[发明专利]前列腺穿刺活检机器人

说明书

一、技术领域：

本发明涉及的是为早期前列腺癌提供细胞学诊断依据的前列腺穿刺活检设备，具体涉及的是前列腺穿刺活检机器人。

二、背景技术：

随着我国人口老龄化、饮食结构和环境因素的改变，以及医疗保健水平的提高，我国前列腺癌(Prostatic Cancer，PCA)发病率呈逐年上升趋势，已跃居男性泌尿和生殖系统恶性肿瘤的第三位。据上海市的统计，现在前列腺癌的发病率比60年代增加了50％以上，并且有更为迅速增加的趋势。如何早期诊断前列腺癌成为临床工作中的一个关键问题。

前列腺穿刺活体组织检查能提供细胞学诊断依据，对于早期前列腺癌的诊断非常重要。前列腺癌疑似病人在进行正式手术之前，通常要施行穿刺活检，进行最后的确认，以避免可能的错误诊断。前列腺活检方法有四种：①针刺活检；②细针抽吸活检；③开放活检；④经尿道电切活检。其中针刺活检和细针抽吸活检操作简单，术后并发症少，在临床上应用非常广泛。20世纪80年代，随着前列腺特异性抗原(PSA)以及超声引导下经会阴及直肠前列腺穿刺活检的临床应用，PCA检出率大大提高。超声引导下前列腺穿刺安全简便，穿刺准确性和成功率高，因而得到广泛应用。

目前在临床普遍采用的前列腺穿刺活检的设备非常简单，主要采用与超声检查设备做成一体的形式。通常在超声探头侧面做出穿刺针的导向孔，活检枪上的穿刺针通过这个导向孔导向，在超声图像引导下进行定位穿刺。超声探头和活检枪都是由手动操作完成，操作过程比较复杂，需要至少两个以上的医生配合，劳动强度大，穿刺活检针的定位精度低，漏检率高。因此，不得不采用较多的穿刺次数(有许多医生采用13针的术式)，给患者带来较多的痛苦，也增加了感染的机会。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种前列腺穿刺活检机器人，用于解决现有的前列腺穿刺活检设备手动操作复杂、定位精度低的问题。

发明内容：

前列腺穿刺活检机器人，其组成包括：接受和处理前列腺超声图像数据的计算机系统(1)、Motoman机器人(3)、扎针机构(4)及其电机(6)的驱动装置；扎针机构(4)为机器人(3)的末端执行器，固定在机器人(3)的末端，扎针机构(4)由直流伺服电机(6)，底座，双导轨(7)，V带(8)，前端支承座(9)，持针座(10)以及电磁弹射装置构成，直流伺服电机(6)与底座相连，通过V带张紧装置(13)进行拆卸，底座安装在双导轨(7)上，通过夹带器(15)与V带(8)相连。

所述的前列腺穿刺活检机器人，所述的持针座(10)上设计有档块(11)和圆柱块，所述的持针座(10)上还设计有压板(14)，通过使用压板(14)，将活检针固定在持针座(10)上。

所述的前列腺穿刺活检机器人，所述的前端支承座(9)使用可换套管(17)。实现扎针机构前端支承座对不同直径活检针的支撑，解决了选择不同型号活检针的问题。

所述的前列腺穿刺活检机器人，所述的电磁弹射装置采用电磁铁装置触发发射按钮，可完成活检针对活体组织的抽取。

所述的前列腺穿刺活检机器人，所述的直流伺服电机(6)带有增量式光电编码器(16)，并采用西门子S2-200PLC与小规模继电器控制电路精确控制，所述的Motoman机器人(3)为首钢机器人公司的具有6个自由度的UP6型机器人。

有益效果：

1、本发明可以实现自动化、机械化、计算机化的穿刺活检，提高效率和质量。

2、本发明采用机器人作为穿刺针定位控制的主要手段，结合独立设计的扎针机构，在计算机的控制下，使用机器人进行前列腺癌的穿刺活检，由于前列腺穿刺活检机器人比介入治疗专家更精确地以数字的方式操作，这样不但可以实现诊断过程的精确定位、高效率、自动化和信息化，还可以大大降低医生的劳动强度。同时还能避免专家因疲劳、情绪、疏忽等原因造成的失误，所以开发和研制准确高效的前列腺穿刺活检机器人具有重要的现实意义和良好的应用前景。

3、前列腺穿刺活检机器人实际上是一套计算机进行扎针轨迹规划、机器人辅助操作的前列腺穿刺活检系统，从而替代经验丰富的医生和技师在穿刺活检中的大部分工作，实现精确活检，提高工作效率，降低穿刺活检成本的目的。

四、附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的系统操作流程图；

图3是扎针机构的俯视图；

图4是扎针机构的主视图。