穿刺手术主控台及穿刺机器人的制作方法

1.本发明涉及穿刺控制设备技术领域，特别是涉及一种穿刺手术主控台及穿刺机器人。


背景技术：

2.近年来，x射线计算机断层扫描成像技术(ct)无论是在基本技术方面，还是在新的临床应用方面都取得了巨大的进展。ct的各个组成部分，如球管、探测器、滑环、数据获取系统和算法等方面都取得了很大的进步。自从螺旋ct和多层ct面世以来，出现了许多新的临床应用，且具备扫描时间快、图像清晰等优点，可用于多种疾病的检查。ct技术经过三十多年的发展，再次成为医学图像领域中最令人兴奋的诊断方法之一。
3.如今ct已不再作为一项单纯的影像检查而存在。在现代医学科学不断打破各科界限、互相依存共同探索等各种多元化模式的推动下，ct也配合着临床各科实现各种检查和治疗，并取得显著的医疗效果。ct引导下经皮穿刺就是现在临床应用较多的一项技术。它其实就是在ct扫描的精确引导下，将穿刺针准确穿入体内的病灶并获取病变组织的一项技术。
4.穿刺手术是将穿刺器械插入患者体内从而完成病灶的活检或者切除，目前的穿刺手术均为盲穿，由医生根据临床经验在没有确切知道病灶位置的情况下完成穿刺手术，该方式一般成功率较低，容易对病人造成多次伤害且对穿刺手术的操作医生提出较高要求。ct图像引导下的穿刺术是在ct成像(人体组织和穿刺针)的前提下，可以实时判断穿刺器械方向并及时做出调整，大大提高了手术成功率、降低手术风险，提高患者的康复速度和生活质量。
5.由于ct设备均采用x射线、γ射线等完成工作，在ct旁边配备穿刺手术主控台并完成穿刺手术会让医生长期暴露在辐射环境中，对身体健康造成极大威胁。主从遥操作式机器人辅助穿刺手术系统应运而生。通过主从遥操作式机器人辅助穿刺手术系统可以在ct间外(操作间)通过穿刺手术主控台远程操作从手机械臂，同时通过ct实时成像并传输至操作间的显示器上，操作人员可以观察到当前穿刺器械的姿态是否满足进一步穿刺的要求，从而根据显示器图像实时调整穿刺器械的姿态。该系统在避免医生手术过程遭受x射线辐射照射的同时，可以大幅提高穿刺成功率，降低手术风险。
6.主从遥操作式机器人辅助穿刺手术模式作为比较前端的一种手术方式。穿刺手术主控台(放置于操作间)作为直接观测穿刺针姿态并控制从手机械臂以完成穿刺手术的系统组成部件，自然扮演了非常重要角色。目前的主从遥操作式机器人的操作盒为手持式，并通过遥杆调整穿刺针的运动方向。在长时间的手术过程中手持操作盒完成手术过程容易导致操作人员疲劳，从而可能导致穿刺成功率的下降等问题，而且。在不进行穿刺手术仅进行扫描时，操作人员可能会触碰到主操作器，存在安全隐患。


技术实现要素：

7.基于此，有必要针对目前不进行穿刺时容易碰到主操作器导致的安全隐患问题，提供一种穿刺手术主控台及穿刺机器人。
8.一种穿刺手术主控台，包括：
9.操作桌；
10.隐藏结构，设置于所述操作桌；以及
11.主操作器，可运动设置于所述隐藏结构，在穿刺工况下，所述主操作器伸出所述隐藏结构并露出所述操作桌，在非穿刺工况下，所述主操作器缩回所述操作桌并隐藏于所述隐藏结构中。
12.在其中一个实施例中，所述隐藏结构包括连接组件以及驱动组件，所述连接组件将所述主操作器可转动连接于操作桌，所述驱动组件驱动所述主操作器相对所述操作桌转动，使所述主操作器收纳于所述操作桌内或伸出所述操作桌。
13.在其中一个实施例中，所述连接组件包括连接座以及转动座，所述转动座可转动连接所述连接座的一端，所述主操作器固定安装于所述转动座，所述连接座的另一端固定安装于所述操作桌。
14.在其中一个实施例中，所述操作桌具有操作平台，所述操作平台设置有过孔，所述隐藏结构设置于所述操作平台下方，所述主操作器穿过所述过孔至少部分伸出到所述操作平台上方，或整体收纳到所述操作平台下方的所述隐藏结构中，所述穿刺手术主控台还包括封闭外壳，所述封闭外壳盖设于所述过孔。
15.在其中一个实施例中，所述穿刺手术主控台还包括支撑结构，所述支撑结构设置于所述操作桌，用于支撑操作人员的臂肘，操作人员操作主操作器时所述支撑结构可跟随所述臂肘运动。
16.在其中一个实施例中，所述支撑结构包括移动组件与支撑组件，所述移动组件包括导轨与移动滑块，所述导轨设置于操作平台，所述移动滑块可滑动设置于所述导轨，所述支撑组件安装于所述移动滑块。
17.在其中一个实施例中，所述导轨的直线移动方向与所述主操作器的层内旋转轴或层间旋转轴平行。
18.在其中一个实施例中，所述支撑组件可旋转设置于所述移动滑块。
19.在其中一个实施例中，所述支撑组件包括支撑托以及旋转件，所述支撑托的底部通过所述旋转件可旋转设置于所述移动滑块。
20.一种穿刺机器人，包括机器人主机、穿刺末端以及如上述任一技术特征所述的穿刺手术主控台，所述穿刺末端承载穿刺针设置于所述机器人主机，所述穿刺手术主控台与所述穿刺末端电连接，用于控制所述穿刺末端带动所述穿刺针执行穿刺操作。
21.采用上述技术方案后，本发明的至少具有如下技术效果：
22.本发明的穿刺手术主控台，通过主操作器控制穿刺末端带动穿刺针执行穿刺操作，主操作器可运动设置于隐藏结构，隐藏结构设置在操作桌。使用穿刺手术主控台进行穿刺手术时，操作主操作器，使得主操作器的穿刺组件露出隐藏结构并伸出操作桌，操作人员操作穿刺组件控制穿刺末端带动穿刺针执行穿刺操作。当穿刺手术完成后或者不进行穿刺手术时，主操作器转动进入隐藏结构中，使得主操作器的穿刺组件不露出隐藏结构以及操
作桌。通过主操作器露出或隐藏在隐藏结构中，有效的解决目前不进行穿刺时容易碰到主操作器导致的安全隐患问题，使得主操作器在不使用时位于隐藏结构中，不会露出操作桌，进而操作人员不会触碰到主操作器，降低使用过程中的安全隐患。同时，通过操作桌承载主操作器，无需手持主操作器，并且，操作人员的手肘可以放置在操作桌的表面，这样能够降低操作人员的疲劳度，保证穿刺效果。
附图说明
23.图1为本发明一实施例的穿刺手术主控台的立体图，其中，主操作器露出；
24.图2为图1所示的穿刺手术主控台中主操作器的立体图；
25.图3为图2所示的主操作器的工作原理图；
26.图4为图1所示的穿刺手术主控台控制穿刺机械臂连接穿刺末端的构型；
27.图5为图4所示的穿刺末端调姿的工作原理图；
28.图6为图1所示的穿刺手术主控台中隐藏结构连接主操作器的具体示意图；
29.图7为图1所示的穿刺手术主控台中封闭外壳的示意图；
30.图8为图7所示的封闭外壳中第二封闭壳体的立体图；
31.图9为图8所示的第二封闭壳体的切开后的示意图；
32.图10为图1所示的穿刺手术主控台的侧视图，其中，主操作器穿过第二封闭壳体伸出；
33.图11为图10所示的穿刺手术主控台的示意图，其中主操作器调姿；
34.图12为图1所示的穿刺手术主控台的侧视图，其中隐藏结构露出；
35.图13为图12所示的穿刺手术主控台的示意图，其中主操作器隐藏；
36.图14为图1所示的穿刺系统主控台的侧视图，其中，操作人员的臂肘放置于支撑结构；
37.图15为图14所示的穿刺主控台系统在层间调姿时支撑结构的工作原理图；
38.图16为图14所示的穿刺主控台系统在层内调姿时支撑结构的工作原理图；
39.图17为图14所示的穿刺主控台系统中支撑结构的立体图；
40.图18为图17所示的支撑结构切开的示意图。
41.其中：100、穿刺手术主控台；110、操作桌；111、操作平台；112、支架；113、走线孔；114、走线槽；115、可调地脚；120、隐藏结构；121、连接组件；1211、连接座；1212、转动座；122、驱动组件；1221、制动器；1222、旋转动力源；130、主操作器；131、穿刺组件；1311、把手；1312、手持滑块；1313、直线移动轴组件；132、调姿组件；1321、层间部件；13211、层间旋转轴；1322、层内部件；13221、层内旋转轴；140、封闭外壳；141、第一封闭壳体；142、第二封闭壳体；1421、遮挡外壳；14211、运动孔；14212、第一盖；14213、第二盖；1422、内嵌外壳；150、支撑结构；151、移动组件；1511、导轨；1512、移动滑块；1513、安装基座；152、支撑组件；1521、支撑托；1522、旋转件；153、封边板；160、显示器；200、穿刺机械臂；210、第四个旋转关节；220、第五个旋转关节；300、穿刺针；400、臂肘。
具体实施方式
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明
的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
48.参见图1、图11至图13，本发明提供一种穿刺手术主控台100。该穿刺手术主控台100应用于穿刺机器人中，能够实现穿刺机器人的穿刺末端的进行远程控制，使得穿刺末端承载的穿刺针300能够刺入患者体内的目标穿刺靶点。而且，该穿刺机器人可以配合ct等成像设备使用，这样可以实现基于实时成像引导的远程穿刺操作，避免成像设备的辐射对操作人员的身体健康产生影响。
49.目前通过主从遥操式机器人控制穿刺针执行穿刺动作。但是，在不进行穿刺手术只进行扫描时，操作人员可能会碰到主操作器，进而导致穿刺针发生窜动，存在安全隐患；而且，主从遥操时机器人的操作盒为手持式，操作人员在使用时容易疲劳，不便于穿刺手术的顺利进行。
50.为此，本发明提供一种新型的穿刺手术主控台100。该穿刺手术主控台100能够在非穿刺工况下避免穿刺针300窜动，降低安全隐患，同时，穿刺手术主控台100还能够支撑患者的臂肘400，降低穿刺手术时操作人员的疲劳感，保证穿刺效果。以下详细介绍穿刺控制
主控台的具体结构。
51.参见图1、图11至图13，在一实施例中，穿刺手术主控台100包括操作桌110、隐藏结构120以及主操作器130。隐藏结构120设置于操作桌110。主操作器130可运动设置于隐藏结构120，在穿刺工况下，主操作器130伸出隐藏结构120并露出操作桌110，在非穿刺工况下，主操作器130缩回操作桌110并隐藏于隐藏结构120中。
52.操作桌110起承载作用，用于承载穿刺手术主控台100的各零部件。设置操作桌110后，操作人员能以坐姿的方式坐在操作桌110前，这样操作人员通过穿刺手术主控台100控制穿刺末端运行时，操作人员的臂肘400可以放置在操作桌110的表面，避免操作人员的臂肘400悬空减轻操作人员的臂肘400的疲劳程度，进而保证穿刺操作的效果。
53.主操作器130为控制穿刺末端(穿刺末端的示意图如4和图5所示)带动穿刺针300运动的主要部件，隐藏结构120设置于操作桌110，主操作器130可运动设置隐藏结构120，使得主操作器130能够移入或移出隐藏结构120。穿刺时，转动主操作器130使主操作器130移出隐藏结构120，并露出操作桌110，操作人员握持主操作器130即可实现穿刺末端运动的控制，以带动穿刺针300执行穿刺操作。穿刺完成后或者不需要穿刺时，转动主操作器130使主操作器130移入隐藏结构120，此时，主操作器130不露出操作桌110，操作人员在进行其他操作时，不会碰触到主操作器130，保证使用的安全性。也就是说，需要进行穿刺手术时，主操作器130从隐藏结构120中移出，穿刺完成后或进行其他操作如成像等，将主操作器130移入隐藏结构120中。
54.具体的，主操作器130的底部可转动设置在隐藏结构120中，主操作器130的顶部能够绕主操作器130的底部转动，使得主操作器130的顶部移入或移出操作桌110。穿刺时，主操作器130的底部转动，并带动主操作器130的顶部移出操作桌110，操作人员可以操作主操作器130。穿刺完成后或不进行穿刺操作时，主操作器130的底部转动能够带动主操作器130的顶部移入操作桌110，避免操作人员意外碰到主操作器130。
55.上述实施例的穿刺手术主控台100，通过主操作器130露出或隐藏在隐藏结构120中，有效的解决目前不进行穿刺时容易碰到主操作器导致的安全隐患问题，使得主操作器130在不使用时位于隐藏结构120中，不会露出操作桌110，进而操作人员不会触碰到主操作器130，降低使用过程中的安全隐患。同时，通过操作桌110承载主操作器130，无需手持主操作器130，并且，操作人员的手肘可以放置在操作桌110的表面，这样能够降低操作人员的疲劳度，保证穿刺效果。
56.可选地，操作桌110为中空结构。当然，在本发明的其他实施方式中，操作桌110也可为实心结构，隐藏结构120可以设置在操作桌110的内部或操作桌110的表面。本发明中以操作桌110为中空结构为例进行说明。可选地，操作桌110包括操作平台111以及设置于操作平台111下方的支架112。通过操作平台111支撑隐藏结构120以及主操作器130。支架112的形式原则上不受限制，只要能够实现操作平台111的稳定支撑即可。
57.可选地，隐藏结构120可以设置于操作桌110的操作平台111的上表面，也可设置在操作桌110的操作平台111的下表面。本发明中，以隐藏结构120设置在操作桌110的下表面为例进行说明。操作桌110上具有过孔，主操作器130的底部可转动设置于隐藏结构120中，穿刺时，主操作器130的顶部穿过过孔移出隐藏结构120。穿刺完成后或不需要穿刺时，主操作器130的顶部穿过过孔移入隐藏结构120。
58.主操作器130为控制穿刺末端带动穿刺针300运动的主要部件，能够实现穿刺末端的远程控制，同时，该主操作器130还能实模拟临床穿刺工况，使得医护人员感受到穿刺针300进针时的阻力，让整个穿刺过程更加安全、高效，提高操作精度，进而提高穿刺成功率。
59.参见图1至图3，主操作器130包括穿刺组件131以及调姿组件132。穿刺组件131为主操作器130控制穿刺针300执行穿刺操作的主体结构。主操作器130能够与穿刺机器人的机器人主机传输连接，这里的传输连接是指电连接或通信连接。穿刺组件131能够将穿刺信号反馈给机器人主机，使得机器人主机控制穿刺末端准备穿刺动作，然后，穿刺组件131运动时，穿刺组件131的运动能够实时反馈到机器人主机上，进而机器人主机能够根据穿刺组件131的运动控制穿刺末端带动穿刺针300执行穿刺操作。
60.调姿组件132为主操作器130调节穿刺针300姿态的主要结构。穿刺组件131可转动设置在调姿组件132中。调节穿刺针300姿态时，穿刺组件131能够相对于调姿组件132转动，进而调姿组件132能够检测到穿刺组件131的倾角信息，调姿组件132将倾角信息反馈给机器人主机后，机器人主机能够根据穿刺组件131的倾角信息调节穿刺末端的姿态，以达到调节穿刺针300姿态的目的，使得穿刺针300能够对准目标穿刺靶点，保证穿刺操作的准确性。
61.使用该主操作器130进行穿刺控制时，先根据目标穿刺靶点确定穿刺针300在空间中的姿态，然后，主操作器130控制穿刺组件131相对于调姿组件132转动预设角度，随后调姿组件132将倾角信息反馈给机器人主机，机器人主机根据倾角信息调节穿刺末端上穿刺针300的姿态，使得穿刺针300能够对准目标穿刺靶点。然后，穿刺组件131工作，穿刺组件131运动并反馈至机器人主机上，通过机器人主机控制穿刺针300带动穿刺末端执行穿刺操作。
62.在主操作器130中，调姿组件132的底部在隐藏结构120中，并与隐藏结构120的转动部件连接，调姿组件132的顶部设置穿刺组件131。隐藏结构120的转动部件即为后文中的驱动组件122，驱动组件122驱动调姿组件132转动时，调姿组件132能够带动穿刺组件131运动，使得穿刺组件131能够移入或移出隐藏结构120。
63.参见图1至图3，在一实施例中，穿刺组件131包括把手1311、手持滑块1312、直线移动轴组件1313，调姿组件132包括层间部件1321和层内部件1322，层间部件1321包括层间旋转轴13211，层内部件1322包括层内旋转轴13221。其中把手1311为操作人员在调姿时的手持部分；手持滑块1312用于操作人员执行穿刺动作，其可以沿直线移动轴组件1313上下移动，该直线移动轴组件1313内嵌力反馈部分，所以该主操作器130不仅可以模拟穿刺过程，还可以反馈给操作人员穿刺针300与人体组织之间的作用力。手持滑块1312集成有穿刺使能按键(可以是机械式或者电气式)，用于操作人员触发执行穿刺过程，即控制穿刺末端的穿刺针300执行与手持滑块1312相同速度的直线运动。穿刺末端构型如图4和图5所示。
64.图2和图3中的层间旋转轴13211和层内旋转轴13221为串联连接，且二者共平面，重要的是层间旋转轴13211和层内旋转轴13221与直线移动相交于一点a，故调姿时把手1311上面的任一点都处于以三轴线交点a为球心的球面上面。层间旋转轴13211和层内旋转轴13221的串联方式与穿刺机械臂200的关节连接方式相同，穿刺机械臂200构型如图4和图5所示。层间旋转轴13211控制穿刺机械臂200的第五个旋转关节220，层内旋转轴13221控制机械臂200的第四个旋转关节210。当穿刺机械臂200的第四个旋转关节210旋转时，第五个旋转关节220的轴线在空间中的方向会改变，主操作器130的层间旋转轴13211与层内旋转
轴13221工作原理与此一致，且层间旋转轴13211和层内旋转轴13221都具备力反馈功能，即在调姿过程中可以模拟穿刺针300与人体组织之间的相互作用力。
65.主操作器130设置全力反馈(所有自由度都具有力反馈功能)的目的是操作人员能够在操作平台111端感受到与实际握针穿刺时相同的感觉，只有图像反馈的主从遥操作式穿刺手术系统无法通过主操作器130触摸组织来鉴别组织属性和病变，医生缺乏操作的力觉感知会增加手术的风险和不确定性，同时增加手术时间、降低手术效率；研究表明，在主从遥操作中为操作人员提供实时力觉反馈能让操作过程更加安全、高效，并且能够提高操作精度。
66.参见图1和图6，在一实施例中，隐藏结构120包括连接组件121以及驱动组件122，连接组件121将主操作器130可转动连接于操作桌110，驱动组件122驱动主操作器130相对于操作桌110转动，使主操作器130收纳于操作桌110内或伸出操作桌110。
67.连接组件121的一部位可转动连接主操作器130的调姿组件132的底部，连接组件121的另一部位固定到操作桌110的操作平台111的下表面。驱动组件122为隐藏结构120的动力源，驱动组件122通过连接组件121的转动部分连接到调姿组件132的底部。这样，驱动组件122输出转动运动时，驱动组件122能够通过连接组件121的转动部分带动调姿组件132转动，进而调姿组件132转动时能够带动穿刺组件131运动，使得穿刺组件131移入或移出操作桌110的操作平台111的内侧。
68.当需要进行穿刺手术时，驱动组件122驱动调姿组件132带动穿刺组件131转动，使得穿刺组件131转动预设角度以移出操作平台111。此时，操作人员可以通过穿刺组件131控制穿刺末端带动穿刺针300执行穿刺操作。当穿刺手术完成或者不需要进行穿刺手术时，驱动组件122驱动调姿组件132带动穿刺组件131转动预设角度，使得穿刺组件131移入操作平台111。可选地，预设角度为90
°
左右，当然，在本发明的其他实施方式中，预设角度也可为其他角度，只要能够保证穿刺组件131隐藏在操作桌110的操作平台111的下方即可。
69.参见图1和图6，在一实施例中，连接组件121包括连接座1211以及转动座1212，转动座1212可转动连接所述连接座1211的一端，主操作器130固定安装于转动作1212，连接座1211的另一端固定安装于操作桌110，驱动组件122与转动座1212连接，用于驱动转动座1212带动主操作器130转动。可选地，连接座1211通过螺纹件安装于操作平台111。
70.连接座1211的一端与转动座1212可转动连接，连接座1211的另一端固定安装在操作平台111的下表面。转动座1212固定连接调姿组件132的底部，驱动组件122的输出端转动连接转动座1212与连接座1211的转动连接处。也就是说，驱动组件122的输出端相当于转轴，驱动组件122的输出端可转动穿过连接座1211伸出，并与转动座1212连接。这样，驱动组件122的输出端输出运动时，驱动组件122能够驱动转动座1212运动并相对于连接座1211转动，进而转动座1212转动时能够带动调姿组件132及穿刺组件131转动，使得穿刺组件131移入或移出操作平台111。
71.可选地，连接座1211包括竖直连接部以及水平连接部，竖直连接部沿竖直方向设置，竖直连接部的一端连接水平连接部，竖直连接部的另一端可转动安装转动座1212，竖直连接部与水平连接部垂直设置，水平连接部用于安装于操作平台111的下表面。可选地，竖直连接部与水平连接部为平板状。当然，在本发明实施方式中，竖直连接部与水平连接部也可为其他能够实现可转动安装转动座1212并连接操作平台111的部件。
72.参见图1和图6，在一实施例中，连接组件121的数量为两个，两个连接组件121对称设置于调姿组件132的两侧，与驱动组件122连接的为主动的连接组件121，另一为被动的连接组件121。两组连接组件121分别在调姿组件132的两侧连接调姿组件132与操作平台111。驱动组件122驱动与其连接的转动座1212相对于连接座1211转动，进而转动座1212带动调姿组件132转动，调姿组件132转动时能够带动另一转动座1212相对于连接座1211转动。两个连接组件121能够保证调姿组件132转动平稳，便于调姿组件132带动穿刺组件131移入或移出操作平台111。当然，在本发明的其他实施方式中，连接组件121的数量也可为一个。此时，连接组件121通过悬臂的方式连接调姿组件132。
73.参见图1和图6，在一实施例中，驱动组件122包括旋转动力源1222以及制动器1221，旋转动力源1222设置于操作桌110中，并与转动座1212连接，制动器1221设置于旋转动力源1222的输出端，用于控制旋转动力源1222锁定或解锁。旋转动力源1222为驱动组件122的动力部件，旋转动力源1222固定在操作平台111的底部，并且，旋转动力源1222的输出端可转动穿过连接座1211，并与转动座1212连接。旋转动力源1222输出旋转运动时，能够带动转动座1212转动，以带动调姿组件132转动，进而调姿组件132带动穿刺组件131移入或移出操作平台111。
74.制动器1221设置在旋转动力源1222的输出端，用于控制旋转动力源1222掉电后的锁定，以使得调姿组件132能够保持于转动后所处的位置。具体的，当旋转动力源1222驱动转动座1212带动调姿组件132运动到位后，穿刺手术主控台100的控制器控制旋转动力源1222断电，随后制动器1221通电抱死旋转动力源1222的输出端，避免旋转动力源1222的输出端窜动而影响调姿组件132的位置。当需要调整穿刺组件131的位置时，控制器控制制动器1221掉电以解锁旋转动力源1222的输出端，旋转动力源1222通电后能够驱动转动座1212带动调姿组件132及穿刺组件131转动。可选地，旋转动力源1222为旋转电机或者其他输出旋转运动的动力源。
75.参见图1和图6、图10至图13，具体的，进行穿刺手术时，旋转动力源1222通电驱动转动座1212转动，转动座1212转动时能够带动调姿组件132及穿刺组件131转动，使得穿刺组件131转动90
°
，以移出操作平台111。当穿刺组件131运动到位后，控制器控制旋转动力源1222掉电、制动器1221带电，制动器1221抱死旋转动力源1222的输出端，从保证穿刺组件131所处的位置固定，便于后期进行手术操作。此时，操作人员可以操作穿刺组件131控制穿刺末端带动穿刺针300执行穿刺操作。
76.当穿刺手术完成后或不需要进行穿刺手术时，控制器控制制动器1221掉电、旋转动力源1222带电，旋转动力源1222通电驱动转动座1212转动，转动座1212转动时能够带动调姿组件132及穿刺组件131转动，使得穿刺组件131转动90
°
，以移入操作平台111。当穿刺组件131运动到位后，控制器控制旋转动力源1222掉电、制动器1221带电，制动器1221抱死旋转动力源1222的输出端，从保证穿刺组件131所处的位置固定，避免穿刺组件131移出操作平台111。此时，操作人员可以操作进行其他操作，无需担心触碰穿刺组件131而影响使用的安全性。
77.可选地，隐藏结构120还包括两个限位开关，其中一个限位开关设置于穿刺组件131在伸出操作平台111的位置，另一个限位开关设置在穿刺组件131移入操作平台111的位置。通过限位开关与制动器1221的配合实现制动器1221的控制，避免旋转动力源1222一直
处于扭矩输出状态。
78.当穿刺组件131伸出操作平台111时，能够触发限位开关，限位开关通过控制器控制制动器1221带电，以抱紧旋转动力源1222的输出端，避免旋转动力源1222驱动转动座1212转动，使得转动座1212被固定。当穿刺组件131移入操作平台111时也能够触发限位开关，限位开关通过控制器控制制动器1221带电，以抱紧旋转动力源1222的输出端，避免旋转动力源1222驱动转动座1212转动，使得转动座1212被固定。
79.在一实施例中，隐藏结构120还包括防护外壳，防护外壳设置于操作桌110，并罩设主操作器130的调姿结构。防护外壳设置在操作平台111的下方，并罩设连接组件121、驱动组件122，进而调姿组件132位于防护壳体中。这样能够避免操作人员误触调姿组件132出现意外情况，同时还能够避免杂物进入调姿组件232中，保证调姿组件132的使用性能。
80.参见图1，在一实施例中，操作桌110的操作平台111具有过孔，隐藏结构120设置于操作平台111下方，主操作器130穿过过孔至少部分伸出到操作平台111上方，或整体收纳到操作平台111下方的隐藏结构120中。
81.过孔穿过操作平台111的内壁，调姿组件132设置操作平台111的下方，驱动组件122驱动调姿组件132转动时，调姿组件132能够带动穿刺组件131通过过孔能够至少部分伸出操作平台111的上方，或者整体收纳到操作平台111的下方。当穿刺组件131穿过过孔移入操作平台111的下方，实现穿刺组件131的隐藏，避免穿刺完成后或不进行穿刺时碰触穿刺组件131而导致安全隐患，保证使用的安全性。当穿刺组件131穿过过孔伸出操作平台111时，穿刺组件131露出操作平台111的端部，便于操作人员操作穿刺组件131。
82.参见图1、图7至图9，在一实施例中，穿刺手术主控台100还包括封闭外壳140，封闭外壳140盖设于过孔。封闭外壳140能够盖设过孔，能够遮挡操作平台111下方的结构，避免误触碰。穿刺组件131移入或移出操作平台111的过程中，封闭外壳140打开过孔，穿刺组件131运动完成后，封闭外壳140关闭过孔。
83.在一实施例中，封闭外壳140可伸缩设置。封闭外壳140收缩以打开过孔时，穿刺组件131能够移入或移出操作平台111；封闭外壳140伸展以关闭过孔，封闭外壳140遮挡位于操作平台111的调姿组件132，或者，封闭外壳140具有避位通道供穿刺组件131伸出。
84.具体的，穿刺手术完成后或不使用穿刺组件131时，封闭外壳140收缩，过孔被露出，穿刺组件131能够穿过过孔移入操作平台111，随后封闭外壳140伸展，封闭外壳140能够遮挡过孔，进而隐藏穿刺组件131。当进行穿刺手术时，封闭外壳140手术，过孔被露出，穿刺组件131能够随调姿组件132移出操作平台111，随后封闭外壳140伸展，通过避位通道避让穿刺组件131，使得穿刺组件131露出操作平台111。此种情况下，封闭外壳140能够遮挡过孔，同时还不会影响穿刺组件131的使用。
85.参见图1、图7至图9，在一实施例中，封闭外壳140还包括第一封闭壳体141，第一封闭壳体141可拆卸设置于操作桌110，第一封闭壳体141用于在非穿刺工况下盖设过孔。第一封闭壳体141可拆卸设置在操作平台111，并盖设过孔，以遮挡隐藏在操作平台111中，避免穿刺组件131露出。也就是说，第一封闭壳体141能够在穿刺组件131不工作时，将穿刺组件131遮挡槽操作平台111中。
86.穿刺组件131在使用时，先将第一封闭壳体141拆卸，随后，通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111，此时，可以进行穿
刺操作。
87.参见图1、图7至图9，在一实施例中，封闭外壳140包括第二封闭壳体142，第二封闭壳体142可拆卸设置于操作桌110，第二封闭壳体142用于在穿刺工况下盖设过孔，主操作器130的穿刺组件131穿过第二封闭壳体142伸出。
88.第二封闭壳体142可拆卸设置在操作平台111上，并遮挡操作平台111上的过孔，而且第二封闭壳体142能够在穿刺组件131伸出操作平台111的情况下遮挡过孔，即穿刺组件131能够穿过第二封闭壳体142伸出，并且，穿刺组件131带动调姿组件132调整穿刺末端的姿态时，穿刺组件131能够在第二封闭壳体142中运动。也就是说，第二封闭壳体142能够在穿刺工况下盖设过孔，避免露出调姿组件132。
89.第二封闭壳体142在使用时，先通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111后，再将第二封闭壳体142穿过穿刺组件131盖设在过孔中。当穿刺手术完成后或不需要进行穿刺手术时，拆卸第二封闭壳体142，再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移入操作平台111。
90.参见图1、图7至图13，在一实施例中，第二封闭壳体142包括遮挡外壳1421以及内嵌外壳1422，遮挡外壳1421具有把手1311运动孔14211，内嵌外壳1422可运动设置于遮挡外壳1421中，并对应把手1311运动孔14211设置，穿刺组件131与内嵌外壳1422连接，并穿过把手1311运动孔14211伸出，穿刺组件131能够带动内嵌外壳1422在把手1311运动孔14211中运动。
91.也就是说，第二封闭壳体142为双层结构，遮挡外壳1421为外层，内嵌外壳1422为内层。遮挡外壳1421设置在操作平台111，并盖设过孔。遮挡外壳1421具有把手运动孔14211，内嵌外壳1422设置在遮挡外壳1421的内侧，并可运动设置在把手运动孔14211中。内嵌外壳1422能够遮挡把手运动孔14211，并相对于把手运动孔14211运动。
92.第二封闭壳体142使用时，先通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111后，再将内嵌外壳1422固定在穿刺组件131上，将遮挡外壳1421通过把手运动孔14211安装在操作平台111，以盖设过孔，此时，内嵌外壳1422对应于把手运动孔14211。操作穿刺末端的位姿时，穿刺组件131通过调姿组件132能够带动内嵌外壳1422在把手运动孔14211中。当穿刺手术完成或不进行穿刺手术时，顺次拆卸遮挡外壳1421与内嵌外壳1422，再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移入操作平台111。
93.可选地，内嵌外壳1422的弧形部分为球形面的一部分，相应的，把手1311运动孔14211处的遮挡外壳1421的形状也为球形面的一部分。这样能够方便穿刺组件131带动内嵌外壳1422在把手运动孔14211中转动。穿刺组件131带动调姿组件132转动以调整穿刺末端的位姿时，穿刺组件131能够带动内嵌外壳1422转动。可选地，内嵌外壳1422的外径与遮挡外壳1421处的内径尺寸相一致。可选地，内嵌外壳1422与遮挡外壳1421之间为间隙配合。这样能够避免内嵌外壳1422与遮挡外壳1421之间摩擦，进而避免影响力反馈的效果。
94.可选地，穿刺手术主控台100只采用第一封闭壳体141盖设过孔。这样，未使用穿刺组件131时，第一封闭壳体141盖设于过孔，并将穿刺组件131隐藏于操作平台111，在进行穿刺手术时，将第一封闭壳体141从操作平台111采拆卸，再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111。此时，可以操作穿刺组件131进
行穿刺操作。当穿刺手术完成后或不进行穿刺手术时，通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移入操作平台111，随后将第一封闭壳体141盖设于过孔。也就是说，本实施例通过第一封闭壳体141在非穿刺工况下盖设过孔，在穿刺工况下，过孔外露，不被遮挡。
95.可选地，穿刺手术主控台100只采用第二封闭壳体142盖设过孔。这样，未使用穿刺组件131时，穿刺组件131隐藏于操作平台111，过孔不被遮挡，操作人员通过过孔能够看到操作平台111内的穿刺组件131。在进行穿刺手术时，将第一封闭壳体141从操作平台111采拆卸，再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111。随后，将第二封闭壳体142穿过穿刺组件131安装于过孔。此时，可以操作穿刺组件131进行穿刺操作，穿刺组件131带动调姿组件132转动时，穿刺组件131能够带动内嵌外壳1422在遮挡外壳1421的把手1311运动孔14211。当穿刺手术完成后或不进行穿刺手术时，将第二封闭壳体142从操作平台111拆卸；再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移入操作平台111。也就是说，本实施例通过第二封闭壳体142在穿刺工况下盖设过孔，在非穿刺工况下，过孔外露，不被遮挡。
96.可选地，穿刺手术主控台100也可采用第一封闭壳体141与第二封闭壳体142的组合。也就是说，穿刺组件131处于不同状态/位置时，盖设过孔的结构是不同的。当穿刺组件131移入操作平台111内，第一封闭壳体141盖设过孔。当穿刺组件131移出操作平台111，通过第二封闭壳体142盖设过孔。
97.未使用穿刺组件131时，穿刺组件131隐藏于操作平台111，第一封闭壳体141盖设于操作平台111，并遮挡穿刺组件131。在进行穿刺手术时，将第一封闭壳体141从操作平台111拆卸，再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移出操作平台111。随后，将第二封闭壳体142穿过穿刺组件131安装于过孔。此时，可以操作穿刺组件131进行穿刺操作，穿刺组件131带动调姿组件132转动时，穿刺组件131能够带动内嵌外壳1422在遮挡外壳1421的把手1311运动孔14211。
98.当穿刺手术完成后或不进行穿刺手术时，将第二封闭壳体142从操作平台111拆卸；再通过驱动组件122驱动转动座1212带动调姿组件132转动，使得穿刺组件131移入操作平台111，随后将第一封闭壳体141盖设于过孔，通过第一封闭壳体141将穿刺组件131隐藏与操作平台111。
99.也就是说，在主操作器130处于工作状态时，拆卸第一封闭壳体141，更换第二封闭壳体142；当主操作器130处于非工作状态时，拆卸第二封闭壳体142，更换第一封闭壳体141。而且，第一封闭壳体141及第二封闭壳体142与操作平台111之间通过摩擦连接，方便更换。
100.在一实施例中，过孔包括相连通的第一通孔以及第二通孔，第一通孔对应主操作器130的调姿组件132，穿刺组件131隐藏时经第二通孔进入操作桌110中，主操作器130调节穿刺末端的位姿时，主操作器130在第一通孔中转动。
101.第一通孔与第二通孔的截面尺寸不同，第一通孔的截面尺寸大于第二通孔的截面尺寸。第一通孔对应于主操作器130的调姿组件132。当穿刺组件131通过第二通孔移出操作平台111时，调姿组件132能够带动穿刺组件131转动，使得穿刺组件131位于第一通孔中，穿刺组件131能够在第一通孔处执行穿刺操作以及带动调姿组件132运动调节穿刺末端的位
姿的操作。当穿刺操作完成后，调姿组件132带动穿刺组件131从第二通孔移入操作平台111。
102.可选地，遮挡外壳1421包括第一盖14212以及第二盖14213，第一盖14212用于盖设通孔，第二盖14213用于盖设第二通孔，第一盖14212与第二盖14213相连接，并且，第一盖14212的中部区域具有运动孔14211，第一盖14212为球形面的一部分。第一盖14212的边缘具有翻边，方便第一盖14212安装于操作平台111。当然，第二封闭壳体142也可包括第三盖和第四盖，第三盖与第四盖连接，第三盖盖设于第一通孔，第四盖盖设于第二通孔。
103.参见图14至图18，在一实施例中，穿刺手术主控台100还包括支撑结构150，支撑结构150设置于操作桌110，用于支撑操作人员的臂肘400，操作人员操作主操作器130时支撑结构150可跟随臂肘400运动。
104.支撑结构150设置在操作平台111，用于支撑用户的臂肘400。当操作人员操作主操作器130时，操作人员的臂肘400能够位于支撑结构150中。操作人员控制穿刺组件131升降或转动时，操作人员的臂肘400能够带动支撑结构150同步运动，避免操作人员的臂肘400悬空，降低操作人员的疲劳感。
105.参见图14至图18，在一实施例中，支撑结构150包括移动组件151与支撑组件152，移动组件151设置于操作桌110中，并移动连接支撑组件152，支撑组件152用于支撑操作人员的臂肘400。移动组件151设置在操作平台111中，移动组件151能够输出移动运动，移动组件151的输出端安装支撑组件152，能够带动支撑组件152相对于操作平台111移动。支撑组件152用于支撑操作人员的臂肘400。
106.在实际使用时，操作人员的臂肘400放置于支撑组件152上，操作人员的手握持从穿刺组件131。当操作穿刺组件131执行穿刺操作时，手持滑块1312能够上下移动，进而操作人员的手高度也发生变化，手的高发生变化时，会使得臂肘400靠近或远离穿刺组件131，在此过程中臂肘400带动支撑组件152同步移动，使得支撑组件152能够始终支撑操作人员的臂肘400。
107.而且，当操作穿刺组件131执行穿刺或调姿(如层间、层内或同时进行)时，臂肘400的位置会相对于操作平台111的位置发生变化，如果臂肘400直接与操作平台111接触，那么臂肘400与操作平台111之间会存在摩擦，使得操作人员的臂肘400产生不舒适感。若臂肘400悬空会增加操作人员臂肘400的疲劳程度，影响穿刺效果。所以，本技术中通过移动组件151与支撑组件152的配合支撑臂肘400。臂肘400移动时能够带动支撑组件152相对于移动组件151运动，以调节支撑组件152的位置，使得支撑组件152能够可靠支撑臂肘400。
108.参见图14至图18，在一实施例中，移动组件151包括导轨1511与移动滑块1512，导轨1511设置于操作桌110，移动滑块1512可滑动设置于导轨1511，支撑组件152安装于所述移动滑块1512。导轨1511固定设置在操作平台111，移动滑块1512可滑动设置于导轨1511上，移动滑块1512的顶部安装支撑组件152。支撑组件152支撑操作人员的臂肘400时，臂肘400能够带动支撑组件152通过移动滑块1512沿导轨1511移动。
109.可选地，移动组件151还包括安装基座1513，操作平台111具有安装孔，安装基座1513固定在安装孔中，导轨1511设置在安装基座1513上。
110.在一实施例中，导轨1511的直线移动方向与主操作器130的层内旋转轴或层间旋转轴平行。也就是说，支撑装置150随臂肘400的移动方向为层内旋转轴或层间旋转轴的方
向。
111.参见图14至图18，在一实施例中，支撑组件152可旋转设置于移动滑块1512。也就是说，支撑组件152能够相对于移动滑块1512旋转。这样，当操作人员通过穿刺组件131调节穿刺末端的位姿时，操作人员需要控制穿刺组件131带动调姿组件132转动，此时，臂肘400的角度也会发生变化。通过可转动的支撑组件152能够保证支撑效果，满足不同工况的需求。
112.在一实施例中，支撑组件152包括支撑托1521以及旋转件1522，支撑托1521的底部通过旋转件1522可旋转设置于移动滑块1512。旋转件1522设置在支撑托1521的底部，支撑托1521承载臂肘400后，臂肘400的作用力能够使得支撑托1521带动旋转件1522相对于移动滑块1512转动。
113.可选地，支撑托1521呈碗形，当然，支撑托1521也可为弧形板或者其他能够支撑臂肘400的部件。可选地，支撑组件152还包括封边板153，封边板153上设置通孔，移动滑块1512具有球形槽，旋转件1522穿过通孔安装于球形槽，封边板153固定在移动滑块1512上，以此保证旋转件1522转动平稳。可选地，旋转件1522呈球形设置，可以为球铰或者球轴承等等。
114.如图15所示，该图为主操作器130仅绕层间旋转轴13211工作时的支撑组件152工作原理图。支撑组件152包含两个运动：绕旋转件1522的旋转运动与沿导轨1511的直线运动。重点是沿导轨1511的直线运动方向与层内旋转轴13221平行且两轴处于同一个竖直平面内。当穿刺组件131处于零位(即穿刺组件131垂直于操作平台111)时，默认支撑组件152也是垂直于操作平台111的，但不同操作人员的小臂长度不一致且坐姿不一致，故大多数情况下该支撑组件152可能并不垂直于操作平台111，由操作人员放置臂肘400时的舒适程度确定。
115.在需进行层间调姿时，操作人员手持穿刺组件绕层间旋转轴13211旋转，如图16中的位置1和位置2所示，此时支撑组件152为适应小臂长度，会同时产生沿导轨1511的直线运动和绕旋转件1522的旋转运动，使操作人员的小臂不会存在被拉伸的不适感以及臂肘400与操作平台111之间的摩擦不适感。
116.图16所示为主操作器130仅绕层内旋转轴13221工作时的臂肘400随动支撑组件152工作原理图。由图可知，当主操作器130进行层内调姿时，支撑组件152可以认为只发生绕旋转件1522的旋转运动，如图16所示的位置1和位置2，此时小臂不会产生明显的被拉伸感觉，但考虑到直线移动部分为非约束的运动方式，有可能在直线移动轴上也会产生比较小直线运动。
117.图15与图16均为单向调姿运动时的支撑组件152运动方式，实际工作中也会存在层间调姿和层内调姿同时进行的工况，此时支撑组件152的运动为上述单向调姿运动时产生的运动的叠加。
118.参见图1，在一实施例中，穿刺手术主控台100包括成像显示器160，成像显示器160设置在操作桌110的操作平台111，用于显示成像设备对人体组织和穿刺针300的图像，便于操作人员进行观测。可选地，操作桌110还包括走线槽114及走线孔113，走线槽114设置在操作桌110的支架112中，走线孔113贯通操作平台111设置，走线槽114用于供电源线、信号线走线。可选地，操作桌110还包括可调地脚115，可调地脚115设置在支架112的底部，用于调
节操作桌110的水平度。
119.本发明还提供一种穿刺机器人，包括机器人主机、穿刺末端以及上述任一实施例中的穿刺手术主控台100，穿刺末端承载穿刺针300设置于机器人主机，穿刺手术主控台100与穿刺末端电连接，用于控制穿刺末端带动穿刺针300执行穿刺操作。本发明的穿刺机器人采用上述实施例的穿刺手术主控台100后，能够使得主操作器130在不使用时位于隐藏结构120中，不会露出操作桌110，进而操作人员不会触碰到主操作器130，降低使用过程中的安全隐患。同时，通过操作桌110承载主操作器130，无需手持主操作器130，并且，操作人员的手肘可以放置在操作桌110的表面，这样能够降低操作人员的疲劳度，保证穿刺效果。
120.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
121.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。