[发明专利]一种用于机器人辅助穿刺手术的手动穿刺装置及系统

说明书

一种用于机器人辅助穿刺手术的手动穿刺装置及系统，属于微创手术医疗机器人领域。解决了现有的经皮穿刺手术依赖于医师经验，穿刺针定位精度差的问题。本发明包括外壳、容栅传感器、穿刺针调节机构、导向轮和光纤光栅传感器，使用时，通过推动穿刺针调节机构的手轮沿外壳侧壁上通孔长度方向上移动，从而控制本体上所固定的穿刺针的给进深度；通过旋拧穿刺针调节机构的手轮，使手轮转动，从而控制本体上所固定的穿刺针的角度。本发明主要应用在穿刺手术中。

技术领域

本发明属于微创手术医疗机器人领域。

背景技术

经皮穿刺手术广泛应用于引流、三叉神经热凝、射频消融、肿瘤活检和放射性粒子植入等手术。目前临床广泛使用的方法是直接手持穿刺针通过事先在皮肤上标记进针点或通过平面/非平面模板引导，将穿刺针刺入，其刺入深度主要依靠医师根据穿刺针本体的距离标记(以10mm为间距)估计，医师无法感知穿刺针进入体内可能发生的偏斜，只能依靠二次CT扫描，整体手术效果非常依赖医师经验，前期准备复杂，精度较差；因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的经皮穿刺手术依赖于医师经验，穿刺针定位精度差的问题；本发明提供了一种用于机器人辅助穿刺手术的手动穿刺装置。

一种用于机器人辅助穿刺手术的手动穿刺装置，包括外壳1、容栅传感器2、穿刺针调节机构3、导向轮4和光纤光栅传感器；

外壳1为长条形的开合式壳体；

穿刺针调节机构3包括本体3-1和手轮3-2；

穿刺针调节机构3的本体3-1位于外壳1内，且穿刺针调节机构3的本体3-1通过导向轮4悬挂在外壳1相对的两个侧壁上，该相对的两个侧壁中的一个侧壁上开设有长条形的通孔1-1；本体3-1可沿所悬挂的侧壁上移动，本体3-1还用于对穿刺针5进行固定；

穿刺针调节机构3的手轮3-2通过通孔1-1伸出至外壳1的外部；通过推动手轮3-2沿通孔1-1长度方向上移动，从而控制本体3-1上所固定的穿刺针5的给进深度；通过旋拧手轮3-2，使手轮3-2转动，从而控制本体3-1上所固定的穿刺针5的角度；

容栅传感器2的固定部2-1铺设在外壳1内部底面上，容栅传感器2的移动部2-2固定在本体3-1的底部；容栅传感器2的固定部2-1和移动部2-2相对设置，且二者间的间距为h；

容栅传感器2，用于采集穿刺针5的给进深度；

光纤光栅传感器设置在穿刺针5的内针外表面，用于采集穿刺针5的形变信息。

优选的是，穿刺针调节机构3的本体3-1包括穿刺针固定壳3-1-1、拉压力传感器3-1-2、穿刺针固定轴3-1-3、基座3-1-4，以及位于基座3-1-4上的电位器3-1-5、蜗杆轴3-1-6和驱动蜗轮3-1-7；导向轮4固定在基座3-1-4上；

穿刺针固定壳3-1-1为长条形的开合式壳体，穿刺针固定壳3-1-1用于对穿刺针5端部进行固定；

穿刺针固定轴3-1-3包括圆桶形结构和连接杆，圆桶形结构的底面固定在连接杆的一端，连接杆的另一端作为穿刺针固定轴3-1-3的自由端；

穿刺针固定轴3-1-3的圆桶形结构内嵌有拉压力传感器3-1-2，拉压力传感器3-1-2的顶端面与穿刺针固定壳3-1-1的一个端面固定连接；

穿刺针固定轴3-1-3的自由端依次穿过基座3-1-4上的竖直板和电位器3-1-5的内圈后，与驱动蜗轮3-1-7的一个端面固定连接，

穿刺针固定轴3-1-3的连接杆与电位器3-1-5的内圈固定连接，电位器3-1-5的外圈嵌固在基座3-1-4上的竖直板侧壁上；电位器3-1-5测量穿刺针5的旋转角度；