[發(fā)明專利]一種具有電磁環(huán)境兼容性的醫(yī)用冗余保護(hù)線運(yùn)動(dòng)搭載模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110010286.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN112790865B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堯;薛玉坤;梅瀟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30;A61B17/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種具有電磁環(huán)境兼容性的醫(yī)用冗余保護(hù)線運(yùn)動(dòng)搭載模塊，其構(gòu)造是由前至后依次包括有前端組件、導(dǎo)軌組件、滑塊組件、后端組件，在前端組件和后端組件中分別安裝有前端同步輪和后端同步輪，通過同步帶與滑塊組件中的前后各一個(gè)夾緊卡扣相聯(lián)結(jié)；該搭載模塊的滑塊基體、內(nèi)卡扣、外卡扣、滑輪、導(dǎo)軌基體、端蓋、支撐座、封閉側(cè)蓋、通孔側(cè)蓋、前端同步輪、后端同步輪和外接同步輪等均采用樹脂材料3D打印而成，軸承、螺絲、螺釘?shù)葹樘沾苫蚰猃埐牧希煌饨油捷喤c后端同步輪共同構(gòu)成了冗余傳驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有電磁環(huán)境兼容性、冗余安全可靠性、靈活可移植性和模塊輕量化等優(yōu)點(diǎn)，通用性與組合性強(qiáng)，能滿足多醫(yī)用場(chǎng)合手術(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及模塊輕量化設(shè)計(jì)及應(yīng)用，具體地，涉及一種具有電磁環(huán)境兼容性的醫(yī)用冗余保護(hù)線運(yùn)動(dòng)搭載模塊。

背景技術(shù)

微創(chuàng)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)外科具有革命性進(jìn)步的前沿技術(shù)，介入治療是微創(chuàng)技術(shù)最典型的一類應(yīng)用，主要包括有血管性介入技術(shù)，如冠狀動(dòng)脈造影、溶栓、支架放置等，和非血管性介入技術(shù)，如經(jīng)皮穿刺活檢或消融等。時(shí)至今日，該項(xiàng)技術(shù)既可由醫(yī)生獨(dú)立手工操作，亦可在機(jī)器人輔助下共同完成。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)療水平的不斷提高，機(jī)器人靈敏精細(xì)的高精度動(dòng)作、高穩(wěn)定性、高效率等優(yōu)點(diǎn)，使得醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速新興發(fā)展階段，加之國(guó)內(nèi)外巨大的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)缺口，展現(xiàn)出了廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展活力。

目前，經(jīng)皮穿刺手術(shù)是完成取樣活檢、消融治療、放射性粒子植入等臨床診斷、根治或姑息所采用的主要方法，應(yīng)用場(chǎng)合有骨科、肺、乳腺、甲狀腺、前列腺等。由于人工穿刺存在成功率低、定位精度不高等問題，使得基于影像引導(dǎo)的機(jī)器人輔助穿刺技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外醫(yī)工交叉領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，也是近年來國(guó)內(nèi)外面向臨床需求的前沿研究熱點(diǎn)之一。CT與MRI作為當(dāng)前最常見、最常用的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，兩者不僅其工作原理不同，檢查側(cè)重范圍也不一樣。CT是利用X射線或γ射線成像原理而形成圖像，對(duì)病人或醫(yī)生存在放射性危險(xiǎn)，需采取相應(yīng)的防護(hù)措施，且短期內(nèi)不宜多做，而MRI則對(duì)人體無輻射損傷，減輕了手術(shù)醫(yī)生的身心疲勞，但共振過程中的振動(dòng)也會(huì)給一些病人帶來不適感；對(duì)于肺部、鈣化灶等檢查，CT要優(yōu)于MRI，而對(duì)于乳腺、前列腺等軟組織檢查，MRI比CT要優(yōu)越，但MRI對(duì)特定人群也存在不適宜，如體內(nèi)留有金屬物品者、危重病人等。

在機(jī)器人輔助穿刺手術(shù)過程中，當(dāng)前的研究普遍基于CT(電子計(jì)算機(jī)斷層掃描)或MRI(核磁共振成像)定位圖像和電磁跟蹤，通過空間幾何建模和路徑規(guī)劃的方法對(duì)穿刺針進(jìn)行導(dǎo)引，避開重要的組織器官，實(shí)現(xiàn)穿刺。例如Tie-Feng Zhang等人在《Lesionpositioning method of a CT-guided surgical robotic system for minimallyinvasive percutaneous lung》提出的一種基于CT引導(dǎo)的六自由度經(jīng)皮肺穿刺手術(shù)機(jī)器人；公開號(hào)為202010207981.2的中國(guó)專利，公開了一種用于穿刺手術(shù)機(jī)器人CT艙內(nèi)三維影像重建和定位分析系統(tǒng)；公開號(hào)為202010659954.9的中國(guó)專利，公開了一種核磁共振下穿刺手術(shù)定位機(jī)器人；等等，均在特定對(duì)象與一定程度上，可實(shí)現(xiàn)穿刺作業(yè)任務(wù)及滿足穿刺要求。

進(jìn)一步，對(duì)公開文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有的穿刺手術(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)幾乎都以實(shí)現(xiàn)功能、確保安全與提高穿刺精度為主，鮮有關(guān)注電磁兼容性問題，換言之，實(shí)踐中不可避免地存在機(jī)器人系統(tǒng)干擾磁場(chǎng)或引起圖片失真，如偽影等，而影像設(shè)備也會(huì)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)作性能造成干擾，忽視了電磁兼容性對(duì)穿刺精度的相互影響。近年來，鈦合金以其優(yōu)良的生物相容性，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日漸突出，根據(jù)其性質(zhì)，在抗電磁干擾方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但完全用于穿刺手術(shù)機(jī)器人設(shè)計(jì)，其成本高昂，制造與維護(hù)等也會(huì)帶來一系列問題，仍存在一定局限性，應(yīng)用拓展效果還有待考量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷與不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有電磁環(huán)境兼容性的醫(yī)用冗余保護(hù)線運(yùn)動(dòng)搭載模塊，在保證電磁環(huán)境兼容性、冗余安全可靠性、靈活可移植性和模塊輕量化的同時(shí)，盡可能增加其可拓展性，以滿足多種手術(shù)場(chǎng)合的適用性，實(shí)現(xiàn)多樣互通與物超所值。