一种便携式微型导航穿刺辅助机器人的制作方法

本发明涉及穿刺手术器械领域，具体涉及一种便携式微型导航穿刺辅助机器人。

背景技术：

在进行脊柱经皮穿刺微创手术时，需要在x光辅助下进行准确穿刺。目前，手术者多采取术前通过mri，ct机，x光机等影像设备获得的资料结合解剖学和病理学知识进行手术规划，术中结合x光机获得的实时影像大致地确定进针点及穿刺方向。在实际穿刺过程中，为了保证准确避免损伤重要的软组织，通常需要对人体进行多次x光照射，这不仅会增加手术时间，且大幅增加医患辐射曝光次数。

此外，穿刺过程中，医生受个人经验和操作习惯影响，且受限于人类对三维空间方向感的误差，造成穿刺准确性较差，即使通过练习也很难做到一次进针即达到理想效果，需要反复不断地尝试、调整角度和深度来接近穿刺靶点，这不仅容易引起不必要的组织损伤，甚至产生严重的并发症导致穿刺失败。

随着脊柱外科手术方式从传统的开放式手术，逐步向内镜化方向发展，临床迫切需要能够提高穿刺便捷性、导航角度辅助穿刺以提高精准度、减少x光曝光次数的设备。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种便携式微型导航穿刺辅助机器人，以解决上述提到的诸多问题。

本发明的技术方案如下：一种便携式微型导航穿刺辅助机器人，包括上部的定位杆、定位销、调节旋钮、导向管、锥形工作管、针座及穿刺针针管，中部的导航模块以及下部的手柄组成，所述导向管、所述调节旋钮与所述定位销中心均开设有容纳所述定位杆穿过的通孔，且三者并排连接于所述穿刺辅助机器人的上部，所述导向管的一端与所述锥形工作管的下底面连接，所述穿刺针针管的一端安装于所述针座上，另一端依次穿过并排设置的所述定位销、调节旋钮、导向管与锥形工作管连接，所述导航模块由三轴陀螺仪和显示屏幕组成，所述三轴陀螺仪安装于所述穿刺辅助机器人中部之内，所述显示屏幕安装于所述穿刺辅助机器人中部的外壳上，所述手柄包括第一手柄与第二手柄，所述手柄内部设有电池、电池簧片与电路板，所述手柄外壳上设有电池盖。

优选地，所述定位杆外圆周设置有螺纹，所述定位杆中心贯穿地开设有容纳所述穿刺针针管的通孔。

优选地，所述调节旋钮的通孔为螺纹通孔，所述螺纹与所述定位杆的螺纹匹配。

优选地，所述锥形工作管内部为大小径通孔结构，所述大小径通孔结构包括前端容纳所述穿刺针针管穿过的小径通孔与后端承接所述定位杆的大径通孔，所述大径通孔与所述导向管、调节旋钮与定位销中心开设的通孔孔径一致。

优选地，所述定位销、导向管与所述穿刺辅助机器人的主体一体化设置，所述调节旋钮、锥形工作管为可拆卸式结构。

优选地，在所述定位杆上沿横向开设有一个长条状凹槽，所述长条状凹槽的开设深度不到达内部通孔。

优选地，所述限位销中贯穿设有一个竖向卡块，所述竖向卡块与所述长条状凹槽配合。

优选地，所述针座与所述穿刺针针管相接处的直径大于所述定位杆内开设的通孔的直径。

优选地，所述显示屏幕两侧嵌入设置有操作按键。

本发明提供的的有益效果在于：

穿刺针固定牢固，长度随时可调且调节精度高、调节简单方便，便于实现手术中控制穿刺针进针深度，并对进针深度进行锁定，有效防止穿刺偏移或滑脱，可以有效提高穿刺手术的精准性和安全性。

本发明装置具备导航模块，配合术前测算，在导航模块动态跟踪反馈下调至获得精准穿刺角度和目标穿刺深度位置控制，导航模块使用三轴陀螺仪获得精准空间位置，包括水平及垂直方向，精准度达到0.01度。且不受地磁和周边磁场影响，能够在手术室复杂电磁环境下保持准确测量。导航模块显示屏显示的角度数据知道医生调整穿刺器的角度方向，动态测量并反馈穿刺针和脊椎的相对位置，利于辅助主刀医生进行精准穿刺，提升手术质量。

附图说明

图1为本发明定位杆伸、缩状态下的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的零部件及组装关系示意图；

图5为本发明的整体及定位杆收缩状态下的剖面放大示意图；

图6为本发明的整体及定位杆伸出状态下的剖面放大示意图；

图7为本发明的定位杆结构示意图；

图中：1、定位杆，2、定位销，3、针座，4、调节旋钮，5、第一手柄，6、导向管，7、锥形工作管，8、穿刺针针管，9、螺钉，10、电路板，11、三轴陀螺仪，12、电池，13、电池盖，14、电池簧片，15、第二手柄，16、显示屏幕，17、竖向卡块，18、长条状凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

参阅附图4并结合参阅附图3，本发明提供了一种便携式微型导航穿刺辅助机器人，包括上部的定位杆1、定位销2、调节旋钮4、导向管6、锥形工作管7、针座4及穿刺针针管8，中部的导航模块以及下部的手柄组成，导向管6、调节旋钮4与定位销2中心均开设有容纳所述定位杆1穿过的通孔，且三者并排连接于穿刺辅助机器人的上部，定位销2、导向管6与穿刺辅助机器人的主体一体化设置，定位杆1外圆周设置有螺纹，定位杆1中心贯穿地开设有容纳穿刺针针管8的通孔。导向管6的一端与锥形工作管7的下底面连接，锥形工作管7内部为大小径通孔结构，所述大小径通孔结构包括前端容纳穿刺针针管8穿过的小径通孔与后端承接定位杆1的大径通孔，大径通孔与导向管6、调节旋钮4与定位销2中心开设的通孔孔径一致。调节旋钮4的通孔为螺纹通孔，该螺纹与定位杆1的螺纹匹配。调节旋钮4、锥形工作管7为可拆卸式结构。

本发明的便携式微型导航穿刺辅助机器人的穿刺针针管8的一端安装于针座4上，另一端依次穿过并排设置的定位销2、调节旋钮4、导向管6与锥形工作管7连接，针座4与穿刺针针管8相接处的直径大于定位杆1内开设的通孔的直径。

本发明的便携式微型导航穿刺辅助机器人中部为中空结构，内置导航模块，导航模块由三轴陀螺仪11和显示屏幕16组成，三轴陀螺仪11安装于穿刺辅助机器人中部之内，显示屏幕16安装于穿刺辅助机器人中部的外壳上，显示屏幕16两侧嵌入设置有操作按键，用于操控显示屏幕16。

本发明的便携式微型导航穿刺辅助机器人的下部手柄同样为中空结构，所述手柄包括第一手柄5与第二手柄15，第一手柄5与第二手柄15扣合组成手柄整体，手柄形状适应人的手掌。手柄内部设有电池12、电池簧片14与电路板10，电路板10通过螺钉9固定于第二手柄15上的螺钉口，手柄外壳上设有电池盖13，避免电池裸露。

参阅附图7，本发明的定位杆1结构示意图，定位杆1上沿横向开设有一个长条状凹槽18，所述长条状凹槽18的开设深度不到达内部通孔。定位销2中贯穿设有一个竖向卡块17，竖向卡块17与长条状凹槽18配合，以限制定位杆1的移动行程范围。

参阅附图1与附图2，可看出本发明的便携式微型导航穿刺辅助机器人的实施状态及结构，在定位杆1完全收缩状态时，携带穿刺针针管8伸出最长距离，达到最大行程，此时针座3与导向管6定位销2处接触，并限制。结合参阅附图5，在剖面放大示意中，定位销2处的竖向卡块17，其卡接在定位杆1上的长条状凹槽18的深度恰好处于长条状凹槽18的最深处，处于定位杆1完全收缩状态时，竖向卡块卡接17在长条状凹槽18的端部。在定位杆1完全伸出状态时，是穿刺针针管8伸出的最短距离，也是起始伸出点，此时针座3端距离导向管6最远。结合参阅附图6，在剖面放大示意中，定位销2处的竖向卡块18，卡接在定位杆1上的长条状凹槽18的另一端。

结合本发明使用的穿刺定位方法，导航仪只保留显示垂直角和方向角(水平角)而不需要旋转角，当然我们也可以使用包含垂直角和方向角(水平角)的二轴陀螺仪。

以上所述为本发明的典型实施例，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，例如采用不同结构具有同样功能的手动穿刺定位组件以及通过有线或无线将导航信号传输给外置计算机或其它具有显示功能的电子设备等，都落入本发明保护的范围。