基于底托避让套管式防缠绕微创减压机械手的骨科手术机器人的制作方法_3

文档序号:10340202阅读:来源:国知局
响手术操作,采用的左右方向水平移动机构包括有横向导轨12。同时,该横向导轨12的驱动端上连接有第一电机13。并且,头尾方向水平移动机构包括有第二导轨17,其驱动端上连接有第三电机18。当然,考虑到后续机器人本体的位移操作便利,在横向导轨12上设置有滑块座,该滑块座上连接有立式轨道装置,
[0064]进一步来看,考虑到使用期间,对于手术台面3的水平高度稳定调节需要,本实用新型采用的高度调节装置包括有第一导轨14,该第一导轨14通过丝杠螺母15与第二电机16相连。考虑到定位控制需要,第二电机16上安装有制动装置。同时,为了拥有较为完善的立式运动轨迹,所采用的立式轨道装置包括有立导轨座5,其上连接有立导轨19,该立导轨19的下端连接有双转轴机构6。并且,在双转轴机构6上设置有用于连接机械手10的连接机构
7。这样,可以满足不同轴向的运动需要。具体来说,该双转轴机构6包括了用于驱动α轴20和β轴21的转动机构,α轴20绕Y轴运动,β轴21绕X轴运动,考虑到与其他零部件的衔接定位便利,α轴20的尾端设置有用于连接机械手10的连接机构7。
[0065]再进一步来看,为了拥有较佳的手术实施效果,满足手术过程中不同阶段的操控需要,本实用新型采用的机械手10包括有基座板22,其一侧设置有连接头23,另一侧设置有内窥镜28。同时,在基座板22上安装有主升降机构25,该主升降机构25上连接有空心软组织刀具24。考虑到多刀具的综合运用,在基座板22上还安装有副升降机构27,其上连接有骨组织刀具26。并且,考虑到日常实施期间的出、入水冲洗的需要,在基座板22下方设置有注水接头29与出水接头30。
[0066]同时,考虑到使用期间对于各个刀具的入刀、收刀角度调节,基座板22的下方末端设置有换向机构32。具体来说,考虑到实际实施过程中对软组织切除实现顺利的引导,换向机构32上连接有外套管31。具体来说,为了有效兼顾空心软组织刀具24或骨组织刀具26的优化使用,外套管31的下端及侧面分别设置有主孔33与副孔34,令外套管31下端呈鸭舌状。并且,位于所述外套管31下端的主孔33内设置有底托35及弹簧片36。这样,在手术实施期间,当空心软组织刀具24或骨组织刀具26下降,推开底托35伸出外套管31下端的主孔33时,可分别作相应的单纯刀具使用。
[0067]例如,当空心软组织刀具24为空心状低温等离子消融刀时,可以用于肌肉、韧带、髓核等切除。当骨组织刀具26为磨钻或铣刀时,可以切除骨组织。同时,空心软组织刀具24或骨组织刀具26下降至外套管31侧面孔34上缘时,可以与鸭舌和底托35构成钳式结构。具体来说,可以有如下几种表现形式:
[0068]鸭舌和底托35伸入软组织下方如黄韧带时,空心软组织刀具24可将其夹紧、提起消融切除。
[0069]当鸭舌和底托35伸入骨组织下方时,骨组织刀具26可以将骨组织磨削切除。
[0070]当骨组织刀具26(如磨钻或铣刀)磨削骨组织时,空心软组织刀具24先下降,其下端面37紧贴骨组织表面,再令磨钻或铣刀下降切除骨组织。
[0071]以此,可以令空心软组织刀具24在骨组织刀具26四周,将软组织与骨组织刀具26隔开,避免缠绕,实现神经防护。
[0072]考虑到机器人自动操作过程中的测量定位需要,采用的柔性针测量机构38包括有导向管40,其上方设置有位移传感器46,在导向管40内设置有探针39。当然,为了与其他组件实现有效连接定位,在导向管40外连接有连接机构41。同时,为了消除间隙,保证测量精度,探针39的一侧分布有导向槽,导向槽内设置有镜像对称的主挤压斜面43与副挤压斜面44。并且,导向管40内设置有与之对应的两个斜面连接柱45,斜面连接柱45分别与对应的主挤压斜面43与副挤压斜面44相接触。考虑到后续挤压回弹的需要,斜面连接柱45的末端设置有弹簧42,且导向管40的内孔47呈V型。这样,当探针39和主挤压斜面43上移时,通过斜面连接柱45和弹簧42推压副挤压斜面44,令探针39与导向管40的内孔47紧密贴合,不会存在间隙。
[0073]本实用新型的工作原理如下:
[0074]以后路L4,L5椎间盘切除为例,手术操作步骤如下:
[0075]1、取腰部后正中小切口,将该底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10伸入体内,外套管31置于椎板表面。
[0076]2、根据病变范围的大小,开骨窗并进行椎管减压。启动机器人动力装置和外套管31的换向装置32,调整位姿,这样既能便于外套管31下降,又能驱动外套管31旋转和其下端的鸭舌状构造的换向。在外套管31下降至一定高度时,鸭舌状构造可从椎板间隙处伸至椎板骨组织的下方。
[0077]3、启动底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10的空心软组织刀具24先下降,使其下端面37紧贴骨组织表面。再令骨组织刀具26下降切除骨组织。这样,能够彻底避免磨钻钻透时磨头旋转带来的组织缠绕造成神经损伤的风险。如此反复操作,即能开出理想的骨窗并能实现椎管神经减压。
[0078]4、黄韧带切除、神经显露。将底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10骨组织刀具26上升至一定高度后,启动机器人升降装置及外套管31转向装置32,可带动外套管31上下移动及前端鸭舌状构造旋转。这样,外套管31下降到一定高度时,其前端的鸭舌状构造可用于黄韧带和硬膜囊的分离。空心软组织刀具24下降至外套管31侧面孔34上缘时,可以与鸭舌和底托35构成钳式结构。鸭舌和底托35伸入软组织下方如黄韧带时,启动空心软组织刀具24的主升降机构25可将其夹紧。
[0079]5、启动机器人升降装置带动该钳式结构上升将黄韧带提起,此时启动低温等离子消融刀,可将黄韧带切除并充分显露神经组织。由于该空心软组织刀具24距离神经等重要组织有一定距离,这样既可以保证软组织切除安全性,又提高了实施的便利性和可靠性。
[0080]6、神经牵开、显露椎间盘。启动机器人升降装置带动底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10升降,令外套管31下降至硬膜囊的侧方,通过底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10的整体倾斜,将神经组织向中线牵开,显露椎间盘。
[0081]7、椎间盘切除。启动空心软组织刀具24及主升降机构25,使空心软组织刀具24下降,推开底托35伸出外套管31下端的主孔33外一定距离进入椎间隙时,此时启动低温等离子消融刀,可将椎间盘髓核组织切除。
[0082]上述手术过程既能处理软组织又能处理骨组织,更为重要的是,能够实现“单纯刀具一钳式结构”随心所欲的转换,无需更换器械,从而实现手术操作的安全快捷,迅速有效。
[0083]以侧路L4,L5椎间盘切除为例,包括如下步骤:
[0084]1、取腰部外侧小切口,通过手术机器人导航系统,引导底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10按照手术机器人规划手术路径,伸入体内,令外套管31穿刺到达目标手术区域。
[0085]2、根据病变范围的大小,磨除骨质进行椎间孔成形。启动机器人的升降装置与底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10的外套管31换向装置32,这样既能便于外套管31下降,又能驱动外套管31旋转和其下端的鸭舌状构造的换向。当外套管31下降至一定高度时,鸭舌状构造可伸至目标骨组织的下方。
[0086]3、启动底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10的空心软组织刀具24先下降,使其下端面37紧贴骨组织表面,再令骨组织刀具26下降切除骨组织。这样,能够彻底避免磨钻钻透时磨头旋转带来的组织缠绕造成神经损伤的风险。如此反复操作,即能磨除目标骨质并能实现椎间孔成形。
[0087]4、黄韧带切除、神经显露。将底托避让套管式防缠绕微创减压机械手10骨组织刀具26上升至
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