[發(fā)明專利]一種空間混聯(lián)骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011212195.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112370164B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷靜桃;張立海;陳子衡;彭燁;杜海龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);中國人民解放軍總醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30;A61B17/66
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11303
• 代理人: 劉青霞

本發(fā)明公開了一種空間混聯(lián)骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人，屬于醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，包括依次連接的底座支架、移動(dòng)平臺(tái)模塊、弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊、機(jī)器人模塊和骨盆外固定架；其中：所述移動(dòng)平臺(tái)模塊與底座支架上部固定連接，用于帶動(dòng)弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊上下左右線性移動(dòng)；所述弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊的連接滑塊與機(jī)器人模塊連接，用于使機(jī)器人模塊沿弧形導(dǎo)軌移動(dòng)；所述機(jī)器人模塊包括機(jī)器人和夾持機(jī)構(gòu)，機(jī)器人用于調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)的空間位姿，夾持機(jī)構(gòu)用于固定骨針；所述骨盆外固定架用于將骨盆進(jìn)行牢固固定。本發(fā)明采用空間混聯(lián)構(gòu)型，具有剛度大、精度高、工作空間大、位姿調(diào)整靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，能輔助醫(yī)生實(shí)施精準(zhǔn)的骨盆骨折復(fù)位手術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)用機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間混聯(lián)骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人。

背景技術(shù)

以骨盆骨折為主的高暴力損傷日益增多。骨盆解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且周圍分布許多重要的血管、神經(jīng)等，復(fù)位手術(shù)中容易發(fā)生二次損傷和手術(shù)并發(fā)癥，導(dǎo)致不穩(wěn)定骨盆骨折的致死、致殘率高達(dá)10％～50％。

骨折復(fù)位手術(shù)是治療骨創(chuàng)傷的有效方法，傳統(tǒng)骨折復(fù)位手術(shù)通過術(shù)中多次拍攝骨折處的X光以確定復(fù)位路徑，醫(yī)生通過觀察二維圖像并無法掌握精確的骨折狀態(tài)信息，復(fù)位效果主要依賴于醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，存在手術(shù)精度不高、術(shù)中醫(yī)患雙方受輻射、術(shù)后并發(fā)癥多等不足。骨盆骨折的復(fù)位力高達(dá)500N，醫(yī)生手動(dòng)復(fù)位比較費(fèi)力且難以保證精度。

隨著機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人輔助醫(yī)生實(shí)施精準(zhǔn)骨折復(fù)位手術(shù)操作成為可能。與傳統(tǒng)骨盆復(fù)位手術(shù)，機(jī)器人輔助骨折復(fù)位手術(shù)有顯著優(yōu)勢，機(jī)器人可通過人機(jī)交互界面進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，模擬手術(shù)流程，術(shù)前制定手術(shù)方案，能按照預(yù)先規(guī)劃的復(fù)位路徑進(jìn)行復(fù)位操作，術(shù)中可通過X光機(jī)透視、圖像導(dǎo)航系統(tǒng)等實(shí)時(shí)觀察骨折部位的復(fù)位情況。機(jī)器人輔助骨折復(fù)位手術(shù)，具有精度高、不依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)、微創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，提高手術(shù)成功率、減少并發(fā)癥；減少醫(yī)生術(shù)中輻射，提高安全性等。解決傳統(tǒng)復(fù)位手術(shù)的不足，具有廣泛應(yīng)用前景。

目前骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人的構(gòu)型，主要采用串聯(lián)機(jī)器人或者基于Stewart構(gòu)型的并聯(lián)機(jī)器人改進(jìn)。串聯(lián)構(gòu)型存在剛度不高，不能承受大的復(fù)位力，骨盆夾持不牢等不足；而并聯(lián)機(jī)器人又存在工作空間小、位姿調(diào)整不方便等不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種空間混聯(lián)骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人，采用空間混聯(lián)構(gòu)型，具有剛度大、精度高、工作空間大、位姿調(diào)整靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，能輔助醫(yī)生實(shí)施精準(zhǔn)的骨盆骨折復(fù)位手術(shù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種空間混聯(lián)骨盆骨折復(fù)位機(jī)器人，包括依次連接的底座支架、移動(dòng)平臺(tái)模塊、弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊、機(jī)器人模塊和骨盆外固定架；其中：

所述移動(dòng)平臺(tái)模塊與底座支架上部固定連接，用于驅(qū)使弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊線性移動(dòng)；所述弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊包括弧形導(dǎo)軌和能沿弧形導(dǎo)軌滑動(dòng)的連接滑塊，所述連接滑塊與機(jī)器人模塊連接，用于帶動(dòng)機(jī)器人模塊沿弧形導(dǎo)軌移動(dòng)；所述機(jī)器人模塊包括機(jī)器人和與機(jī)器人連接的夾持機(jī)構(gòu)，所述機(jī)器人用于調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)的空間位姿，夾持機(jī)構(gòu)用于固定骨針；所述機(jī)器人包括靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和連接在靜平臺(tái)與動(dòng)平臺(tái)之間的若干支鏈，通過控制各支鏈長度調(diào)節(jié)動(dòng)平臺(tái)的位姿，所述靜平臺(tái)與連接滑塊固定連接，所述動(dòng)平臺(tái)與夾持機(jī)構(gòu)連接；所述骨盆外固定架包括固定架體和安裝在固定架體上的健側(cè)骨針安裝結(jié)構(gòu)，所述固定架體用于固定在手術(shù)床兩側(cè)對(duì)骨盆進(jìn)行牢固固定。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)平臺(tái)模塊包括底板、線性移動(dòng)組件和面板，所述底板與底座支架上部固定連接，所述面板與弧形導(dǎo)軌連接，所述面板通過所述線性移動(dòng)組件進(jìn)行相對(duì)底板的線性移動(dòng)，并驅(qū)使弧形導(dǎo)軌平臺(tái)模塊對(duì)應(yīng)移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述線性移動(dòng)組件包括移動(dòng)板、上下線性導(dǎo)軌、左右線性導(dǎo)軌、第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述上下線性導(dǎo)軌安裝在底板和移動(dòng)板之間，所述第一動(dòng)力機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)移動(dòng)板相對(duì)底板上下移動(dòng)，所述左右線性導(dǎo)軌安裝在移動(dòng)板和面板之間，所述第二動(dòng)力機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)面板相對(duì)移動(dòng)板左右移動(dòng)。