腺，操纵活检枪完成取样。根据系统提示，并配合外部指令触发装置6的信号，遍历全部取样点，前列腺活检过程即完成。类似地，若为放射性粒子植入，则须根据显示屏提示的粒子植入路径并配合外部指令触发装置6的信号，直至遍历全部预植入路径和植入点，完成放射性粒子植入，且术后无需复查验证粒子植入的位置准确性和剂量分布。在整个过程中，都有赖于系统对介入设备的实时影像跟踪，使得操作可视化程度和风险控制能力大大加强。
[0093]应当注意，本发明实施方式可以应用在前列腺活检或放射性粒子植入等领域中，例如，工作机构3可配合适用于前列腺活检或治疗的活检枪、放射性粒子植入枪使用。但是，还应当认识到，本发明及其实施例还可以改进并应用于结合其他医学程序、定位其他医学设备等，例如，工作机构3还可配合着冷冻枪使用。
[0094]本发明实施方式提出一种防护定位孔板与导向针筒相结合定位的方法，即防护定位孔板在前，导向针筒在后，可以不与受术者皮肤接触，导向针筒的自身姿态与位置可调，且防护定位孔板上的其中一个定位孔与目标点所确定的直线与导向针筒所在的直线重合，由于导向针筒的长度大于传统机械模板的导向孔长度，且可以配合着防护定位孔板上的定位孔实施介入，若导向针筒的定位发生错误，则导向针筒没有落在目标路径所确定的直线上，所以沿导向针筒穿过的介入设备，将无法依计划抵达防护定位孔板上的贯通定位孔，而是被防护定位孔板挡住、无法穿过贯通定位孔并抵达受术者皮肤，从而实现了介入设备在介入人体前的自检过程，避免了由于硬件、软件等故障引发的导向针筒定位错误导致的对受术者的伤害，提高了系统的安全性、可靠性，从原理上消除了传统模板法的定位偏差，克服了传统模板法手术创面多、限制大、无自检过程的不足，提高穿刺准确率，确保活检枪、粒子植入枪准确抵达预定位置，误差可控制在1.0mm以内，提高手术可靠性。
[0095]在此基础上，本发明的一些实施方式在防护定位孔板上设计了血槽，用于截留受术者血液，同时设备内部可能沾染受术者血液及其他组织的导向针筒等部件皆为一次性，基本杜绝了医源性交叉感染的可能，同时降低了医院的维护成本。在一个实施方式，血槽可以是一条有一定宽度的缝，血流到这里时，由于定位孔板的结构和重力作用，会顺着定位孔板外表面流下而不会进入设备内部。在另一个实施方式，血槽可以是多条缝的并列布置结构。根据本发明的实施方式，血槽可以是横向布置的，也可以是纵向布置的。
[0096]根据本发明的一些实施方式，超声探头运动机构不仅可以使超声探头在直肠内做前后运动，而且包含一种旋转机构，可以使超声探头在受术者直肠内在一定角度内旋转，扩大扫描成像范围，切换成像剖面，实时获取介入设备的深度、角度、轨迹等位置信息，提高手术可靠性。
[0097]根据本发明的一些实施方式，微创医疗机器人系统的控制软件可实现术前采集的核磁共振成像(MRI)与实时超声成像的刚性、弹性融合与图像配准。在刚性融合成像的基础上，利用弹性融合成像的非线性特性，通过软件把核磁共振图像提供的病灶信息精确地与超声影像融合在一起，无论介入设备是呈水平状或是斜插状介入，系统都能够实时显示介入设备的轨迹，尤其是针尖的位置信息，提高活检枪/放射性粒子植入枪的轨迹跟踪精度，辅助术者更精准地进行活检/放射性粒子植入治疗，即实现了介入过程的全程实时监控，降低误操作风险，提高手术可靠性。
[0098]此外，在前列腺癌的治疗上，放射性粒子植入法因其操作便捷，创面小，适形度高，复发率低，与外照和手术相比并发症少，放射剂量易于控制等优点，在部分发达国家已经成为标准的治疗手段。在导向针筒的自身姿态与空间位置可以根据预先设定的程序来控制的实施方式中，可以极大地提高效率、安全性、简便性和可靠性。
[0099]根据本发明的一些实施方式，将医疗机器人系统的与定位介入设备相关的复杂运动分解为导向针筒在5个自由度上的直线或旋转运动，使其可以互相独立，降低操作难度，同时扩大了受术者两腿间的手术空间，便于术者操作。
[0100]根据本发明的一些实施方式，将前列腺癌的诊断与治疗集成于同一系统中。其中，影像引导下的粒子植入功能，使得精确控制每个放射性粒子的位置，并在超声图像中实时监控粒子位置成为了可能，无需术后复查检验植入粒子的位置与剂量分布，节约了术者与受术者的精力。
[0101]受益于前述说明书和相关联附图中给出的教导的本领域的熟练技术人员将容易想到本公开内容的许多改进和其他实施方式。因此，要理解以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微创医疗机器人系统，其特征在于，包括:工作机构(3)、调整机构(4)、控制机构(5)和人机交互机构(I)，其中，所述工作机构(3)定位在所述调整机构(4)上，并且所述调整机构(4)定位在所述控制机构(5)上， 所述工作机构(3)包括:双孔式防护定位孔板(31)、导向针筒(34)、超声探头(33)、超声探头运动机构(32)、基座(53)以及导向针筒运动控制机构(37)，所述导向针筒运动控制机构(37)可滑动地安装在基座上，所述双孔式防护定位孔板(31)可拆卸地安装在所述基座(53)的前部弯板上，所述超声探头运动机构(32)可滑动地安装在基座(53)的上部支撑板上，所述超声探头(33)夹持于所述超声探头运动机构中； 所述调整机构(4)被设置为根据患者的体位和/或手术台的位置来调整所述工作机构(3)的水平位置、竖直位置和/或俯仰角度； 所述人机交互机构(I)被配置为显示所述工作机构(3)所采集的实时影像，接收外部输入，并且还被配置为与所述控制机构(5)通讯，从而通过所述控制机构(5)来对所述工作机构(3)中的组件进行控制。2.根据权利要求1所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述导向针筒运动控制机构(37)包括用于安装导向针筒(34)的导向针筒座(83)，其中所述导向针筒座(83)的至少一端连接有万向节(81)，用于辅助所述导向针筒(34)的姿态的调整。3.根据权利要求2所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述导向针筒运动控制机构(37)包括左控制机构和右控制机构，在所述左控制机构与所述右控制机构内部和/或在所述左控制机构和所述右控制机构所限定的区域内设有控制所述导向针筒(34)的定位的组件，例如，所述控制所述导向针筒(34)的定位的组件是丝杠传动结构。4.根据权利要求3所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述导向针筒(34)的定位包括所述导向针筒(34)的以下运动中的一种或多种:升降运动、俯仰运动、左右平移运动、水平旋转运动和前后运动。5.根据权利要求1所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述双孔式防护定位孔板(31)的外侧上部为突出结构，包括两个贯通的定位孔(311)。6.根据权利要求5所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述双孔式防护定位孔板(31)的所述突出结构的下部开有血槽(312)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，还包括外部指令触发装置￠)，所述外部指令触发装置(6)被配置为发出信号，使得导向针筒(34)的定位切换被使能，作为优选，所述外部指令触发装置(6)被实现为设置在所述控制机构(5)下部的脚踏板。8.根据权利要求1-7中任一项所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述人机交互机构(I)可拆卸地安装在所述控制机构(5)上或独立设置。9.根据权利要求1-8中任一项所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，还包括推手(2)和/或万向轮(7)，所述推手(2)和/或万向轮(7)被配置为辅助所述微创医疗机器人系统的转移和/或固定。10.根据权利要求1-9中任一项所述的微创医疗机器人系统，其特征在于，所述控制机构(5)包含适用于容纳所述人机交互机构(I)和所述工作机构(3)的空间。11.根据权利要求ι-?ο所述的微创医疗机器人系统在前列腺活检或者放射性粒子植入中的应用。12.一种定位介入设备的方法，其特征在于，包括: 对根据权利要求1-10所述的工作机构(3)的导向针筒(34)进行定位，使得所述导向针筒(34)落在目标取样点与所述双孔式防护定位孔板(31)中的一个孔所确定的直线上，或者使得所述导向针筒(34)落在放射性粒子目标植入路径所确定的直线上， 其中所述介入设备依所述导向针筒(34)对介入深度的控制，穿过所述导向针筒作用于所述目标取样点或者放射性粒子目标植入路径。
【专利摘要】本发明涉及微创医疗机器人系统及其应用、以及定位介入设备的方法。微创医疗机器人系统包括工作机构(3)、调整机构(4)、控制机构(5)和人机交互机构(1)。工作机构(3)包括双孔式防护定位孔板(31)、导向针筒(34)。可以对工作机构(3)的导向针筒(34)进行定位，使得导向针筒(34)落在目标取样点与双孔式防护定位孔板(31)中的一个孔所确定的直线上。应用该微创医疗机器人系统，可在影像引导下，精准实施对前列腺癌的诊断与治疗。
【IPC分类】A61B19/00, A61M36/04, A61B10/02
【公开号】CN105125289
【申请号】CN201510623072
【发明人】张旭, 俞鸿凯, 边东东, 石浩森, 金义, 孟宪全, 张茜
【申请人】拜耳斯特医疗机器人技术（天津）有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月25日