效更高。

进一步地，基于MRI引导针的疗法(活组织检查，局部激光烧蚀，用于低剂量率(LDR)持久近距离放射治疗中的可植入种子的输送，该放射治疗是一种常见的前列腺癌治疗，或其他治疗)已被证明是成功的。不过，在由典型MRI器械提供的有限空间中操控针已被证明具有挑战性。

有些人已提出使用通过空气、超声波或压电体提供动力的机器人的技术方案。不过，这些方法不提供在这类环境中所寻求的灵巧性和动力。

前列腺癌在美国男人的非皮肤癌之中是最常见的。前列腺癌有两种常见的筛选方法，即前列腺特异性抗原检测(PSA)和直肠指检(DRE)。PSA检测不是决定性的，其中该PSA检测从血样中的抗原浓度确定前列腺癌的可能性。在DRE中，医师可以确定是前列腺是增大还是存在异常结节。在任一种情况下，穿刺活检常被建议来确定肿瘤是否存在并且确定任意肿瘤是良性的还是恶性的。

目前用于调查肿瘤存在的护理标准是通过直肠超声检查(TRUS)。在超声引导下，医师可以通过直肠的壁将穿剌针放置在前列腺中。穿刺针去除小管组织，用于进一步的测试。通常，在该手术中，多个样本被去除，以用于测试。TRUS手术已被证明对于肿瘤定位不是非常准确。其他成像形式例如磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)X射线成像能够具有高空间分辨率并能更好识别单个肿瘤。

已经存在各种将机械针操纵器与各种成像技术结合的尝试，以便更加准确执行包括活组织检查的基于针的治疗。不过，仍然需要开发用于在成像环境内执行的基于针的手术的更好执行操纵器。

发明内容

根据本发明的方面，器械操纵器的实施例被公开。在某些实施例中，器械操纵器能够包括轨道；被连结成沿所述轨道骑乘的平移托架，该平移托架由线性马达沿该轨道推进；连结到该平移托架的肩偏航接头，该肩偏航接头通过肩偏航马达致动；连结到该肩偏航接头的肩俯仰接头，该肩俯仰接头包括臂件、连结到该臂件的腕件安装件、连结在该腕件安装件与该肩偏航接头之间并形成3D平行四边形的撑杆以及被连结致动该肩俯仰接头、撑杆、臂件和腕件安装件的肩俯仰马达；连结到该腕件安装件的偏航-俯仰-横滚腕件，该偏航-俯仰-横滚腕件包括由一个或更多个腕件偏航马达致动的偏航接头和由差分驱动俯仰-横滚马达致动的差分驱动俯仰-横滚接头；以及连结到该腕件的器械安装件，该器械安装件具有提供器械驱动器的一个或更多个器械马达。

这些和其他实施例在下面关于下列附图进行进一步讨论。

附图说明

图1示出可以利用根据本发明的某些实施例的操纵器的手术环境。

图2示出安装在扫描器转运台上的根据本发明的某些实施例的机器人操纵器。

图3示出根据本发明的某些实施例的操纵器系统的框图。

图4A示出根据本发明的某些实施例的机器人操纵器。

图4B和图4C示出在图4A中示出的机器人操纵器的平面图。

图5A和图5B示出沿在图4A中示出的机器人操纵器的插入轴线的线性运动。

图6A和图6B示出在图4A中示出的机器人操纵器的肩偏航接头。

图6C示出可以用于在图4A中示出的机器人操纵器的撑杆。

图7A示出在图4A中示出的机器人操纵器的肩俯仰接头。

图7B示出在图7A中示出的肩俯仰接头的横截面。

图7C示出在图7A中示出的连接接头以及肩俯仰和偏航位置传感器的横截面。

图8A、图8B、图8C、图8D和图8E示出在图4A中示出的机器人操纵器的偏航-俯仰-横滚腕件的方面的实施例。

图8F、图8G和图8H示出用于在图8A、图8B、图8C、图8D和图8E中示出的腕件的位置传感器。

图9A、图9B和图9C示出在图4A中示出的机器人操纵器的托架安装件的实施例。

图10A和图10B示出可以用于在图9A、图9B和图9C中示出的托架安装件的无菌适配器。

图11是示出用于机器人操纵器的控制器的框图。