穿刺取活检及消融系统的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种穿刺取活检及消融系统。


背景技术：

2.前列腺增生是因腺体增生变大，堵塞尿道造成排尿不畅，进而引发一系列健康问题，所有的治疗方式目的是去除或者缩小增生的腺体组织，使得尿道再次通畅。传统对前列腺增生相关疾病的治疗，一般采用的经尿道电切术，该方式创口大，手术时间长，恢复期长，患者术后容易感染，该方法以经尿道切除前列腺的方法达到临床治愈的目的，手术风险较高，术中术后术后可能出现大量出血、性功能障碍，逆向射精等，严重影响患者生活质量。
3.目前针对前列腺穿刺治疗的医疗器械还没有利用机器人消融治疗的解决方案。
4.专利cn112754616a揭示了超声定位穿刺系统，可以实现确定超声定位穿刺系统的参考坐标系与超声探测平面所在坐标系的位置转换关系；根据位置转换关系和第一位置信息，确定靶点在参考坐标系内的第二位置信息，提高了穿刺手术的精度。但是该方案是超声探测装置的超声探头沿皮肤表层扫描，用于确定皮肤表层位置的穿刺目标靶点，在当皮肤下层的组织器官为穿刺目标时，由于深入身体内部而无法确定的穿刺目标，并且也未揭示穿刺结构，不能针对前列腺实施准确靶向定位进行穿刺治疗。
5.专利cn110575248a揭示了用于微创消融手术的机器人系统，包括超声臂、手术推车和两套主手，但是其适用于解决当病灶过大而需要两个消融针从不同方向刺入病灶的情形，因此必须设置两套位姿分离机械臂来从不同方向刺入病灶，解决至少需要两名以上医生，劳动强度比较大的问题。但是其设置的超声臂与两套主手位于同一水平面内，且超声臂布置在两套位姿分离机械臂的之间，一方面超声臂也只能确定皮肤表层位置的穿刺目标靶点，无法针对皮肤下层的组织器官为穿刺目标进行定位，且两套位姿分离机械臂水平设置不能有效针对前列腺穿刺治疗。
6.因此还是采用经尿道电切术治疗前列腺，会导致手术难度大、创伤大、治疗效果不好、后遗症发生率高的问题。


技术实现要素：

7.发明的目的在于，提供一种穿刺取活检及消融系统，用以解决目前针对前列腺穿刺治疗的医疗器械还没有利用机器人消融治疗的解决方案，无法针对皮肤下层的组织器官为穿刺目标进行定位，且采用经尿道电切术治疗前列腺时会导致手术难度大、创伤大、治疗效果不好、后遗症发生率高的技术问题。
8.为了实现上述目的，本发明其中一实施例中提供一种穿刺取活检及消融系统，包括固定基座、第一机械臂、第二机械臂以及数据处理设备；所述第一机械臂的一端被安装至所述固定基座上，其另一端设有一超声波探头，用于伸入至人体内以采集人体组织器官的病灶位置；所述二机械臂的一端被安装至所固定基座上，其另一端设有一穿刺消融针；所述数据处理设备设于所述固定基座上，并分别连接至所述第一机械臂及所述第二机械臂，用
以控制所述第一机械臂及所述第二机械臂的动作，以及采集超声波探头与穿刺消融针的实时位置；所述数据处理设备根据所述穿刺消融针的实时位置及所述病灶位置计算所述穿刺消融针穿刺至所述病灶位置的穿刺路径。
9.进一步地，所述数据处理设备基于所述固定基座的位置建立固定基座坐标系；所述数据处理设备接受所述超声波探头返回的图像信息和图像信息对应的坐标信息，通过结合所述第一机械臂与所述第二机械臂的位姿关系，将所述超声波探头返回的坐标信息转化为固定基座坐标系下的坐标信息；所述数据处理设备接受所述穿刺消融针返回的针尖坐标信息，通过计算固定基座坐标与第二机械臂的位姿关系，将穿刺消融针返回的坐标信息转化为固定基坐标系下的坐标信息。
10.进一步地，所述超声波探头通过直肠伸入至人体内的前列腺下方，所述穿刺路径经过会阴使得所述穿刺消融针经会阴穿刺至前列腺内的病灶位置。
11.进一步地，所述穿刺消融针前端伸展出细电极丝，所述数据处理设备控制所述第二机械臂给予所述细电极丝电能发热；或者所述数据处理设备控制所述细电极丝射频输出，使病灶位置组织细胞离子震荡摩擦产生热量。
12.进一步地，所述穿刺消融针前端为取活检孔，所述穿刺消融针后端连接软管，所述软管连接至所述取活检孔；当在所述软管负压时，所述取活检孔吸附获取部分细胞组织；当在所述软管内输送药液时，所述取活检孔向所述病灶位置输出药液。
13.进一步地，所述数据处理设备包括人机交互界面，可供使用者实时监控和控制所述第一机械臂和所述第二机械臂的位姿、所述穿刺消融针的能量输出以及所述超声波探头的启动。
14.进一步地，所述第一机械臂和所述第二机械臂均为六轴关节机械臂；所述固定基座包括底盘和突出于底盘顶面的凸台，所述第一机械臂被安装至所述底盘上，所述第二机械臂被安装至所述凸台的侧壁，且位于所述第一机械臂的上方。
15.进一步地，所述固定基座的底部设有滑轮。
16.进一步地，所述穿刺取活检及消融系统还包括手术固定装置，位于所述第一机械臂和所述第二机械臂前方；所述手术固定装置呈圆环形，所述超声波探头和所述超声波探头对应设于所述手术固定装置的环形区域内。
17.进一步地，所述手术固定装置固定在所述第一机械臂或所述第二机械臂上；所述手术固定装置包括圆环孔，所述超声波探头和所述超声波探头可穿过所述圆环孔。
18.本发明的有益效果在于，提供一种穿刺取活检及消融系统，通过经会阴再机器人辅助系统下多点均匀穿刺进入腺体，给与相应的电能量，在腺体内转化为热能，或给与药物治疗使得腺体凋亡萎缩，达到缩小前列腺腺体的目的，该方法更加微创，局麻下即刻操作，不损伤尿道，且在机器人辅助系统下能够达到精准自动靶向，能量分布均匀，腺体均匀萎缩。本专利利用机器人定位穿刺消融技术，其手术难度小、创伤小、治疗效果好、后遗症发生率低，极大提高了患者术后生活质量。
附图说明
19.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，呈现本技术的技术方案及其它有益效果。
20.图1为本技术实施例提供的穿刺取活检及消融系统的结构示意图。
21.图2为本技术实施例提供的穿刺取活检及消融系统的原理图。
22.图3为本技术实施例提供的穿刺取活检及消融系统的使用示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.请参阅图1、图2、图3，本技术实施例提供一种穿刺取活检及消融系统10，包括固定基座1、超声定位机器人2、刺消融机器人3以及数据处理设备4；所述超声定位机器人2被安装至所述固定基座1上；所述超声定位机器人2包括第一机械臂21和超声波探头22，所述第一机械臂21的一端被安装至所述固定基座1上，其另一端设有一超声波探头22，所述第一机械臂21用以调整所述超声波探头22的位置，所述超声波探头22用于伸入至人体内以采集人体组织器官的病灶位置，用于获得超声图像，并将图像穿刺给数据处理设备4；所述刺消融机器人3被安装至所述固定基座1上，且位于所述超声定位机器人2的上方；所述刺消融机器人3包括第二机械臂31和穿刺消融针32，所述第二机械臂31的一端被安装至所固定基座1上，其另一端设有一穿刺消融针32；所述第二机械臂31用以调整所述穿刺消融针32的位置，在第二机械臂31的带动下使得穿刺消融针32穿刺至病灶位置进行消融；所述数据处理设备4优选设于所述固定基座1上，并分别连接至所述第一机械臂21及所述第二机械臂31，用以控制所述第一机械臂21及所述第二机械臂31的动作，以及采集超声波探头22与穿刺消融针32的实时位置；所述数据处理设备4根据所述穿刺消融针32的实时位置及所述病灶位置计算所述穿刺消融针32穿刺至所述病灶位置的穿刺路径。
27.具体的，所述固定基座1包括底盘11和突出于底盘11顶面的凸台12，所述底盘11设有第一区域和第二区域，所述凸台12位于所述第一区域，所述第一机械臂21被安装至所述底盘11上的第二区域，所述第二机械臂31被安装至所述凸台12的侧壁，且所述第二机械臂31位于所述第一机械臂21的上方。
28.本实施例中，所述数据处理设备4基于所述固定基座1的位置建立固定基座坐标
系；所述数据处理设备4接受所述超声波探头22返回的图像信息和图像信息对应的坐标信息，通过结合所述第一机械臂21与所述第二机械臂31的位姿关系，将所述超声波探头22返回的坐标信息转化为固定基座坐标系下的坐标信息；所述数据处理设备4接受所述穿刺消融针32返回的针尖坐标信息，通过计算固定基座坐标与第二机械臂31的位姿关系，将穿刺消融针32返回的坐标信息转化为固定基坐标系下的坐标信息。
29.本实施例中，所述超声波探头22通过直肠伸入至人体内的前列腺下方，所述穿刺路径经过会阴使得所述穿刺消融针32经会阴穿刺至前列腺内的病灶位置。
30.本实施例中，所述穿刺消融针32前端伸展出细电极丝，所述数据处理设备4控制所述第二机械臂31给予所述细电极丝电能发热；或者所述数据处理设备4控制所述细电极丝射频输出，使病灶位置组织细胞离子震荡摩擦产生热量。本实施例的细电极丝设有多个，形成多点均匀穿刺的结构，通过经会阴在所述数据处理设备4辅助控制下多点均匀穿刺进入腺体，给与相应的电能量，在腺体内转化为热能，达到缩小前列腺腺体的目的，该方法更加微创，局麻下即刻操作，不损伤尿道，且在机器人辅助系统下能够达到精准自动靶向，能量分布均匀，腺体均匀萎缩。本专利利用机器人定位穿刺消融技术，其手术难度小、创伤小、治疗效果好、后遗症发生率低，极大提高了患者术后生活质量。
31.在另一实施例中，所述穿刺消融针32前端为取活检孔，所述穿刺消融针32后端连接软管，所述软管连接至所述取活检孔；当在所述软管负压时，所述取活检孔吸附获取部分细胞组织，实现了取活检功能；当在所述软管内输送药液时，所述取活检孔向所述病灶位置输出药液，利用药物治疗使得腺体凋亡萎缩，达到缩小前列腺腺体的目的，该方法更加微创，局麻下即刻操作，不损伤尿道，且在机器人辅助系统下能够达到精准自动靶向，药液分布均匀，腺体均匀萎缩。本专利利用机器人定位穿刺消融技术，其手术难度小、创伤小、治疗效果好、后遗症发生率低，极大提高了患者术后生活质量。
32.本实施例中，所述数据处理设备4包括人机交互界面41，可供使用者实时监控和控制所述第一机械臂21和所述第二机械臂31的位姿、所述穿刺消融针32的能量输出以及所述超声波探头22的启动。
33.本实施例中，所述第一机械臂21和所述第二机械臂31均为六轴关节机械臂。六轴关节机械臂上均有力控检测，遇到一定力量冲击时停止工作，防止碰撞风险。利用六轴关节机械臂通过超声超声经直肠在体内旋转扫描，获得前列腺增生的位置，并建立机器人相对坐标。通过医生手动标注的方式将需要机器人穿刺消融点选中，并将此坐标传递至另一个六轴关节机械臂连接的穿刺消融针32，然后通过机器人控制穿刺消融针32将作用点穿刺至增生点进行消融。实现了将增生部位消融的效果，该方法更加微创，局麻下即刻操作，不损伤尿道。
34.本实施例中，所述固定基座1的底部设有滑轮13。滑轮13可通过固定开关来固定所述固定基座1的位置，防止滑动。
35.请参阅图1、图3，本实施例中，所述穿刺取活检及消融系统10还包括手术固定装置5，位于所述第一机械臂21和所述第二机械臂31前方；所述手术固定装置5呈圆环形，所述超声波探头22和所述超声波探头22对应设于所述手术固定装置5的环形区域内。所述手术固定装置5为患者手术部位提供支持固定作用，保证手术部位前列腺、直肠等部位的基本位姿不发生巨大改变。
36.本实施例中，所述手术固定装置5固定在所述第二机械臂31上，在所述第二机械臂31的末端并列设置所述手术固定装置5和所述穿刺消融针32；所述手术固定装置5包括圆环孔，所述超声波探头22和所述超声波探头22可穿过所述圆环孔。可理解是，所述手术固定装置5也可固定在所述第一机械臂21上，在所述第一机械臂21的末端并列设置所述手术固定装置5和所述超声波探头22。
37.所述专利应用于医疗手术类型，为方便分析，系统流程将以患者手术流程模拟的形式进行分析，该分析不包括术前准备及麻醉流程，主要涉及是穿刺取活检及消融系统10的使用方法。
38.1)手术开始，将患者以某种合适姿态固定于手术固定装置5上(具体姿态因由医生确定)，确保露出患者会阴部位及肛门部位，且会阴部位应与第二机械臂31同侧相对，肛门部位应与第一机械臂21同侧相对。
39.2)对患者会阴部位消毒。
40.3)将第一机械臂21与超声波探头22对接，第二机械臂31与穿刺消融针32对接，使超声波探头22与穿刺消融针32与其对应的机器人2保持相对静止。
41.4)将一次性超声波保护套规范安装在超声波探头22上，保证无菌操作。
42.5)通过数据处理设备4，改变第一机械臂21中六轴机械臂位姿，使超声波探头22从图3中肛门部位缓缓进入直肠，并使超声波探头22的超声波发生装置面向前列腺。
43.6)通过数据处理设备4，改变第二机械臂31中六轴机械臂位姿，使穿刺消融针32置于图3中会阴穿刺点一定距离处，做穿刺准备。
44.7)通过数据处理设备4，激活超声波探头22，改变第一机械臂21中六轴机械臂位姿，获得所需的前列腺图像信息。
45.8)通过数据处理设备4显示屏交互，由医生手动选中穿刺目标区域(即病灶位置)，并根据病变大小选择消融能量大小及时间长短，确认穿刺动作开始。
46.9)数据处理设备4利用与固定基座1的坐标，获取与超声波探头22的位姿关系，获取参考坐标系下医生选择的目标区域坐标。
47.10)数据处理设备4计算第二机械臂31中六轴机械臂与穿刺消融针32到达目标区域坐标的路径，并显示出穿刺轨迹(即穿刺路径)。
48.11)医生确保穿刺轨迹合适的情况下，再次确认穿刺。
49.12)通过数据处理设备4，再次改变第二机械臂31中六轴机械臂位姿，使穿刺消融针32根据计算出的穿刺路径由会阴部位穿刺至目标病变区域。
50.13)医生确保穿刺位置正确的情况下，确认消融。
51.14)通过数据处理设备4，控制穿刺消融针32根据指定能量大小和持续时间进行消融。
52.15)医生确保消融成功的情况下，确认退针。
53.16)通过数据处理设备4，改变第二机械臂31中六轴机械臂位姿，使穿刺消融针32根据按原路径反向退针，退出所述穿刺目标区域。
54.17)若无其余病变区域，通过数据处理设备4，医生下达结束指令，数据处理设备4改变第一机械臂21中六轴机械臂位姿，使超声波探头22从直肠退出。
55.18)取下一次性超声波探头22保护套，对仪器进行消毒，手术结束。
56.本发明的有益效果在于，提供一种穿刺取活检及消融系统，通过经会阴再机器人辅助系统下多点均匀穿刺进入腺体，给与相应的电能量，在腺体内转化为热能，或给与药物治疗使得腺体凋亡萎缩，达到缩小前列腺腺体的目的，该方法更加微创，局麻下即刻操作，不损伤尿道，且在机器人辅助系统下能够达到精准自动靶向，能量分布均匀，腺体均匀萎缩。本专利利用机器人定位穿刺消融技术，其手术难度小、创伤小、治疗效果好、后遗症发生率低，极大提高了患者术后生活质量。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。