摩擦轮trus图像导航驱动装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明及医疗器械领域，属于医学、机械、自动化交叉学科，具体涉及摩擦轮TRUS图像导航驱动装置及方法。
【背景技术】
[0002]近距离射性粒子植入具有靶向性强、无副作用、创伤小、疗效确切的特点，在国类外已成为治疗早期前列腺癌的标准手段。传统放射性治疗术是在手动超声的引导下，借助于固定在超声支架上的导向板，临床医生使用手动粒子植入器将20?120颗镍钛合金包裹的125I (144Gy)/1()3Pd(120Gy)粒子植入靶区部位，连续低剂量放射γ射线对肿瘤细胞进行杀死。
[0003]经直肠超声实时引导放射性粒子近距离治疗前列腺:首先超声科医师手动调整超声探头获取前列腺图像，通过三维图像重建后得到前列腺体积;其次，超声科医师协同放疗科医师在前列腺腺体勾画出靶区并确定粒子植入的数量和位置;最后，超声科医师依据术中超声图像，实时监控粒子放置的位置精度和指导穿刺针进针。由于人手的抖动致使实时采集的图像不清晰，也会影响术中实时导航的精度，而且以上的过程需要人手、眼睛、脑部高度一致配合，才能完成如此复杂精细的手术。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服手动TRUS图像导航装置的缺陷，进而提供了摩擦轮TRUS图像导航驱动装置及方法。
[0005]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是:
本发明的摩擦轮TRUS图像导航驱动装置及方法，包括镂空机架，其特征在于:镂空机架内固设回转电机、承重轴承，所述Y型机械臂安装在承重轴承上，所述回转电机的电机轴固接Y型机械臂，Y型机械臂还与平行板左边通过铰链连接，所述Y型机械臂还固接俯仰电机，俯仰电机的电机轴固接曲柄，曲柄与连杆通过铰链连接，连杆也与平行板右边通过铰链连接，所述Y型机械臂、曲柄、连杆和平行板通过铰链连接构成一个平行四边形机构，这个平行四边形机构可以将俯仰电机的动力及运动传递给平行板，以实现对平行板的驱动，所述平行板还固接摩擦轮机构，摩擦轮机构同轴设有超声探头，所述摩擦轮机构还包括成对称安装左摩擦轮和右摩擦轮，通过控制左摩擦轮和右摩擦轮旋转方向，实现安装在摩擦轮机构中超声探头线性运动和回转运动，所述超声探头上还设有超声换能器，超声换能器紧贴前列腺表面扇形扫描，可以得到清晰、高分辨前列腺图像。
[0006]上述方案的摩擦轮TRUS图像导航驱动装置及方法，其特点为采用简单、紧凑的摩擦轮机构可以实现超声探头的线性运动和回转运动，结合平行四边形机构、摩擦轮机构可以构成远心机构，使得超声探头在进入直肠入口(远心点)时候，可以定点调整超声探头偏航、俯仰以及翻滚姿态，这样可更加灵活的调整超声探头扫描路径，即避开耻骨障碍，另外摩擦轮TRUS图像导航驱动装置配合前列腺介入治疗设备，通过图像反馈可以构成针刺针位置闭环控制，提高穿刺针针尖位置的精准度。
[0007]对方案进一步设计:为了更好地发挥摩擦轮机构的作用，所述摩擦轮机构包括对称安装的左空心轴驱动电机、右空心轴驱动电机，所述左空心轴驱动电机的空心轴固接左摩擦轮的左外壳，所述左外壳设有呈120°阵列的3个左摩擦轮，3个左摩擦轮的回转轴线和外壳端面的夹角为45°，且3个左摩擦轮都与外壳建立被动转动关系，所述右空心轴驱动电机的空心轴固接右摩擦轮的右外壳，所述右外壳也设有呈120°阵列的3个右摩擦轮，3个右摩擦轮的回转轴线和外壳端面的夹角为45°，3个右摩擦轮都与外壳建立被动转动关系，同时左外壳与右外壳对称安装，左外壳上安装的3个左摩擦轮与右外壳上安装的3个右摩擦轮也对称布置，所述左外壳和右外壳同轴设有超声探头，所述超声探头上还设有超声换能器。
[0008]与现有技术相比，本发明有以下技术效果和优点:
本发明采用摩擦轮机构来实现超声探头的线性运动和回转运动，使得超声探头驱动结构简单紧凑，同时采用平行四边形机构、摩擦轮机构可以构成远心机构，使得超声探头在进入直肠入口时候，可以定点调整超声探头偏航、俯仰以及翻滚姿态。
【附图说明】
[0009]图1整体结构示意图。
[0010]图2图2远心机构结构原理图。
[0011]图3左摩擦轮机构结构示意图。
[0012]图4摩擦轮机构实现回转运动工作原理。
[0013]图5摩擦轮机构实现线性运动工作原理。
[0014]图中1.镂空机架，2.回转电机，3.承重轴承，4.Y型机械臂，5.曲柄，6.俯仰电机，
7.连杆，8.平行板，9.摩擦轮机构，10.超声探头，4-1.回转轴线，8-1.自身轴线，9-1.左摩擦轮，9-2.右摩擦轮，9-3.左空心轴驱动电机，9-4.右空心轴驱动电机，9-1-1.左外壳，9-1-
2.3个左摩擦轮，9-2-1.右外壳，9-2-2.3个右摩擦轮，10_1.超声换能器，10-2.超声自身轴线，10-3.左螺旋运动，10-3-1.左回转运动，10-3-2.左线性运动，10_4.右螺旋运动，10-4-1.右回转运动，10-4-2.右线性运动，11.远心点。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施实例对本发明的摩擦轮TRUS图像导航驱动装置及方法进行详细说明。
[0016]参见附图1，本实用新型的摩擦轮TRUS图像导航驱动装置，包括镂空机架1，其特征在于:镂空机架I内固设回转电机2、承重轴承3，所述Y型机械臂4安装在承重轴承3上，所述回转电机2的电机轴固接Y型机械臂4，Y型机械臂4还与平行板8左边通过铰链连接，所述Y型机械臂4还固接俯仰电机6，俯仰电机6的电机轴固接曲柄5，曲柄5与连杆7通过铰链连接，连杆7也与平行板8右边通过铰链连接，所述Y型机械臂4、曲柄5、连杆7和平行板8通过铰链连接构成一个平行四边形机构，这个平行四边形机构可以将俯仰电机6的动力及运动传递给平行板8，以实现对平行板8的驱动，所述平行板8还固接摩擦轮机构9，摩擦轮机构9同轴设有超声探头10，所述摩擦轮机构9还包括成对称安装左摩擦轮9-1和右摩擦轮9-2，通过控制左摩擦轮9-1和右摩擦轮9-2旋转方向，实现安装在摩擦轮机构9中超声探头10线性运动和回转运动，所述超声探头10上还设有超声换能器10-1，超声换能器10-1紧贴前列腺表面扇形扫描，可以得到清晰、高分辨前列腺图像。
[0017]参见附图1、附图2、附图3、附图4、附图5，所述摩擦轮机构9包括对称安装的左空心轴驱动电机9-3、右空心轴驱动电机9-4，所述左空心轴驱动电机9-3的空心轴固接左摩擦轮9-1的左外壳9-1-1，所述左外壳9-1-1设有呈120°阵列的3个左摩擦轮9-1-2，3个左摩擦轮9-1-2的回转轴线和左外壳