[发明专利]一种预弯电极自动植入机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗机器人，尤其是涉及一种预弯电极自动植入机器人。

背景技术

人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、提高及重建聋人的听觉功能。近二十多年来，随着高科技的发展，人工耳蜗进展很快，已经从实验研究进入临床应用。现在全世界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法，人工耳蜗是目前运用最成功的生物医学工程装置。

预弯电极本身做成与耳蜗弯曲相似的形式，为了方便植入，在电极中间插入一根直的电极导丝，迫使电极在植入前呈现直线状态；当植入一部分电极后，耳蜗开始进入螺旋状态，则抽出一部分电极导丝，抽出导丝部分的电极则自然形成弯曲的形式；随着植入深度的增加，抽出导丝也越多，电极弯曲也越多；直至植入结束，预弯电极自然抱着蜗轴。使用预弯电极可以使电极更好地刺激蜗轴中残余的螺旋神经节细胞。

医生在植入预弯电极手术过程中，医生需要判断预弯电极和导丝何时与内壁触碰，同时协调操作植入电极并抽出适量长度的导丝。随着电极植入深度越来越深，抽出导丝量越来越长，前端电极与耳蜗接触越来越多，植入时的摩擦力越来越大，对预弯电极和导丝头部与内壁接触力的干扰越大，从而手感会越来越模糊；同时医生在植入电极过程中，还需要改变植入一定的植入角度以更适合耳蜗迷路，这些全凭手感与经验感觉进行判断。而人类力觉能感知到的最小值约为25mN，感知力存在最低阈值限制，而导致电极容易屈服且植入过程容易损伤患者的残余听力的特点，大大增加了植入手术的操作难度。因此，预弯电极植入是一个非常具有挑战性的手术，需要大量的专业培训及丰富的临床经验，而掌握预弯电极植入手术的医生为数极少。

由于耳蜗迷路在空间上绕两圈半的特性，在预弯电极植入过程中，需要将电极植入的初始位置在耳蜗入口处进行位置调整，植入过程中需要将电极插入/收回以及将电极围绕轴线方向的旋转。对应预弯电极自动植入时需要四个自由度，即：三个自由度方向的移动以及围绕Z轴方向的转动。

因此，机器人植入电极可以使用非常小且稳定的力将电极阵列植入到准确的位置上，是人工耳蜗植入的可行办法，如何设计符合预弯电极植入特性所需自由度的机器人是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预弯电极自动植入机器人，可以实现在X、Y、Z轴三个自由度方向的移动，将电极植入的初始位置在耳蜗入口处进行位置调整，并可以围绕Z轴方向的转动以实现电极围绕耳蜗的旋转，能够自动植入预弯电极。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

本发明的微型静平台通过四套结构完全相同、且对称的支腿结构与微型动平台连接，支腿结构的主体为伸缩杆，其下部通过第二万向节与微型静平台连接，其上部通过第一万向节与微型动平台连接；微型动平台靠近微型静平台的内表面安装有夹具，夹具分别安装有预弯电极和导丝。

所述的夹具具有两个独立运动和控制的滑块，两个滑块上分别固定有预弯电极和导丝。

所述的微型静平台的下表面固定有三个或三个以上的骨附着点。

所述的伸缩杆可以是液压缸，也可以是直线电机，也可以是电机连接滚珠丝杠安装在导轨上。

本发明具有的有益效果是：

本发明的一种预弯电极自动植入机器人能够能满足预弯电极植入所需的自由度，由于机器人可安装各种传感器，可精准地将预弯电极植入耳蜗中，从而有效的保护电极及患者的残余听力。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图中：1、预弯电极，2、导丝，3、夹具，4、微型动平台，5、第一万向节，6、伸缩杆，7、第二万向节，8、微型静平台，9、骨附着点。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明微型静平台8通过四套结构完全相同、且对称的支腿结构与微型动平台4连接，支腿结构的主体为伸缩杆6，其下部通过第二万向节7与微型静平台8连接，其上部通过第一万向节5与微型动平台4连接。

根据机器人自由度Grübler-Kutzbach(G-K)公式，其自由度：

进一步分析可知，机器人的动平台可完成X、Y、Z轴三个方向的移动及绕Z轴方向转动；动平台沿X、Y、Z轴方向作移动(即完成预弯电极在耳蜗入口的位置调整以及插入/收回)，围绕Z轴作转动(即完成预弯电极沿轴线方向的转动)。