[发明专利]一种磁共振环境下的介入机器人装置

说明书

本发明提供了一种磁共振环境下的介入机器人装置，包括设置在磁共振设备内的机器人本体，所述机器人本体包括固定座、支撑座、驱动机构以及末端执行器机构，支撑座设置在固定座上方，与固定座形成操作空间；驱动机构设置在所述操作空间内，驱动机构控制所述末端执行器机构调节位置。本发明通过设置有绳索传动组件和末端执行器机构绳索传动组件可使得控制器及电机远离磁场环境，不受磁共振狭窄工作空间的影响，并且可驱动末端执行器机构相较于目标组织的角度，从而实现对目标位置的精准定位。同时末端执行器机构包括第一转动件、第一连接件和针刺组件，第一转动件和第一连接件转动连接，以扩大末端执行器机构的维度，方便快捷。

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，具体地，涉及一种磁共振环境下的介入机器人装置。

背景技术

磁共振成像(MRI)是心脑血管及肿瘤等重要疾病临床诊断与治疗的重要技术手段之一。与CT与PET技术相比，它具有无创、兼具结构影像功能特性、优异的软组织对比功能，能提供多角度、多层次的三维成像。而且不会使患者暴露于X射线的破坏性电离辐射中，无辐射，对患者和医护人员更安全。

磁共振成像(MRI)也有其难点问题：很难实时导航、强磁场、对手术器具兼容性要求高，常用的手术装置不能与磁共振集成。另外，由于磁共振扫描仪腔内空间狭小，操作流程复杂等原因，许多治疗得不到较好的开展。机器人在其内操作时会受到空间的限制，从而降低检测效率。

现有技术中，Dan Stoianovici等报告了一种新的机器人系统，平行四边形杆式机构，针导具有两个自由度(DOF)，手动针插入深度预设为第三个自由度。导针处的结构刚度为33N/mm。机械手本身的角度精度为0.177°和0.077°。磁共振引导的体外靶向准确度和精密度分别为1.71mm和0.51mm，平均靶向深度～38mm，无需调整。Andreas Melzer等人开发了一个MRI引导下的经皮介入手术机器人系统，机器人系统采用气缸驱动，共7个自由度。该系统采用主从控制方式，需要医生手动参与操作。Navarro-Alarcon等研究了紧凑型机器人结构，允许机构在一个开放式的扫描器内进行正面和侧面的插入。介绍了一种用于乳房介入的立体定向机器人,5个自由度，该设备通过超声电机和图形用户界面进行远程控制，提供实时指导计划和操作监控。D.Stoianovici et al.研究一种紧凑型六自由度机器人，用于在成像仪的有限空间内操作针头或其他细长的手术器械，而不会产生图像伪影。其特点是与经皮介入的定位、定向和器械插入步骤相关的分离运动能力。机器人与成像设备的兼容性一直是一项具有挑战性的工程任务，特别是与磁共振环境的兼容性。Axel Krieger等研究了一种经直肠前列腺驱动机器人的设计、开发和磁共振成像兼容性评估，该机器人用于磁共振引导的前列腺穿刺干预。采用压电陶瓷电机驱动导针定位和手动插针的机器人设计。磁共振相容性研究的结果显示，启用电机可以在没有射频(RF)屏蔽的情况下将信噪比降低80％。但是上述方案无法实现方便快捷的工作模式。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磁共振环境下的介入机器人装置。

根据本发明提供的一种磁共振环境下的介入机器人装置，包括设置在磁共振设备内的机器人本体，所述机器人本体包括固定座、支撑座、驱动机构以及末端执行器机构，其中：

支撑座设置在固定座上方，与固定座形成操作空间；

驱动机构设置在所述操作空间内，驱动机构控制所述末端执行器机构调节位置。

优选地，所述末端执行器机构包括第一转动件、第一连接件以及针刺组件，其中：

两个第一转动件分别与固定座和支撑座转动连接；

所述第一连接件与两个第一转动件转动连接；

所述针刺组件设置在与支撑座转动连接的第一转动件上。

优选地，每个第一转动件包括转动本体及与转动本体转动连接的连接体。