[实用新型]椎骨运动半制约式脊柱手术机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种手术机器人，尤其涉及一种椎骨运动半制约式脊柱手术机器人。

背景技术

近年来，一些骨科手术导航及手术机器人系统在临床上获得了初步应用，如以色列的SpineAssist、韩国的SPINEBOT和BiTESSⅡ、德国的Vector-Bot、瑞士的Neuroglide,我国的TiRobo机器人系统等。

由于脊椎骨伴随人呼吸时可能会发生多自由度运动，即沿X、Y、Z方向的位移及角度倾斜变化，如果不能对这类运动进行很好控制，很可能会影响机器人手术的精度。

依据目前机器人与椎骨的运动关系，可将其分为以下两类：

①“机—骨”一体无制约式：即机器人与椎骨固定在一起(如以色列的SpineAssist)，机器人与椎骨一起随呼吸运动，以消除椎骨呼吸运动对机器人手术精度的影响。这种方式机器人对椎骨的运动无制约作用。

具体来说，为避免对目标椎骨的干涉，通常需将机器人固定于目标椎骨两端的椎骨上，不仅增加创伤且固定强度也较有限，机器人通常不能太大也不能太重。

②“机—骨”分体伺服跟踪式：机器人与椎骨无直接关系，在椎骨上安装位移传感器，机器人通过跟踪椎骨的运动而相应运动，以减少或消除椎骨的运动对手术精度产生的影响。这种方式机器人对椎骨的运动也无制约作用，通过伺服跟踪减少椎骨运动导致的误差，计算较为复杂，且只能跟踪X、Y、Z方向位移的变化而不能跟踪角度的变化，依然存在产生较大误差的可能。

③“机—骨”完全制约式：即机器人通过固定架或机构将目标椎骨的运动完全制约：由于椎骨体积较小，骨容量有限，微创手术条件下又难以提供刚性很强的固定架或机构，呼吸运动又有很大的力量，完全控制椎骨的运动也并非轻而易举。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种椎骨运动半制约式脊柱手术机器人。

本实用新型的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，包括有随动式固定架，其特征在于：所述随动式固定架上安装有X轴位移机构、Y轴位移机构、Z轴位移机构，所述X轴位移机构上连接有旋转机构及电机，所述Y轴位移机构上连接有旋转机构及电机，所述Z轴位移机构上连接有旋转机构及电机，所述Y轴位移机构上还安装有导向管及驱动机构、触针、测量针、穿刺组件、减压组件，所述各个旋转机构及电机、导向管及驱动机构上连接有控制系统。

进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述随动式固定架包括有横杆，所述横杆的两侧设置有伸缩柱，所述伸缩柱内设置有轴承，所述轴承外套设有弹簧。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述触针包括有针座，所述针座设置有杆，所述杆上设置有可移动的针固定器。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述测量针包括有外壳，所述外壳的上方设置有卡口，所述外壳内设置有位移传感器，所述位移传感器通过弹簧连接有杆。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述导向管及驱动机构包括有导管座，所述导管座上分布有减压组件升降导轨、穿刺组件升降导轨，所述减压组件升降导轨上连接有穿刺及驱动电机，所述导管座上还设置有内窥镜升降导轨，所述内窥镜升降导轨的一侧设置有导管，所述导管内连接有内窥镜，所述内窥镜升降导轨上连接有电机，所述内窥镜与内窥镜升降导轨之间设置有连接杆，所述升降导轨的一侧通过至少两个固定卡口连接换向电机。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述导管座上设置有扎线槽。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述穿刺组件包括有管本体，所述管本体内设置有切割内芯与钢丝，所述切割内芯上连接有电机，所述钢丝上连接有轴，所述管本体的下端构成末节管，所述末节管上分布有侧开口，和/或是所述末节管的下端分布有端开口。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述末节管的下端呈尖刺状，侧开口内带有斜面，以引导切割内芯从侧开口中穿出，所述管本体的上端设置有固定卡口，所述切割内芯的上端设置有固定卡口。

更进一步地，上述的椎骨运动半制约式脊柱手术机器人，其中，所述减压组件包括有切割外管，所述切割外管内设置有切割内芯所述切割外管的上部设置有固定卡口，所述切割内芯的上部设置有固定卡口。