[實用新型]醫用外科手術六自由度自動調節機械臂磨削夾持裝置

有效

• 申請號: 201320394796.4
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN203328760U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張東坤;李長河
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16;A61B17/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種醫療器械，具體的為一種醫用外科手術六自由度自動調節機械臂磨削夾持裝置。

背景技術

骨磨削是神經外科醫生通常使用內窺鏡擴大鼻內的方法，通過鼻孔作為通道來治療顱底患有癌癥的病人。這種微創技術在不需要毀容的條件了提供了一個直接通向顱底腫瘤的通道。在切除腦瘤的過程中發現和切除病變腫瘤需要廣泛的研磨環繞在視神經、海綿竇、三叉神經分支上的骨頭來識別并保護這些主要神經。但在磨削骨頭的過程中會產生熱并且有可能會損傷神經。而且這樣的熱損傷會導致失明和失去顏面肌肉控制能力，由于缺少在骨磨削中熱傳遞到神經的知識所以對神經外科醫生來說很擔心。高速(超過50000轉每分)，微型球頭金剛石砂輪可用于這樣的外科手術。在骨磨削中主要的冷卻方式是用生理鹽水冷卻。在磨削中高速砂輪旋轉的速度和受限的手術空間都一起限制了生理鹽水冷卻和潤滑的有效性。這個來自骨磨削的熱損傷毗鄰神經是被神經外科醫生公認的一個現象。手術中面部神經癱瘓在骨磨削中已經報道了高達3.6%。Abbas和Jones在一項尸體解剖研究中利用金剛石砂輪進行骨磨削實驗，測量了面部神經溫度，并且證實了神經熱損傷。

神經組織特別容易受到高溫的影響。組織損傷的起始溫度大約是43度。在頭頸部手術中神經熱損傷的事已經被報道過。神經外科醫生目前不能確定骨磨削中在砂輪/骨界面產生的熱量和轉移到骨和相鄰神經的熱能有多少。

目前外科顱骨磨削的器械為手持式磨削裝置，手術時須憑借醫師個人豐富的臨床經驗與手部感覺來調整磨削裝置的運動和位姿。若是經由缺乏豐富經驗的醫師執行時，稍有不慎有可能在外科顱骨磨削時而傷及頭骨下方的腦膜及神經組織。

與手持式手術裝置相比，醫用外科手術六自由度自動調節機械臂磨削夾持裝置在治療效果、減輕痛苦、恢復周期、醫療成本等方面具有明顯優勢。它主要借助先進的手術器械來操作，以達到出色的治療效果。當前顱骨外科手術廣泛應用的手動微機械手僅含有旋轉和夾持兩個自由度，常常需要操作者進行大量的輔助動作才能達到一定的工作空間，從而提高了手術操作的難度，并降低了手術效率，同時也會給患者帶來不必要的附加損傷。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為解決上述問題，提供一種醫用外科手術六自由度自動調節機械臂磨削夾持裝置，該機械臂磨削夾持裝置具有3個旋轉、3個移動共計6個自由度，具有控制精確度高，可實現任意位姿的顱骨外科手術操作，從而可有效避免對腦組織的機械損傷。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種醫用外科手術六自由度自動調節機械臂磨削夾持裝置，它包括六自由度自動調節機械臂以及安裝在機械臂前端的夾持裝置；其中六自由度機械臂包括底座，回轉臺以電機I驅動旋轉的方式安裝在底座上；回轉臺上安裝電機II驅動轉動的液壓桿I，液壓桿I與液壓桿II伸縮式連接，液壓桿II前端安裝電機VIII驅動轉動的空心軸，空心軸末端安裝電機III，電機III主軸穿過空心軸后與空心軸前端的回轉軸連接，回轉軸通過電機IV與T型連接桿連接，T型連接桿與連接桿II一端連接；連接桿II另一端與連接桿I轉動連接；在連接桿I端部設有液壓裝置，連接桿I底部設有應變片，應變片通過反饋調節裝置與液壓裝置連接，共同構成對作用力監測的循環系統；同時連接桿I前端還安裝有橫向及縱向運動裝置，在縱向運動裝置上安裝有夾持裝置，所述夾持裝置包括卡抓裝置I和卡抓裝置II，所述兩卡抓裝置間設有驅動用電機V。

所述底座上半部分中心設有一中心孔，回轉臺下端設有一軸插入底座的中心孔內，在中心外設有環形槽，在環形槽大直徑內表面設計為內齒輪，電機I的主軸為齒輪軸，電機I固定在回轉臺上，齒輪軸與環形槽的內齒輪實現齒輪內嚙合。

所述電機II安裝在回轉臺的一端同時與液壓桿I連接，在電機II的主軸上設有一個限制液壓桿I移動的限位器；電機II的主軸與回轉臺連接部分為光軸，與液壓桿I連接的部分采用花鍵方式連接。

所述電機VIII的主軸上設有限制空心軸移動的限位器，電機VIII的主軸與液壓桿II連接部分為光軸，與空心軸采用花鍵方式連接；回轉軸插入空心軸一端，從空心軸安裝一軸承再安裝套筒，回轉軸與套筒通過螺紋連接，套筒其它部位為光滑的，從而限制了回轉軸的移動。

所述電機IV的主軸設計為階梯軸，直徑尺寸逐漸減小；主軸與回轉軸連接部分為光軸，主軸中間部分與T型連接桿采用花鍵方式連接，T型連接桿由回轉軸限制其移動；連接桿II與T型連接桿通過螺紋連接；連接桿I通過柱銷I與連接桿II連接；應變片粘結在連接桿I底部。