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一种用于肿瘤放疗的医学机器人

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-06-27 17:03:31

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-07-03 16:24:17
一种用于肿瘤放疗的医学机器人,包括升降机构,旋转机构,推进机构及蛇形机构;推进机构和蛇形机构设置于升降机构和旋转机构的上方,升降机构用于调整推进机构和蛇形机构在竖直方向上的高度,旋转机构用于调整推进机构和蛇形机构在水平方向上的角度;蛇形机构的一端固定设置于推进机构上,推进机构用于在水平面内推动蛇形机构前后运动,蛇形机构的另一端设置用于固定X射线源的安装基座;蛇形机构包括多个主体模块和关节模块,还包括一个驱动控制模块,关节模块具有多个摆动自由度,关节模块在驱动控制模块的驱动下带动主体模块沿着多个自由度方向摆动。本方案的医学机器人具有多自由度,变形灵活的优点。
尾关节设有与第二驱动机构对应的第二轴承孔,第二小锥齿轮通过轴承基座安装在所述第二轴承孔中并固定套设在第二驱动机构的驱动轴上;所述关节摆动臂上设有两个前支臂,所述头关节上还设有两个与前支臂相配合的头关节支臂,所述前支臂和头关节支臂上都设有容纳所述第一大锥齿轮轴的通孔,所述关节摆动臂通过第一大锥齿轮轴与所述头关节转动连接,所述第一大锥齿轮固定设置在所述第一大锥齿轮轴上并与所述第一小锥齿轮传动啮合,所述第一小锥齿轮的动力传递给第一大锥齿轮并带动关节摆动臂相对头关节摆动;所述关节摆动臂上还设有两个后支臂,所述尾关节上还设有两个与后支臂相配合的尾关节支臂,所述后支臂和尾关节支臂上也都设有容纳所述第二大锥齿轮轴的通孔,所述关节摆动臂通过第二大锥齿轮轴与所述尾关节转动连接,所述第二大锥齿轮固定设置在所述第二大锥齿轮轴上并与所述第二小锥齿轮传动啮合,所述第二小锥齿轮的动力传递给第二大锥齿轮并带动关节摆动臂相对尾关节摆动。

近年来,在各种医学医疗领域,越来越多的开始应用机器人技术来协助医生完成各种医疗动作,这样不仅减少了病人的痛苦,而且有效提高了对病人病患处的治疗效率,如在手术过程中,尤其涉及到内窥镜手术,会利用随动机器人来自动持镜,协助医生完成各种难度比较大的内窥镜手术;

公开号为CN104783900的专利公开了一种随动式鼻内镜手术辅助机器人,可适配于不同手术床的导轨上的导轨适配器、连接于导轨适配器上且在垂直于手术床的方向上升降的自动升降机构、连接于自动升降结构末端且在平行于手术床的平面内伸缩的自动伸缩机构、连接于自动伸缩机构的末端的二自由度的RCM机构、连接于RCM机构的末端且带动鼻内镜进行深度进给及角度补偿的自动末端调节机构,机器人在手术中代替医生的手臂把持鼻内镜,并可进行调整。本方案中的机器人由于末端的RCM机构只有二自由度,且只能做一些比较简单的内镜手术,并不适合应用到肿瘤的放疗领域。而癌症是危害人类健康的一大难题,其中消化道癌、鼻咽癌等高发肿瘤,约占肿瘤发病率的1/3。目前治疗癌症的手段大多数采用放疗,放疗又分为内照射和外照射,然而外照射对肿瘤周围的正常组织误伤范围很广,内照射所用的施源器不可变形且体积大,体内很多部位都无法到达,比如消化道癌、鼻咽癌等部位,因此目前需要一种多自由度,变形灵活,体积小巧,可以准确定位到达人体腔内各个部位的用于肿瘤放疗的医学机器人。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

以上技术方案中,所述用于肿瘤放疗的医学机器人的升降机构及旋转机构,可以有效调整医学机器人的高度和角度,能够适应各种类型的医疗床的高度和病人的各种姿态,通过一个推进机构带动蛇形机构工作,该蛇形机构通过一个驱动控制模块驱动关节模块与其相连的前一个主体模块及与其相连的后一个主体模块分别相对转动,所述关节模块在驱动控制模块的驱动下带动主体模块沿着多个自由度方向摆动,因此,在用于肿瘤放疗的治疗中,所述蛇形机构因为具有多个自由度,因此可以灵活的进行变形,适应各种人体的腔道,可以准确定位及到达人体腔内各个部位。

技术合作

所述用于肿瘤放疗的医学机器人通过升降机构可以快速升降,相比液动或者气动方式更快更平稳,运动定位精度高,同时采用旋转机构6可以实现多角度多方位的定位,便于实现放疗。通过对蛇形机构的控制,可以实现在人体腔道内的不同程度的弯曲和姿态控制,更好地实现对肿瘤细胞的定点放射治疗。本发明的用于肿瘤放疗的医学机器人结构紧凑,运动平稳,能实现多角度多方位的放疗,可用于人体腔道内的肿瘤定点放射治疗,定位精度高,运动平稳快速,柔性好,高可靠性,高维护性且成本低。

以上所述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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。