[发明专利]一种多针连续电动粒子植入装置

说明书

本发明涉及医疗器械领域，具体是一种多针连续电动粒子植入装置及方法，包括机架、外针驱动机构、内针驱动机构、弹匣更换机构、外针更换机构，其具体使用步骤如下：S1；外针运动；S2；弹匣定位；S3；弹匣松紧；S4；外针定位；S5；外针松紧；S6；内针运动；S7：粒子植入；能实现连续的粒子植入功能，自动更换弹匣和外针，缩短手术时间，一次性自动操作完成不少于5根针、60颗粒子的种植，采用模块化设计各个机构部分，便于拆卸、消毒清洗和互换，采用微型伺服电机驱动，配备编码器等等必要的传感器，既能手持电动操作，也能够作机器人的末端执行器使用，预留粒子植入装置机械安装接口，方便与协作型机器人法兰连接，整体重量3KG，不能超过协作型机器人额定负载。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，属于医学、机械、自动化交叉学科，具体涉及一种多针连续电动粒子植入装置及方法。

背景技术

近些年，随着靶向放射性粒子植入术在北京中国人民解放军301医院临床推广应用的普及，北京市医疗器械检验所、医疗器械检验与安全性评价北京市重点实验室、北京理工大学智能机器人研究所、天智航公司、北京积水潭医院等北京科研机构已经从2012年的863计划项目开始，进行了脑外科、神经外科、骨科恶性肿瘤的粒子植入机器人关键技术的研究。传统放射性治疗术是在超声的引导下，借助于固定在超声支架上的导向板，临床医生使用手动粒子植入器将50～80颗镍钛合金包裹的125I(144Gy)/103Pd(120Gy)粒子植入靶区部位，连续低剂量放射γ射线对肿瘤细胞进行杀死。当前国内外的粒子植入器多为医生手动进行，依赖于医生的临床经验，使得粒子植入的准确度具有不确定性。同时医生的疲劳和抖动使得手术时间变长，还有可能对患者造成一定的伤害。现有的电动粒子植入装置有效改善了植入过程的自动化程度，如放射性粒子植入设备(CN104288904B)、一种医用粒子植入装置(CN202982916U)等专利，可以实现单个弹匣和穿刺针的自动植入。对于临床放射外科粒子植入手术的严苛需求，现有电动粒子植入装置方案存如下的问题：(1)标准的医用粒子弹匣容量较小，一次80颗种植手术，医生仍然需要更换弹匣5次左右，增加手术时间。(2)现有电动装置方案采用单个穿刺外针多次重复定位，外针内部极易粘附软组织，容易造成内针推粒子时存在卡死现象，极大影响植入过程的安全性和精确性。(3)不能完全与手动粒子植入枪的配件兼容使用，增加医生使用难度和改变操作习惯，从而影响其临床推广。

发明内容

本发明为解决现有的粒子植入装置无法自动更换粒子弹匣和连续更换穿刺外针等问题，进而提供了一种多针连续电动粒子植入装置及方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

本发明的一种多针连续电动粒子植入装置，其组成包括：机架、外针驱动机构、内针驱动机构、弹匣更换机构、外针更换机构，所述机架上方固接机械法兰接口，用于手术机器人的末端安装，所述机架安装有外针驱动机构和内针驱动机构，所述外针驱动机构包括外针驱动电机和粒子库接收器，所述粒子库接收器上设有弹匣接口和外针接口，所述内针驱动机构包括内针驱动电机和内针，所述内针与外针接口同轴布置，所述机架上安装有弹匣更换机构，弹匣更换机构布置在粒子库接收器正前方，所述弹匣更换机构上包括升降机构、弹匣定位电机和工位盘，所述工位盘上沿圆周均布安装弹匣和微型电磁铁一，微型电磁铁一实现弹匣在工位盘上的松紧动作，所述外针驱动电机、升降机构、弹匣定位电机、微型电磁铁一的组合运动，实现弹匣在粒子库接收器的弹匣接口上自动更换，所述机架上还安装有外针更换机构，外针更换机构位于粒子库接收器正下方，所述外针更换机构包括外针定位电机和工位滚轮，所述工位滚轮上沿圆周均布滑槽，所述滑槽上均布安装外针，外针沿滑槽能滑动，所述外针定位电机实现工位滚轮的旋转角度定位，所述粒子库接收器上还设有微型电磁铁二，微型电磁铁二实现外针在粒子库接收器上的松紧动作，所述外针驱动电机、微型电磁铁二、外针定位电机的组合运动，实现外针在粒子库接收器的外针接口上自动更换。