通用介入手术平台及放射性粒子自动植入工具的制作方法

本发明涉及的是一种通用介入手术平台及放射性粒子自动植入工具，属于医疗器械。

背景技术：

1、介入治疗是在数字减影血管造影机、ct、超声和磁共振等影像设备的引导和监视下，利用穿刺针、导管及其他介入器材，通过人体自然孔道或微小的创口将特定的器械导入人体病变部位进行微创治疗的一系列技术的总称。能够采用介入治疗的疾病种类非常多，几乎包括了全身各个系统和器官的主要疾病，当然其优势主要在于血管性和实体肿瘤的微创治疗。

2、不同的介入治疗手术需要配置不同的手术器械，通常具有较高自动化程度以及集成度的手术器械开发周期长，成本高。

3、此外，在各种介入治疗中，肿瘤微创介入治疗（放射性粒子植入）的需求旺盛但技术相对落后。目前通常采用徒手方式或利用植入模板借助机械支架的方式，根据复位治疗计划规划的穿刺位姿，经皮穿刺，再通过影像观察穿刺针是否到位，最后将带放射性粒子仓的粒子植入枪与穿刺针相接，用内推针将放射性粒子沿穿刺针的中空通道推入人体内。上述方式均需要手动操作来装配和植入放射性粒子，手动植入精度差，对于手术医生的临床经验要求高，并且在验证植入精度的过程中还需要反复采集影像，使得手术时间延长，放射性粒子的辐射危害增加，另外手动装配放射性粒子对于医护操作人员也存在较大的辐射危害。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种通用介入手术平台及放射性粒子自动植入工具，实用方便，能够提高操作效率。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明第一方面涉及一种通用介入手术平台，包括：驱动电机、对接装置和支撑托架，其中，驱动电机的机体固定在对接装置上，对接装置与支撑托架固定连接，支撑托架用于支撑手术执行工具；对接装置上设有与驱动电机一一对应的对接件，对接件一端与驱动电机的动力输出端通过传动机构连接，对接件另一端用于与手术执行工具对接，向手术执行工具输出驱动电机的驱动力。

4、在一些技术方案中，对接装置包括对接安装座和固定板，固定板与对接安装座固定连接；对接件通过轴承穿设在固定板与对接安装座之间；驱动电机的机体固定在对接安装座上，驱动电机的输出轴通过传动机构与对接件连接。

5、优选的，传动机构采用皮带、齿形同步带或齿轮传动机构中的任意一种，其中齿形同步带传动机构传动平稳，不丢步，无需润滑，不会打滑，占用空间小，对于精度控制要求较高的手术而言最合适；对于齿形同步带传动机构，包括第一齿套、第二齿套和齿形同步带，第一齿套套设在驱动电机驱动轴上，第二齿套套设在对接件上，齿形同步带套设在第一齿套和第二齿套上。

6、优选的，对接安装座上还设有对接定位孔，方便手术执行工具与对接安装座的定位对接，同时能够对手术执行工具周向旋转进行限位，防止手术执行工具在精度要求较高的手术中失位导致手术失败，危及患者生命安全。进一步优选的，对接定位孔采用绝缘材质材料制成或经绝缘处理，对手术执行工具进行绝缘防护，以满足手术设备电气安全要求。

7、在一些技术方案中，通用介入手术平台还设有一次性的隔离转接机构，隔离转接机构包括第一盖板和堆叠在第一盖板上的第二盖板；沿堆叠方向，第一盖板和第二盖板上设有转接组件，转接组件分别与对接件、手术执行工具动力输入端连接；通过转接组件，对接件向手术执行工具动力输入端输出动力。在无需设置隔离转接机构的设备中，直接在对接件上设置转接组件，用于向手术执行工具动力输入端输出动力。

8、优选的，转接组件采用对接套筒的结构形式，对接套筒设有与对接件、手术执行工具动力输入端对应的转接孔。为了提高组装及更换手术执行工具的便利性和准确性，转接孔为异形孔（如方形孔、椭圆形孔等），对应地，对接件和手术执行工具动力输入端设置异形杆端，插入异形孔中。当然转接组件还能采用杆结构，或杆与套筒相结合的结构形式，对接件和手术执行工具动力输入端的结构做相应的调整。进一步优选的，转接组件采用绝缘材质材料制成或经绝缘处理（如在杆结构上套设聚四氟乙烯衬套），对手术执行工具进行绝缘防护，以满足手术设备电气安全要求。

9、优选的，隔离转接机构在第一盖板上远离第二盖板一侧设有定位盖板，定位盖板设有锁止转接组件转动的锁止件；以采用对接套筒形式的转接组件为例，定位盖板设有锁止凸起，锁止凸起嵌入对接套筒中，定位锁定对接套筒，避免对接套筒的角度偏转，并且保证对接套筒在第一盖板和第二盖板之间呈特定角度分布，方便手术执行工具的装配。

10、优选的，第一盖板和第二盖板之间设置有无菌隔离袋，无菌隔离袋包裹通用介入手术平台，将通用介入手术平台与手术执行工具隔离，避免了通用介入手术平台需要消毒的麻烦，减少了手术器械灭菌操作工作量，同时避免了通用介入平台污染经灭菌处理的手术执行工具的情况发生。

11、通用介入手术平台还设有手术执行工具快锁机构，手术执行工具锁紧机构根据手术执行工具与对接装置对接安装操作的不同，如侧向推入后再轴向对接或直接轴向对接等，可以采用不同的结构形式。

12、优选的，以侧向推入后再轴向对接为例（侧向推入后再轴向对接，行程短，安装便捷），手术执行工具前端设有定位挡销，手术执行工具锁紧机构相应设有轴向对接避让空间，轴向对接避让空间连接有侧向推入开口，手术执行工具自侧向推入开口推入轴向对接避让空间，再进行轴向对接；轴向对接避让空间的一侧对应于定位挡销设有定位挡销限位杆；

13、优选的，定位挡销限位杆处设有微动开关，对锁定位置处定位挡销的有无进行反馈；

14、进一步优选的，定位挡销或者与定位挡销接触的定位挡销限位杆、锁紧旋钮采用绝缘材质材料制成或经绝缘处理，对手术执行工具进行绝缘防护，以满足手术设备电气安全要求。锁紧旋钮结构中的绝缘可以是对挡板进行绝缘处理，也可以在挡板和旋钮座之间设置绝缘板进行绝缘。

15、优选的，手术执行工具快锁机构设有旋钮座、旋钮杆、绝缘板和挡板；

16、旋钮座套设在旋钮杆上并且可沿轴向对接方向滑动设置，绝缘板、挡板分别套设在旋钮杆上，绝缘板设置在挡板和旋钮座之间；

17、旋钮杆上设有卡块，对应旋钮杆，支撑托架上固定有锁紧套，旋钮杆可插设在锁紧套中设置；对应旋钮杆上卡块，锁紧套上内侧壁面设有轴向凹槽和与之相连通的周向布置的弧形凹槽；在手术执行工具与对接装置对接后，旋钮杆经推动带动旋钮座向锁紧套方向滑动，至卡块卡入锁紧套的轴向凹槽中，卡块移动至轴向凹槽底部后，旋转旋钮杆，使得卡块在弧形凹槽中移动，完成锁紧。

18、优选的，对应于旋钮杆，支撑托架对应锁紧套还设有套管和弹簧；套管中穿设通过有t形顶出杆，弹簧分别与t形顶出杆和套管固定连接；在顺时针旋转旋钮杆进行加锁的过程中，t形顶出杆被推动向对接装置方向移动，弹簧被压缩；在逆时针旋转旋钮杆进行解锁的过程中，旋钮杆上卡块进入锁紧套上轴向凹槽后，弹簧恢复形变，带动t形顶出杆反向移动，顶出旋钮杆和旋钮座。

19、优选的，对于侧向推入，支撑托架设有对接导向机构；对接导向机构包括设置在支撑托架一侧的引导件，引导件设有凹槽，引导件在凹槽前端上下位置设有辅助导向滚轮，在手术执行工具侧向推入到位后对接过程中，凹槽和辅助导向滚轮抵在手术执行工具上，辅助导向滚轮旋转，通过摩擦力辅助推动手术执行工具对接到位；进一步优选的，对接导向机构设置在靠近对接安装座一端。

20、在一些技术方案中，支撑托架固定连接有机械连接接口，如法兰，机械连接接口与机械臂或多自由度运动平台等外部机械运动机构固定连接，通过与经编程的机械臂或多自由度运动平台等外部机械运动机构配合来控制和引导手术过程。

21、本发明第二方面涉及一种放射性粒子自动植入工具，包括上述通用介入手术平台和手术执行工具，其中，手术执行工具设有粒子供料弹夹、穿刺针引导部件、穿刺针深度控制部件、粒子内推针部件和对接部件，粒子供料弹夹设置在放射性粒子自动植入工具前端，对接部件设置在放射性粒子自动植入工具尾端并通过隔离转接机构与对接装置对接；

22、穿刺针引导部件设有导向杆驱动轴和穿刺辅助通道驱动轴、穿刺针深度控制部件设有深度控制杆驱动轴，粒子内推针部件设有内推针位移驱动轴，以上驱动轴作为手术执行工具动力输入端与通用介入手术平台的对接件一一对接。

23、穿刺针引导部件包括第一导向杆、第二导向杆、导向杆驱动螺母、导向杆驱动轴和穿刺辅助通道驱动机构；

24、第一导向杆穿设在导向杆驱动螺母中，第一导向杆的杆部套设在第二导向杆的杆部上，第一导向杆的端部设有第一夹爪部，第二导向杆的端部设有第二夹爪部；

25、穿刺辅助通道驱动机构控制第一夹爪部和第二夹爪部相对转动，形成或解除穿刺辅助通道；穿刺辅助通道驱动机构与导向杆驱动螺母连接，随导向杆驱动螺母移动；

26、导向杆驱动螺母与导向杆驱动轴螺接连接，导向杆驱动轴与一对接件对接，通过驱动电机驱动导向杆驱动螺母移动，控制穿刺辅助通道在穿刺方向上的位置。

27、优选的，穿刺辅助通道驱动机构包括夹持底座、两夹持件、弹簧、穿刺辅助通道驱动轴和穿刺辅助通道驱动螺母；夹持底座固定在导向杆驱动螺母中，穿刺辅助通道驱动轴穿设在导向杆驱动螺母中，与一对接件对接；穿刺辅助通道驱动螺母套设在穿刺辅助通道驱动轴上并且与导向杆驱动螺母螺接连接；

28、穿刺辅助通道驱动螺母上套设有一引导体连接件；

29、夹持底座固定在导向杆驱动螺母上并通过弹簧连接有两夹持件，两夹持件中一个与第一导向杆固定连接、另一个与第二导向杆固定，两夹持件在弹簧的预紧力下抵靠在穿刺辅助通道驱动引导体上，通过穿刺辅助通道驱动引导体移动驱动两夹持件相对转动，使得第一夹爪部和第二夹爪部杆相对转动，形成或解除穿刺辅助通道。

30、穿刺辅助通道驱动轴优选采用具有异形截面结构的长条杆，如方形杆；穿刺辅助通道驱动引导体与穿刺辅助通道驱动轴轴向平行设置，穿刺辅助通道驱动引导体设有推撑斜面；穿刺辅助通道驱动螺母通过与穿刺辅助通道驱动轴、导向杆驱动螺母两者配合而前后相对于导向杆驱动螺母位移，从而通过穿刺辅助通道驱动引导体的推撑斜面驱动两夹持件相对转动，使得第一夹爪部和第二夹爪部杆相对转动；第一夹爪部和第二夹爪部相对转动闭合形成穿刺辅助通道，第一夹爪部和第二夹爪部相对转动张开解除穿刺辅助通道。

31、优选的，穿刺辅助通道驱动引导体通过环状结构件套设在穿刺辅助通道驱动螺母上。

32、优选的，导向杆驱动螺母还穿设有导柱，提高直线位移的稳定性。

33、穿刺针深度控制部件深度控制杆驱动螺母、深度控制杆驱动轴、深度控制杆和深度控制杆运动引导杆；

34、深度控制杆驱动螺母与深度控制杆驱动轴螺接连接，在深度控制杆驱动轴上可沿轴向移动；深度控制杆运动引导杆与深度控制杆驱动螺母固定连接，深度控制杆与深度控制杆运动引导杆异轴线设置并通过折弯块相对固定，深度控制杆为中空结构、套设在第二导向杆上，深度控制杆前端设有穿刺针限位块，穿刺针限位块与穿刺辅助通道同轴设置，用于在轴向上卡住穿刺针的某一段。

35、粒子内推针部件包括外套管、内推针、内推针位移驱动螺母和内推针位移驱动轴；

36、内推针位移驱动螺母与内推针位移驱动轴螺接连接，在内推针位移驱动轴上可沿轴向移动；内推针穿设在外套管中，一端伸出外套管，外套管在侧面沿轴向开口；内推针位移驱动螺母设有片状推送机构，片状推送机构一端穿过外套管上侧面开口与内推针一端连接，驱动内推针顶推放射性粒子到达预设位置。

37、手术执行工具中粒子供料弹夹在内推针位移路径上设有供料通道，供料通道前端延伸有穿刺针对接管，通过内推针将粒子供料弹夹提供的粒子从供料通道中推入穿刺针的中空通道内，植入预设位置；

38、优选的，穿刺针对接管前端还设有对接套，对接套设有导向斜面，穿刺针尾端通过导向斜面逐步插入对接套中，穿刺针的中空通道与穿刺针对接管、供料通道共轴线；

39、进一步优选的，对接套内设有弹簧且在前端设有弧形撤离托板。

40、对接部件包括依次设置的对接座、锁止盘和尾座固定板；

41、对接座设有定位销和快速接头，定位销与对接装置上对接定位孔定位对接，快速接头与驱动轴一一对应设置，各快速接头在靠近对接装置一侧为异形杆结构，快速接头一端固定在对接锁紧头内，对应地，手术执行工具上驱动轴一端固定在对接锁紧头内；

42、锁止盘设有锁止销，锁止销卡设在对接锁紧头内，用于快速接头角度的锁定，防止快速接头误旋转导致无法校准零位，顶起锁止销解除锁止盘对快速接头的锁定；

43、尾座固定板上对应手术执行工具各部件驱动螺母连接有触发杆，对应地，对接装置上设有微动开关，手术执行工具各部件驱动螺母归位，触发杆顶靠微动开关，完成位置反馈，以便进行零位校准。

44、优选的，锁止盘还设有第二解锁推杆，对应地，隔离转接机构上穿设有第一解锁推杆；对接部件与隔离转接机构装配完成后，进行轴向对接，隔离转接机构上的第一解锁推杆顶在对接装置上后，再反向顶起第二解锁推杆，锁止销从而脱离对接锁紧头，解除驱动轴的锁定状态，使得快速接头能够向手术执行工具各驱动轴输出动力。

45、进一步优选的，锁止盘和尾座固定板之间设有弹簧；手术执行工具与隔离转接机构装配时，弹簧压缩；手术执行工具未与隔离转接机构装配时，锁止盘在弹簧预紧力作用下通过锁止销与对接锁紧头定位锁定，第二解锁推杆穿出对接座。

46、对接部件上还设有导向杆运动引导杆支座，根据手术执行工具各部件驱动螺母的实际位置，可以调节螺纹深度控制触发杆伸出导向杆运动引导杆支座的长度，实现手术执行工具各部件驱动轴校零。

47、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

48、1）通用介入手术平台的设计减少了手术工具的开发周期，降低了成本；

49、2）通用介入手术平台与手术执行工具的运动部件能够完全分离，故手术执行工具前端运动部件的外轮廓尺寸能够从70mm减少到35mm，极大拓展了手术执行工具适用的范围；

50、3）隔离转接机构能够在手术过程中实现手术工具的拆卸安装，既满足无菌隔离的要求，又不影响灭菌消毒，操作简单，提高了手术效率；

51、4）通用介入手术平台集成有快速锁止定位机构，拆装工具操作方便；

52、5）能够实现穿刺和粒子植入的自动化操作，操作效率高；穿刺通道闭合和张开后的夹爪部的尺寸满足穿刺针针间距5mm的使用要求，因而能够连续地进行穿刺，再连续地进行粒子植入，操作便捷；

53、6）内推针细长，受力易弯曲变形；在粒子植入过程中，粒子内推针部件中外套管等能够避免内推针变形失效导致的粒子植入失败。