Tag: 穿刺机器人
-
放射粒子植入穿刺机器人（CN110548218A）
放射粒子植入穿刺机器人（中国发明专利 CN110548218A） 一种放射粒子植入穿刺机器人，包括超声外设模块、针头推进模块、针头仓储模块和针头递送模块。该方案的重点在于把“自动换针”纳入整体机器人流程，从而减少手术中的人工往返换针，提高粒子植入效率。 专利信息 公开号CN110548218A申请号201910808516.1申请日2019.08.29公布日2019.12.10发明名称放射粒子植入穿刺机器人申请人中国科学院深圳先进技术研究院发明人滕皋军、周寿军、林晓锋、王澄、张毅、温铁祥、陆建分类号A61M 36/04；A61B 34/30 核心结构与创新点 超声外设模块负责末端穿刺针夹持，并可在换针位置与穿刺位置之间切换。针头推进模块同时承担轴向推进/拔出与姿态旋转两种动作，是整机运动切换的关键。针头仓储模块把多根穿刺针以仓储位方式组织起来，支持自动轮转到取针位置。针头递送模块通过电动夹与水平传送组件，把新针从仓储模块送入自动夹持机构。粒子推进模块在完成换针后继续接管粒子推送与力反馈，使穿刺、留置、换针形成完整链路。 技术背景 该专利面向恶性肿瘤粒子植入治疗场景。传统流程中，肿瘤往往需要多个部位穿刺植入放射性粒子，而每次植入又需要更换穿刺针，导致术者在手术中频繁往返，延长手术时间，也不利于患者恢复。 这项发明的切入点很明确：不是单纯改进某个穿刺执行器，而是把“自动换针”作为系统级问题来解决，把针仓、夹持、递送、推进和粒子装填整合在同一套机器人结构中。 自动换针与植入流程 完成一次粒子植入后，针头推进模块将超声外设模块旋转到换针位置。针头仓储模块把下一个装有穿刺针的针存储仓送到针头传递位置。针头递送模块的电动夹夹取新针，并沿轴向将其送入自动夹持组件。系统重新旋转到穿刺位置，粒子推进模块再完成粒子推送与力反馈检测。 专利价值 从专利文本来看，这套方案的核心价值在于把穿刺针的传送、转移、夹取和复位全部机构化、自动化，避免医生在每次植入后手动换针。对放射粒子植入这类重复性高、节奏要求强的手术场景，这种系统设计对提高手术效率很有意义。 对我自己的研究路径来说，这也是一个很典型的医疗机器人系统化设计案例：它不仅关注执行端，也把耗材管理、模块切换和术中工作流一并纳入设计。 附图资料
-
一种力反馈装置及其应用（CN113081275A / WO2022204869A1）
一种力反馈装置及其应用（中国发明专利 CN113081275A / PCT 公布 WO2022204869A1） 该专利围绕穿刺机器人主手端的力反馈问题，提出基于两组相互垂直线圈与永磁体的操纵杆反馈装置。它通过合成双向扭矩、结合传动绳与磁滞制动器完成力与位姿反馈，在满足穿刺动作自由度要求的同时降低结构复杂度与系统成本。 专利信息 中国公开CN113081275A国际公开WO2022204869A1申请号202110333369.4申请日2021.03.29中国公布日2021.07.09发明名称一种力反馈装置及其应用申请人深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司发明人郑海荣、周寿军、温铁祥、林晓锋分类号A61B 34/30；A61B 17/34；G06F 3/01 核心结构与设计要点 采用两组相互垂直布置的线圈组，在中心区域对操纵杆内部永磁体施加可控磁场，从而在两个方向上合成扭矩反馈。永磁体通过万向节组件与操纵杆联动，使操作者在进行穿刺姿态调整时能够获得更直接的角度与力觉反馈。操纵杆内部设置导向柱、传动绳与穿刺连接管道，形成兼顾穿刺动作与反馈加载的长行程操作结构。底部力加载组件由卷簧、联轴器、磁滞制动器、卷线筒与编码器组成，用于调节张力与记录运动状态。专利的系统定位不是单纯做一支主手柄，而是把力反馈装置作为穿刺机器人主手端的一部分来实现更完整的术中交互。 技术背景 该专利聚焦穿刺机器人中的人机交互问题。传统力反馈设备虽然能够重现部分触觉与力觉信息，但面对穿刺手术时对姿态、行程和主手端自由度的要求，往往会因为结构复杂、自由度冗余或成本较高而难以落地。 这项方案的切入点比较明确：不追求通用型的大而全力反馈平台，而是围绕穿刺任务本身，把磁场扭矩反馈、操纵杆机构、线传动加载和编码测量整合在同一套主手端结构中。 装置构成与工作方式 两组线圈在中心区域建立均匀磁场，并对操纵杆内的永磁体施加扭矩。万向节和编码器负责记录操纵杆姿态变化，使系统能够感知操作者的角度输入。导向柱与传动绳将穿刺方向上的动作传递到底部加载组件，形成沿轴向的交互反馈链路。磁滞制动器通过调节张力实现阻尼/反馈变化，卷线筒和卷簧则承担线缆收放与回位功能。整套装置能够与机器人通信连接，作为穿刺机器人主手端的一部分提供更贴近手术场景的反馈体验。 专利价值 从专利文本来看，这套装置的价值在于把穿刺任务真正需要的自由度、行程与反馈方式压缩到一套更可制造、更可集成的结构中。它既照顾到操作者的操作习惯，也兼顾了系统成本与后续落地应用的可能性。 对研究型作品集来说，这项专利也很好地展示了医疗机器人里“执行器设计”和“主手端交互设计”之间的衔接关系：不仅关注机器人怎么动，也关注操作者如何更自然地控制它。 附图资料