[发明专利]一种自动椎体穿刺成形装置以及骨科手术机器人系统

说明书

本发明公开了一种自动椎体穿刺成形装置及骨科手术机器人系统。其中，所述自动椎体穿刺成形装置包括底板以及设置底板上的穿刺单元和骨水泥填充单元两种手术工具；所述自动椎体穿刺成形装置还包括安装于底板上的直线进给单元和工具置换单元；所述直线进给单元运载穿刺单元或骨水泥填充单元向前运动进行穿刺操作或进行骨水泥的注射成型操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；穿刺单元或骨水泥填充单元在工具置换单元上进行位置置换以离开或进入直线进给单元。本发明的自动椎体穿刺成形装置与骨科手术机器人配合使用，实现智能自动骨科手术穿刺和骨水泥注入。

技术领域

本发明主要涉及骨科手术机器人领域，特别涉及一种用于骨科手术机器人的自动椎体穿刺成形装置以及骨科手术机器人系统。

背景技术

目前没有可以直接用于骨科手术机器人的全自动椎体穿刺成形装置。大多数是由医生徒手拧入穿刺针和徒手注射骨水泥。人工操作存在以下问题：

（1）由于皮质骨的硬度较高，医生人工进行穿刺时，往往需要使用很大力气拧入，这对人体造成较大的压力，所造成的晃动也比较大，容易出现意外伤害；

（2）徒手置入穿刺针时，医生需要根据经验判断，找好位置进行穿刺，而穿刺过程中由于人工手持穿刺针，位置偏差较大；

（3）使用手工穿刺时，医生徒手拧入时需要时时刻刻把握分尺，容易出现用力过猛导致穿刺过深的情况；

（4）人工注入骨水泥时不好把握注射量，需要多次拍照调整，操作繁琐且整个手术过程时间比较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于骨科手术机器人的智能自动椎体穿刺成形装置，解决现有技术采用人工拧入穿刺针和注射骨水泥时产生的不利问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自动椎体穿刺成形装置，包括底板以及安装于底板上的手术工具，所述手术工具为骨科手术用工具，包括穿刺单元和骨水泥填充单元；所述自动椎体穿刺成形装置还包括安装于底板上的直线进给单元和工具置换单元；所述直线进给单元运载所述手术工具向前运动以进行相应手术操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；工具置换单元容纳手术工具并对直线进给单元运载的手术工具进行置换。

在一些具体实施例中，所述直线进给单元包括动力源、由动力源驱动的滑动组件以及直线进给导轨；所述动力源驱动滑动组件沿所述直线进给导轨前后滑动；所述滑动组件运载所述手术工具前后运动；所述穿刺单元或骨水泥填充单元由直线进给单元运载向前运动进行穿刺操作或进行骨水泥的注射成型操作，或者向后运动退回至所述工具置换单元；所述穿刺单元包括动力源以及穿刺针；穿刺单元的动力源驱动穿刺针旋转以进行骨头穿刺；所述骨水泥填充单元包括动力部分和填充套部分，动力部分包括动力源以及注射器，动力源提供压缩注射器的动力和作用，使注射器将骨水泥注入填充套部分进行骨水泥的注射操作；所述工具置换单元包括动力源、插拨块以及工具置换平台；工具置换平台设置有手术工具容纳腔以及滑动组件容纳空间；工具置换单元的动力源驱动插拨块移动，插拨块与工具置换平台以及直线进给单元相配合，带动手术工具在工具置换单元的容纳腔与直线进给单元的滑动组件上进行位置置换；穿刺单元或骨水泥填充单元在工具置换单元上进行位置置换以离开或移至直线进给单元的滑动组件上。

在一些具体实施例中，所述直线进给单元的动力源驱动为直线电机，直线电机包括相对直接运动的定子和动子；动子安装于动子座，动子座和动子一起与定子之间滑动配合；所述滑动组件包括设置于直线进给导轨上的滑块以及工具应用平台，工具应用平台安装于动子座上；动子座与直线进给导轨上的滑块连接；工具应用平台承载手术工具；工具应用平台与手术工具的配合为：工具应用平台在前后方向限制手术工具，在两侧方向可移出或移入所述手术工具；所述滑动组件上连接有压力传感器，用于检测穿刺单元进行穿刺操作时受到的阻力；所述底板上设置有位置检测装置，位置检测装置与直线进给导轨及滑动组件配合，用于设定或检测滑动组件承载的手术工具的位置。