微創局部放療機器人裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人裝置。特別是涉及一種在超聲波圖像導航下的用于輔助醫生進行微創手術的微創局部放療機器人裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，前列腺癌的發病率逐年上升，近距離粒子植入放射性治療是目前最常見的治療前列腺癌的手段之一。而傳統的手動操作裝置精度低、對醫生的經驗依賴性高、手術時間長，此外，放射性粒子的放射性對醫生的健康有一定的潛在傷害。傳統的手術裝置束縛了近距離粒子植入手術的發展，也限制了前列腺癌的手術治愈率，極大地影響著患者的身心健康。
[0003]超聲波圖像具有實時性、價格低廉、方便操作等優點，是醫學圖像領域中應用最廣泛的。超聲波圖像下的手術機器人裝置代替傳統的人工手動操作裝置，應用在近距離粒子放射性治療手術中具有以下優點:其一，醫療機器人代替傳統人工手動操作，具有高精度、高穩定性等優點；其二，應用超聲波圖像技術，在手術過程中醫生可以根據圖像中超聲探頭與病灶的位置關系，實時調整超聲探頭，快速準確地找到病灶部位；其三，近距離粒子植入放射性治療手術中引入機器人裝置，可以降低醫生操作的出錯率，提高手術的成功率。同時可以減輕醫生的手術疲勞度，保護醫生的健康安全。因此，超聲波圖像下的微創局部放療機器人裝置具有重要的理論意義和實際應用價值。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠提高手術中操作精度，避免醫生操作失誤，減少患者的創傷，提高手術成功率的微創局部放療機器人裝置。
[0005]本發明所采用的技術方案是:一種微創局部放療機器人裝置，包括有用于實現對超聲波探頭自轉和精確進給調整的并設置有粒子穿刺模板機構的末端執行機構；設置在所述末端執行機構的下面，用于支撐末端執行機構并實現對所述末端執行機構的水平旋轉的調整和俯仰調整的水平旋轉及俯仰調整機構；設置在所述水平旋轉及俯仰調整機構的下面，用于支撐所述水平旋轉及俯仰調整機構并實現對所述末端執行機構的前后位置、左右位置和上下升降位置調整的支撐調整機構。
[0006]所述的支撐調整機構包括有位于底部且平行設置的第一絲杠支座和直線導軌，所述的直線導軌上設置有滑塊，所述的第一絲杠支座內設置有與第一步進電機輸出軸相連用于實現對末端執行機構進行前后調整的第一滾珠絲杠和與所述第一滾珠絲杠螺紋連接的第一絲母，所述的第一絲母和滑塊上固定設置有與所述的第一滾珠絲杠和直線導軌相垂直的第二絲杠支座，所述第二絲杠支座上設置有與第二步進電機的輸出軸相連用于實現對末端執行機構進行左右調整的第二滾珠絲杠和與所述第二滾珠絲杠螺紋連接的第二絲母，所述第二絲母上固定設置有用于實現對末端執行機構進行垂直調整的垂直調整機構。
[0007]所述的第一絲母和滑塊上固定設置有水平連接板，所述的第二絲杠支座固定設置在所述水平連接板上。
[0008]所述的垂直調整機構包括有固定設置在所述第二絲母上端的電機下蓋板，所述電機下蓋板通過支撐桿固定連接設置在上方的電機上蓋板，所述電機下蓋板上設置有用于實現對末端執行機構進行垂直調整的第三步進電機，所述第三步進電機的輸出軸貫穿所述電機上蓋板連接第三滾珠絲杠的下端，所述的第三滾珠絲杠上螺紋連接有位于所述的電機上蓋板上方的第三絲母，所述電機上蓋板通過垂直設置并能夠上下移動的貫穿所述第三絲母的2個以上的支撐立柱固定連接位于第三絲母上方的下平臺，所述的第三滾珠絲杠的頂端通過軸承連接所述下平臺的底部，所述第三絲母上垂直設置有2個以上的導向柱，所述2個以上的導向柱的頂端能夠上下移動的貫穿所述下平臺固定連接用于支撐水平旋轉及俯仰調整機構的上平臺。
[0009]所述的水平旋轉及俯仰調整機構包括有通過3個以上的第一支撐立柱固定設置在支撐調整機構中的上平臺上方的連接圓盤，所述連接圓盤上設置有用于實現對所述末端執行機構進行俯仰調整的俯仰調整機構，所述俯仰調整機構的頂端設置有用于固定末端執行機構的俯仰板，所述上平臺通過軸承連接有用于實現對所述末端執行機構進行水平旋轉調整的平轉軸的底端，所述平轉軸上固定設置有蝸輪，所述平轉軸的頂端能夠旋轉的貫穿所述連接圓盤固定連接位于連接圓盤上面的旋轉基座，所述蝸輪的一側設置有與所述的蝸輪相嚙合的蝸桿，所述蝸桿的一端通過固定在上平臺上的第一軸承座連接第四步進電機的輸出軸，所述蝸桿的另一端連接固定在上平臺上的第二軸承座。
[0010]所述的俯仰調整機構包括有固定在所述旋轉基座上的第二支撐立柱，設置在所述旋轉基座上并位于第二支撐立柱內側的第五步進電機，所述第五步進電機的輸出軸上連接有第四滾珠絲杠，所述第四滾珠絲杠的頂端通過軸承連接設置在所述第二支撐立柱頂端的安裝塊的底部，所述第四滾珠絲杠上螺紋連接有第四絲母，所述安裝塊上部的兩側分別各設置有一個軸承座，所述兩側的軸承座分別連接俯仰軸的兩個端，所述俯仰軸的中部通過一個連接鍵固定連接所述的俯仰板，所述俯仰板的一側對稱的鉸接有兩個相平行設置用于實現對末端執行機構進行俯仰調整的連桿的上端，所述兩個平行設置的連桿的下端分別鉸接在所述第四絲母的兩側。
[0011]所述的末端執行機構包括有固定設置在水平旋轉及俯仰調整機構頂端的俯仰板上的第三絲杠底座，所述第三絲杠底座上通過分別位于兩端的兩個絲杠支座設置有第五滾珠絲杠，所述第五滾珠絲杠的一端通過聯軸器連接用于實現對超聲波探頭進行精確進給調整的第六步進電機的輸出軸，所述第五滾珠絲杠上螺紋連接有第五絲母，所述第五絲母上固定設置有旋轉底座，所述旋轉底座兩端對稱設置的具有半圓凹槽的支架上分別能夠旋轉的設置有第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件上固定設置有超聲波探頭，所述第一固定件和第二固定件之間通過探頭旋轉連桿固定連接，所述第一固定件遠離探頭旋轉連桿的那一側固定連接有后端連接桿的一端，所述后端連接桿的另一端連接有圓柱轉接件，所述圓柱轉接件通過聯軸器連接用于實現超聲波探頭自轉的第七步進電機。
[0012]所述的粒子穿刺模板機構包括有與末端執行機構中的第三絲杠底座前端固定連接的模板固定底座，所述模板固定底座下方設置有下底座，所述下底座上端面的中心通過軸承貫穿的連接有垂直絲杠的一端，所述下底座的下面設置有用于通過垂直絲杠驅動穿刺模板上下移動的上下手輪，所述上下手輪的中心固定設置有上下旋轉桿，所述上下旋轉桿的頂端與所述貫穿下底座的垂直絲杠固定連接，所述下底座上端面的周邊固定設置有兩個上下導柱，所述兩個上下導柱的頂端能夠上下移動的貫穿所述模板固定底座固定連接位于模板固定底座上方的軸承絲母下半部分的兩側，所述軸承絲母的底部通過軸承連接所述垂直絲杠的頂端，所述軸承絲母的中部貫穿的設置有能夠沿所述的軸承絲母內左右移動的左右導柱，所述左右導柱的兩端各固定連接有一個左右固定支架，所述左右導柱兩端的左右固定支架分別各通過一個模板連接桿固定連接穿刺模板，所述軸承絲母的上部分螺紋連接有水平絲杠，所述水平絲杠的一端通過軸承連接兩個左右固定支架中的一個支架，所述水平絲杠的另一端通過設置在另一個左右固定支架上的左右旋轉桿的一端，所述左右旋轉桿的另一端連接用于驅動穿刺模板左右移動的左右手輪。
[0013]本發明的微創局部放療機器人裝置，能夠在超聲波圖像導航下輔助醫生完成前列腺癌的近距離放射性治療手術，具有高精度、高穩