[发明专利]一种乳腺微创介入手术机器人及其操作方法

说明书

本发明公开了一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，穿刺机器人本体系统包括三维直线模组，三维直线模组的Y轴直线模组的滑块上固接有被动关节机械臂，被动关节机械臂远离三维直线模组的一端安装有主动穿刺装置，三维直线模组与主动穿刺装置之间设置有乳腺固定装置，本发明结合乳腺组织活检手术现状，设计了一种主被动自由度相结合的乳腺微创介入手术机器人，弥补被动关节设计的局限性，借助图像系统、导航系统和机器人本体系统，机器人可以使穿刺变得更加稳定和精准，从而提高了手术效率和安全性。

技术领域

本发明属于医疗机器人技术领域，具体涉及一种乳腺微创介入手术机器人及其操作方法。

背景技术

乳腺癌是常见的女性恶性肿瘤，严重危害女性的身体健康和生命安全，据最新癌症数据统计显示乳腺癌目前仍位居女性新发恶性肿瘤第一位，所以早期发现，早期诊断，及时治疗乳腺癌对降低病死率及提高生存质量具有非常重要的现实意义。

乳腺癌的早期诊断最常用的是基于粗针活检的经皮穿刺技术，穿刺活检技术最需要解决的就是穿刺精度的问题，这关系到手术的效率、安全性和样本检测的准确率，医生纯手工穿刺活检存在较多共性缺陷，例如：在三维空间里行二维穿刺准确率得不到保障，需要医生随时观察针尖位置不断手动调整穿刺针姿态，需要多次回撤针，才能准确穿刺到目标靶点；纯手工穿刺时无法使穿刺针达到穿刺的任意姿态，穿刺针的工作范围受限；一旦出现手部颤抖或穿刺用力不均匀的现象，容易造成术后并发症甚至严重威胁到病人的生命安全；缺乏经验的医生无法较好的辨别出最优的穿刺路径。

随着机器人技术和医学图像技术的发展，国内外诸多研究单位就机器人辅助医生手术展开了研究并已有相关产品落地，手术机器人已成为机器人领域重要的分支，我国已将手术机器人列入国家重大发展战略计划之中。

申请号为202011199915.1的发明专利公开了一种新型乳腺肿瘤穿刺活检装置，包括固定支架、滚轮装置、圆弧板轨道、连接架、旋转关节、第一旋转架、第二旋转架、活检枪；所述旋转关节与固定支架连接，所述连接架与旋转关节通过螺栓螺母连接，圆弧板轨道与连接架固定连接，滚轮装置安装在圆弧板轨道上，第一旋转架与滚轮装置通过螺栓螺母连接，第二旋转架与第一旋转架通过螺栓螺母连接，活检枪安装在第二旋转架上；当螺母松开时，第一旋转架、第二旋转架、旋转关节可以转动，当螺母锁紧时，位置固定；该发明专利采用X轴直线模组、Z轴直线模组、Y轴直线模组组成的三坐标定位装置具有运动稳定性高、定位精度高、工作范围大的优点；穿刺针姿态调整机构根据乳腺组织的生理形状进行设计，可以实现穿刺针的多姿态运动，在乳腺组织三维重建、穿刺路径规划以及术中导航技术的基础上医生操作本装置可以更好的实施活检手术，有效弥补手工穿刺的不足，提高穿刺手术的准确度和活检成功率；但装置仍需医生手持穿刺末端，手动推动活检枪实施穿刺，无法弥补被动关节设计的局限性，无法保证穿刺点定位精度和肿瘤穿刺精度；该发明专利虽然也公开了该装置还需要搭配图像三维重建软件、路径规划算法和光学定位导航系统来实现乳腺肿瘤精准安全的穿刺活检，但手术过程存在过多的人为操作环节，降低了工作效率，降低了手术精准度，增加了病人的痛苦。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种主被动自由度相结合，穿刺点定位精度和肿瘤穿刺精度高的乳腺微创介入手术机器人。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种乳腺微创介入手术机器人，包括穿刺机器人本体系统、导航系统、图像系统和医生操作台，穿刺机器人本体系统、导航系统和图像系统均与医生操作台信号连接，穿刺机器人本体系统包括三维直线模组，三维直线模组的Y轴直线模组的滑块上固接有被动关节机械臂，被动关节机械臂远离三维直线模组的一端安装有主动穿刺装置，三维直线模组与主动穿刺装置之间设置有乳腺固定装置。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：