一种多针连续粒子植入装置的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种多针连续粒子植入装置。

背景技术：

放射性粒子植入疗法是一种微创治疗方法，属于近距离内放射治疗的一种，它是通过在肿瘤内植入放射性粒子，从而使肿瘤死亡的技术，它具有操作简单、治疗效果好等优点，其临床应用拥有广阔的前景。

在粒子植入手术中，肿瘤存在多个部位需要进行植入粒子，而每次植入粒子均需要一根针鞘，这也就意味着在手术过程中需要多次更换针鞘，而且现在粒子植入手术中所用的粒子仓多为10颗/仓，而一次手术所需要的粒子数为80颗左右，甚至更多，这也就意味着在手术过程中需要准备多个弹匣进行更换，而现有的粒子植入装置均无法做到自动更换针鞘和粒子仓，因此需要医生在术中手动更换，延长了手术时间，不利于患者的术后恢复以及手术的快速进行。

基于上述问题，本发明需要解决的问题为设计一款可搭载多根针鞘和多个粒子仓，并可在术中自动更换的粒子植入装置。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种多针连续粒子植入装置。

本发明是一种多针连续粒子植入装置，包括基座、针芯驱动装置、粒子仓转换与驱动装置、针鞘转换装置，其特征在于：所述的针芯驱动装置和粒子仓转换与驱动装置与基座滑动连接，针芯驱动装置和粒子仓转换与驱动装置可沿基座轴向进行直线运动，针芯驱动装置和粒子仓转换与驱动装置位于基座的上侧，且针芯驱动装置位于粒子仓转换与驱动装置的后方，针鞘转换装置与基座活动连接，针鞘转换装置可绕自身轴线作相对于基座的旋转运动，针鞘转换装置位于基座内部的前侧，且位于针芯驱动装置、粒子仓转换与驱动装置的下方。

作为优选，所述的基座包括后挡板、底座、前挡板、定位弹簧球一，底座横截面为“凹”字形，具体包括旋转座、支撑孔、齿条、燕尾形导轨，旋转座为上端开口的圆柱“u”形槽，开口大小小于旋转座的内径，旋转座由底座的前端面向后延伸，且旋转座的后端面为实心面，支撑孔位于旋转座的右侧，齿条左右对称于底座上侧，燕尾形导轨位于齿条的外侧，后挡板与底座后端面固定连接，前挡板包括旋转支撑孔，前挡板与底座前端面固定连接，且保证旋转支撑孔与旋转座处于同一轴线位置，定位弹簧球由前向后旋紧于前挡板中，且定位弹簧球一与旋转支撑孔处于同一水平线。

作为优选，所述的针芯驱动装置包括滑动座一、步进电机一、电机支架一、齿轮一、针芯，滑动座一为内部中空的长方体，具体包括燕尾槽一，燕尾槽左右对称于滑动座一的下侧，电机支架一为“l”形，一侧与滑动座一固定连接，另一侧与步进电机一固定连接，齿轮一左右对称，且与步进电机一的左右输出轴固定连接，步进电机一、电机支架一和齿轮一均置于滑动座一内部，齿轮一穿过滑动座一底部且外露部分轮齿，针芯与滑动座一的下侧固定连接，针芯为实心柱状针。

作为优选，所述的粒子仓转换与驱动装置包括滑动座二、齿轮二、步进电机二、电机支架二、步进电机三、电机支架三、齿轮三、粒子仓、齿轮四、连接架、螺母、直线机构、电机支架四，滑动座二的内部中空，具体包括燕尾槽二、针芯孔一、对接头、校准棱柱，燕尾槽二左右对称于滑动座二的下侧，针芯孔一位于滑动座二的下侧，并贯穿滑动座二的前后，对接头位于滑动座二的前下侧，校准棱柱的横截面呈“箭头”形，且尖头朝上，电机支架二为“l”形，一侧与滑动座二的后端面固定连接，另一侧与步进电机二固定连接，齿轮二左右对称，且与步进电机二的左右输出轴固定连接，齿轮二穿过滑动座二底部且外露部分轮齿，电机支架三为“u”字形，开口向下安装，电机支架三的左右侧壁与滑动座二左右内壁固定连接，步进电机三向下固定安装于电机支架三的上端面，齿轮三与步进电机三的输出轴固定连接，且与齿轮四啮合，齿轮四为圆柱形，沿齿轮四的轴线方向贯穿一个与齿轮四同轴心的圆孔，在该圆孔与齿轮四外圆间，均匀圆周分布五个安装粒子仓的孔洞，齿轮四具体还包括校准槽，校准槽位于齿轮四的下侧面，校准槽横截面为开口朝上的钝角三角形凹槽且与校准棱柱尖头的形状和尺寸完全契合，连接架为具有五个连接爪的“*”形，连接架的五个连接爪与齿轮四上侧面固定连接，螺连接架的中心套装于直线机构上端，并与其构成间隙配合，螺母旋紧于直线机构上端，且位于连接架上，直线机构处于齿轮四的轴线方向，直线机构通过电机支架四与滑动座二的下侧固定连接。

作为优选，所述的针鞘转换装置包括旋转针筒、针鞘、滑动针座、针筒挡板、旋转弹簧球、齿轮五、传动轴、步进电机四、电机支架五，旋转针筒为圆柱形，具体包括针座滑轨、针鞘孔、齿轮六，针座滑轨沿旋转针筒的轴向贯穿后的截面形状为开口矩形，且针座滑轨的深度小于旋转针筒的半径，针座滑轨共有六个，均匀圆周分布于旋转针筒上，齿轮六固接于旋转针筒的前端面上，且齿轮六的齿根圆直径等于旋转针筒的直径，针鞘孔从齿轮六的一端面贯穿至另一端面，针鞘孔共有六个，与针座滑轨一一对应，针鞘为空心柱状针，滑动针座具体包括针鞘固定槽、针芯孔二、对接孔，针鞘固定槽是由滑动针座上侧面向下挖去一定深度形成的矩形槽，针芯孔二贯穿于滑动针座的前后，对接孔是由滑动针座后端面向前挖去一定深度形成的矩形孔，滑动针座与旋转针筒的针座滑轨滑动连接，并形成间隙配合，每个针座滑轨内容纳一个滑动针座，针鞘放置于滑动针座的针鞘固定槽内，并形成过盈配合，每个滑动针座内容纳一根针鞘，共可容纳六根针鞘，针筒挡板为圆柱形薄片，在针筒挡板的端面贯穿有六个矩形缺口，这些矩形缺口的形状位置大小和针座滑轨的横截面相同，旋转弹簧球通过自身具有的外螺纹，将针筒挡板固定于旋转针筒的后端面上，齿轮五与齿轮六啮合，传动轴一端与齿轮五固定连接，另一端与步进电机四的输出轴固定连接，电机支架五的后端面与步进电机四的前端面固定连接。

作为优选，所述的燕尾槽一和燕尾槽二均包裹于燕尾形导轨的左右，并保证齿轮一和齿轮二均与齿条啮合，针芯、针芯孔一、针芯孔二、针鞘和针鞘孔均同轴心，且针芯可以依次穿过针芯孔一和针芯孔二进入针鞘中，针鞘可穿过针鞘孔，对接头可插入对接孔中，且两者可以连接或分开，旋转针筒插在旋转座中，传动轴插在支撑孔中，电机支架五的底面与底座固定连接，且步进电机四和电机支架五的上表面均低于针芯驱动装置和粒子仓转换与驱动装置的下表面。

本发明的有益效果为：

（1）所述的一种多针连续粒子植入装置采用齿轮齿条的传动方式，提高了针芯的运动速度，缩短了粒子植入的时间，提高了手术效率。

（2）所述的一种多针连续粒子植入装置既可以作为机器人末端使用，又可以由医生手持操作，更具有实用性。

（3）所述的粒子仓转换与驱动装置可以同时搭载五个通用的粒子仓，提高了一次手术所搭载粒子的数量，减少了术中更换粒子仓的时间，提高了手术效率。

（4）所述的粒子仓转换与驱动装置可以在当前粒子仓数目不足时，自主更换粒子仓，减轻了医生的负担，使其更专注于手术过程，提高了手术的安全性。

（5）所述的粒子仓转换与驱动装置在手术过程中，可以同时驱动粒子仓和针鞘的进退，保证了术中粒子仓和针鞘后端紧密接触，避免了粒子在输送过程中丢失，减少了粒子移动的距离，这样即保证了手术安全性，还提高手术效率。

（6）所述的针鞘转换装置可同时容纳六根针鞘，提高了一次手术所搭载针鞘的数量，减少了术中更换针鞘的时间，提高了手术效率。

（7）所述的针鞘转换装置可以在一次穿刺退出后自动更换，避免了医生因忘记更换再次使用同一根针鞘穿刺而带来的手术风险，并且也减轻了医生的负担，使其更专注于手术过程，提高了手术的安全性。

（8）当所述的针鞘转换装置中所搭载的针鞘全部使用完毕后，只需安新装封的旋转针筒于旋转座内即可，安装简便，同时也避免针鞘在安装时受到污染或磕碰，提高了手术安全性。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1整体装配示意图。

图2基座结构示意图。

图3针芯驱动装置示意图。

图4粒子仓转换与驱动装置示意图一。

图5粒子仓转换与驱动装置示意图二。

图6针鞘转换装置示意图。

图中：1基座、1-1后挡板、1-2底座、1-2-1旋转座、1-2-2支撑孔、1-2-3齿条、1-2-4燕尾形导轨、1-3前挡板、1-3-1旋转支撑孔、1-4定位弹簧球一、2针芯驱动装置、2-1滑动座一、2-1-1燕尾槽一、2-2步进电机一、2-3电机支架一、2-4齿轮一、2-5针芯、3粒子仓转换与驱动装置、3-1滑动座二、3-1-1燕尾槽二、3-1-2针芯孔一、3-1-3对接头、3-1-4校准棱柱、3-2齿轮二、3-3步进电机二、3-4电机支架二、3-5步进电机三、3-6电机支架三、3-7齿轮三、3-8粒子仓、3-9齿轮四、3-9-1校准槽、3-10连接架、3-11螺母、3-12直线机构、3-13电机支架四、4针鞘转换装置、4-1旋转针筒、4-1-1针座滑轨、4-1-2针鞘孔、4-1-3齿轮六、4-2针鞘、4-3滑动针座、4-3-1针鞘固定槽、4-3-2针芯孔二、4-3-3对接孔、4-4针筒挡板、4-5旋转弹簧球、4-6齿轮五、4-7传动轴、4-8步进电机四、4-9电机支架五。

具体实施方式

本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

如图1所示，所述的一种多针连续粒子植入装置，包括基座1、针芯驱动装置2、粒子仓转换与驱动装置3、针鞘转换装置4，其特征在于：所述的针芯驱动装置2和粒子仓转换与驱动装置3与基座1滑动连接，针芯驱动装置2和粒子仓转换与驱动装置3沿基座1轴向的直线运动，可带动针芯2-5、粒子仓3-8和针鞘4-2进行直线运动，针芯驱动装置2和粒子仓转换与驱动装置3位于基座1的上侧，且针芯驱动装置2位于粒子仓转换与驱动装置3的后方，针鞘转换装置4与基座1活动连接，拆装简便，针鞘转换装置4绕自身轴线作相对于基座1的旋转运动时，可转换内部所容纳的针鞘4-2，针鞘转换装置4位于基座1内部的前侧，且位于针芯驱动装置2、粒子仓转换与驱动装置3的下方。

如图2所示，本实施例中的基座1包括后挡板1-1、底座1-2、前挡板1-3、定位弹簧球一1-4，底座1-2横截面为“凹”字形，具体包括旋转座1-2-1、支撑孔1-2-2、齿条1-2-3、燕尾形导轨1-2-4，旋转座1-2-1为上端开口的圆柱“u”形槽，开口大小小于旋转座1-2-1的内径，旋转座1-2-1由底座1-2的前端面向后延伸，且旋转座1-2-1的后端面为实心面，这样，针鞘转换装置4可从前向后插入到旋转座1-2-1中，旋转座1-2-1可为插入其中的针鞘转换装置4提供旋转运动时的支撑，可保证插入到旋转座1-2-1中的针鞘转换装置4不会在旋转过程中脱出，齿条1-2-3左右对称于底座1-2上侧，支撑孔1-2-2位于旋转座1-2-1的右侧，燕尾形导轨1-2-4位于齿条1-2-3的外侧，为针芯驱动装置2和粒子仓转换与驱动装置3的滑动提供轨道和支撑，后挡板1-1与底座1-2后端面固定连接，对针芯驱动装置2的运动进行限位，避免其从底座1-2上滑出，前挡板1-3包括旋转支撑孔1-3-1，前挡板1-3与底座1-2前端面固定连接，旋转支撑孔1-3-1与旋转座1-2-1处于同一轴线位置，一面保证插入到旋转座1-2-1中针鞘转换装置4不产生轴向运动，另一面为针鞘转换装置4的旋转运动提供支撑，使其旋转时不产生偏心运动，定位弹簧球1-4由前向后旋紧于前挡板1-3中，且定位弹簧球一1-4与旋转支撑孔1-3-1处于同一水平线，定位弹簧球1-4可辅助针鞘转换装置4在旋转时的定位，使针鞘4-2更准确的达到预定位置。

如图3所示，本实施例中的针芯驱动装置2包括滑动座一2-1、步进电机一2-2、电机支架一2-3、齿轮一2-4、针芯2-5，滑动座一2-1为内部中空的长方体，具体包括燕尾槽一2-1-1，燕尾槽2-1-1左右对称于滑动座一2-1的下侧，所述的燕尾槽一2-1-1包裹于燕尾形导轨1-2-4的左右，用于引导并支撑针芯驱动装置2的直线运动，电机支架一2-3为“l”形，一侧与滑动座一2-1固定连接，另一侧与步进电机一2-2固定连接，齿轮一2-4左右对称，且与步进电机一2-2的左右输出轴固定连接，步进电机一2-2、电机支架一2-3和齿轮一2-4均置于滑动座一2-1内部，齿轮一2-4穿过滑动座一2-1底部且外露部分轮齿，针芯2-5与滑动座一2-1的下侧固定连接，针芯2-5为实心柱状针，步进电机一2-2带动与齿条1-2-3啮合的齿轮一2-4旋转，使针芯驱动装置2在基座1做直线运动，进行带动针芯2-5做直线运动。

如图4和图5所示，本实施例中的粒子仓转换与驱动装置3包括滑动座二3-1、齿轮二3-2、步进电机二3-3、电机支架二3-4、步进电机三3-5、电机支架三3-6、齿轮三3-7、粒子仓3-8、齿轮四3-9、连接架3-10、螺母3-11、直线机构3-12、电机支架四3-13，滑动座二3-1的内部中空，具体包括燕尾槽二3-1-1、针芯孔一3-1-2、对接头3-1-3、校准棱柱3-1-4，燕尾槽二3-1-1左右对称于滑动座二3-1的下侧，用于引导并支撑粒子仓转换与驱动装置3的直线运动，针芯孔一3-1-2位于滑动座二3-1的下侧，并贯穿滑动座二3-1的前后，针芯孔一3-1-2的直径略大于针芯2-5的直径，可容针芯2-5通过并对其起支撑作用，对接头3-1-3位于滑动座二3-1的前下侧，校准棱柱3-1-4的横截面呈“箭头”形，且尖头朝上，可辅助齿轮四3-9在旋转时的定位，使粒子仓3-8更准确的达到预定位置，电机支架二3-4为“l”形，一侧与滑动座二3-1的后端面固定连接，另一侧与步进电机二3-3固定连接，齿轮二3-2左右对称，且与步进电机二3-3的左右输出轴固定连接，齿轮二3-2穿过滑动座二3-1底部且外露部分轮齿，步进电机二3-3带动与齿条1-2-3啮合的齿轮二3-2旋转，使粒子仓转换与驱动装置3在基座1做直线运动，电机支架三3-6为“u”字形，开口向下安装，电机支架三3-6的左右侧壁与滑动座二3-1左右内壁固定连接，步进电机三3-5向下固定安装于电机支架三3-6的上端面，齿轮三3-7与步进电机三3-5的输出轴固定连接，且与齿轮四3-9啮合，齿轮四3-9为圆柱形，沿齿轮四3-9的轴线方向贯穿一个与齿轮四3-9同轴心的圆孔，在该圆孔与齿轮四3-9外圆间，均匀圆周分布五个安装粒子仓3-8的孔洞，齿轮四3-9上一次可安装五个粒子仓3-8，基本满足一次手术的使用要求，且如需在术中更换，可一次性更换五个粒子仓3-8，快捷方便，减少了术中更换粒子仓3-8的时间，齿轮四3-9具体还包括校准槽3-9-1，校准槽3-9-1位于齿轮四3-9的下侧面，校准槽3-9-1横截面为开口朝上的钝角三角形凹槽且与校准棱柱3-1-4尖头的形状和尺寸完全契合，校准槽3-9-1与校准棱柱3-1-4结合，完成齿轮四3-9在旋转时的辅助定位，连接架3-10为具有五个连接爪的“*”形，连接架3-10的五个连接爪与齿轮四3-9上侧面固定连接，用于带动齿轮四3-9的升降，连接架3-10的中心套装于直线机构3-12上端，并与其构成间隙配合，螺母3-11旋紧于直线机构3-12上端，且位于连接架3-10上，由此保证连接架3-10与直线机构3-12可相对转动而不相对移动，直线机构3-12处于齿轮四3-9的轴线方向，直线机构3-12通过电机支架四3-13与滑动座二3-1的下侧固定连接，步进电机三3-5通过齿轮三3-7带动齿轮四3-9旋转，进而使粒子仓3-8随齿轮四3-9旋转而转换，直线机构3-12通过连接架3-10带动齿轮四3-9完成升降，更换粒子仓3-8时，直线机构3-12先带齿轮四3-9上升，步进电机三3-5再使齿轮四3-9旋转72°，最后直线机构3-12带齿轮四3-9下降，即完成了安装于齿轮四3-9上粒子仓3-8的转换。

如图6所示，本实施例中的针鞘转换装置4包括旋转针筒4-1、针鞘4-2、滑动针座4-3、针筒挡板4-4、旋转弹簧球4-5、齿轮五4-6、传动轴4-7、步进电机四4-8、电机支架五4-9，旋转针筒4-1为圆柱形，具体包括针座滑轨4-1-1、针鞘孔4-1-2、齿轮六4-1-3，针座滑轨4-1-1沿旋转针筒4-1的轴向贯穿后的截面形状为开口矩形，且针座滑轨4-1-1的深度小于旋转针筒4-1的半径，针座滑轨4-1-1共有六个，均匀圆周分布于旋转针筒4-1上，齿轮六4-1-3固接于旋转针筒4-1的前端面上，且齿轮六4-1-3的齿根圆直径等于旋转针筒4-1的直径，针鞘孔4-1-2从齿轮六4-1-3的一端面贯穿至另一端面，针鞘孔4-1-2共有六个，与针座滑轨4-1-1一一对应，针鞘4-2为空心柱状针，针鞘孔4-1-2可以为针鞘4-2提供支撑，减少针鞘4-2因重力而带来的弯曲，滑动针座4-3具体包括针鞘固定槽4-3-1、针芯孔二4-3-2、对接孔4-3-3，针鞘固定槽4-3-1是由滑动针座4-3上侧面向下挖去一定深度形成的矩形槽，针芯孔二4-3-2贯穿于滑动针座4-3的前后，对接孔4-3-3是由滑动针座4-3后端面向前挖去一定深度形成的矩形孔，滑动针座4-3与旋转针筒4-1的针座滑轨4-1-1滑动连接，并形成间隙配合，每个针座滑轨4-1-1内容纳一个滑动针座4-3，针鞘4-2放置于滑动针座4-3的针鞘固定槽4-3-1内，并形成过盈配合，每个滑动针座4-3内容纳一根针鞘4-2，共可容纳六根针鞘4-2，并且在针鞘转换装置4内可同时容纳6根针鞘4-2，更换针鞘4-2时，只需安装封装好的旋转针筒4-1即可，安装简便，也避免针鞘4-2在安装时受到污染或磕碰，提高了安全性，针筒挡板4-4为圆柱形薄片，在针筒挡板4-4的端面贯穿有六个矩形缺口，这些矩形缺口的形状位置大小和针座滑轨4-1-1的横截面相同，旋转弹簧球4-5通过自身具有的外螺纹，将针筒挡板4-4固定于旋转针筒4-1的后端面上，旋转弹簧球4-5还可在旋转针筒4-1旋转时为其提供支撑，齿轮五4-6与齿轮六4-1-3啮合，传动轴4-7一端与齿轮五4-6固定连接，另一端与步进电机四4-8的输出轴固定连接，电机支架五4-9的后端面与步进电机四4-8的前端面固定连接，电机四4-8可通过传动轴4-7带动齿轮五4-6旋转，进而带动旋转针筒4-1旋转，更换针鞘4-2时，先保证针鞘4-2完全出于旋转针筒4-1内，再启动步进电机四4-8带动旋转针筒4-1旋转60°，即完成了针鞘4-2的更换。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述的一种多针连续粒子植入装置，其特征在于：所述的燕尾槽一2-1-1和燕尾槽二3-1-1均包裹于燕尾形导轨1-2-4的左右，并保证齿轮一2-4和齿轮二3-2均与齿条1-2-3啮合，针芯2-5、针芯孔一3-1-2、针芯孔二4-3-2、针鞘4-2和针鞘孔4-1-2均同轴心，且针芯2-5可以依次穿过针芯孔一3-1-2和针芯孔二4-3-2进入针鞘4-2中，针鞘4-2可穿过针鞘孔4-1-2，对接头3-1-3可插入对接孔4-3-3中，且两者可以连接或分开，旋转针筒4-1插在旋转座1-2-1中，传动轴4-7插在支撑孔1-2-2中，电机支架五4-9的底面与底座1-2固定连接，且步进电机四4-8和电机支架五4-9的上表面均低于针芯驱动装置2和粒子仓转换与驱动装置3的下表面。

本发明具体实施方式的工作原理为：

使用本发明时，应先向将粒子仓3-8安装于齿轮四3-9的对应孔位上、并将安装有针鞘4-2的旋转针筒4-1装入旋转座1-2-1中，再将安装好的该发明安装到机器人末端或由医生手持即可进行粒子植入手术。

进行手术时，将本发明的前端对准靶点位置，启动步进电机二3-3将针鞘4-2刺入病灶位置的指定深度，再启动步进电机一2-2带动针芯2-5向前运动，针芯2-5将粒子仓3-8中的粒子沿着针鞘4-2内部推动至针鞘4-2针尖处后向后运动至初始位置，由此便完成了一个粒子的植入。

当一个粒子仓3-8中的粒子植入完毕后，启动直线机构3-12将带有粒子仓3-8的齿轮四3-9上推至最远行程处，再启动步进电机三3-5使齿轮四3-9旋转72°，最后直线机构3-12带齿轮四3-9下降至初始位置，即完成了粒子仓3-8的更换。

当需要更换针鞘4-2时，先启动步进电机二3-3向后运动，将针鞘4-2退回旋转针筒4-1内，再启动步进电机四4-8带动旋转针筒4-1旋转60°，即完成了针鞘4-2的更换。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。