本發(fā)明涉及活檢穿刺手術(shù)器械，更具體地說(shuō)，涉及一種全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的骨髓活檢過(guò)程中，骨髓活檢針通常由醫(yī)生手動(dòng)控制。然而，不同醫(yī)生對(duì)穿刺深度和抽吸骨髓液的控制存在差異，無(wú)法形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。此外，手動(dòng)操作骨髓活檢針不僅操作時(shí)間長(zhǎng)，而且可能增加患者的痛苦。中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)朿n201710228171.3公開了一種彩超骨科穿刺雙引導(dǎo)控制系統(tǒng)，通過(guò)超聲波圖像處理儀掃面二維圖像配合三維動(dòng)作捕捉單元捕捉穿刺裝置的形狀、位置和運(yùn)動(dòng)軌跡的三維信息的方式，來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行穿刺，以提升穿刺精度和效率，但是該種方案僅有理論卻并未給出具體機(jī)器人如何實(shí)施手術(shù)的方式，對(duì)于如何進(jìn)行彩超掃描、避免人體移動(dòng)等實(shí)際操作遇到的問(wèn)題，沒(méi)有一個(gè)具體的實(shí)施結(jié)構(gòu)，無(wú)法落地實(shí)施；因此，有必要開發(fā)一種可落地的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，以提高穿刺的準(zhǔn)確性和效率，并減輕患者的痛苦。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，還提供了一種全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備應(yīng)用方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、構(gòu)造一種全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，包括操作臺(tái)，所述操作臺(tái)上設(shè)置有穿刺模組和帶動(dòng)所述穿刺模組移動(dòng)的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；所述穿刺模組包括圓柱形的立桿，所述立桿的上端同軸固定有透明的壓持罩，所述壓持罩的下表面設(shè)置有圓環(huán)形的活動(dòng)槽，所述活動(dòng)槽的開口邊緣設(shè)置有硅膠壓持圈；所述壓持罩的內(nèi)部設(shè)置有與所述活動(dòng)槽的上表面連通的腔室，所述立桿貫穿所述腔室；所述腔室內(nèi)設(shè)置有橫桿，所述橫桿的正中間設(shè)置有供所述立桿穿過(guò)的通孔，所述通孔的內(nèi)徑與所述立桿的外徑相匹配；所述腔室內(nèi)設(shè)置有帶動(dòng)所述橫桿升降和旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件，所述腔室內(nèi)設(shè)置有供所述橫桿旋轉(zhuǎn)活動(dòng)的空間；所述橫桿的一端設(shè)置有彩超探頭和帶動(dòng)彩超探頭升降的電動(dòng)推桿，所述橫桿的另一端設(shè)置有活檢針、對(duì)活檢針提供抽吸力的抽吸單元和帶動(dòng)所述活檢針升降的絲桿組件；所述壓持罩內(nèi)設(shè)置有采集三維動(dòng)作的三維攝像頭，初始狀態(tài)下，彩超探頭位于所述三維攝像頭的采集范圍內(nèi)；所述壓持罩的上表面設(shè)置有處理主機(jī)，所述處理主機(jī)接收所述彩超探頭采集數(shù)據(jù)并生成待穿刺部位的彩超圖像，還用于接收所述三維攝像頭的數(shù)據(jù)生成三維場(chǎng)景模擬圖像，并結(jié)合彩超圖像和三維場(chǎng)景模擬圖像對(duì)活檢針進(jìn)針進(jìn)行模擬，依據(jù)最終的模擬數(shù)據(jù)控制驅(qū)動(dòng)組件、絲桿組件、抽吸單元運(yùn)行進(jìn)行骨髓穿刺取樣。

4、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)組件包括均位于所述橫桿下方的驅(qū)動(dòng)臺(tái)和帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)臺(tái)升降的頂升單元，所述驅(qū)動(dòng)臺(tái)上設(shè)置有錐齒輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)橫向設(shè)置，所述錐齒輪設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的活動(dòng)端上；所述橫桿的下端固定有與所述錐齒輪嚙合的環(huán)形齒圈。

5、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)臺(tái)呈環(huán)形且套設(shè)在所述立桿上，所述驅(qū)動(dòng)臺(tái)上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)從錐齒輪，所述從錐齒輪與環(huán)形齒圈并對(duì)環(huán)形齒圈提供支撐力。

6、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)組件還包括彈性壓持單元，所述彈性壓持單元用于對(duì)所述橫桿提供向下的彈性壓持力。

7、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述彈性壓持單元包括與所述橫桿的上端固定的環(huán)形壓持板和與所述腔室的內(nèi)頂部固定的安裝板，所述安裝板上設(shè)置有多個(gè)彈性壓持滾輪。

8、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述橫桿內(nèi)設(shè)置有內(nèi)孔，所述內(nèi)孔用于為彩超探頭、電動(dòng)推桿以及絲桿組件走線。

9、本發(fā)明所述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括帶動(dòng)所述穿刺模組升降的z軸移動(dòng)單元、帶動(dòng)所述z軸移動(dòng)單元沿x軸移動(dòng)的x軸移動(dòng)單元和帶動(dòng)所述x軸移動(dòng)單元沿y軸移動(dòng)的y軸移動(dòng)單元。

10、一種全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備應(yīng)用方法，應(yīng)用于如上述的全自動(dòng)骨髓活檢穿刺設(shè)備，其中，所述方法包括步驟：

11、三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組橫移至患者待穿刺部位的正上方，彩超探頭與患者待穿刺部位相正對(duì)；

12、三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組下行第一高度，而后電動(dòng)推桿帶動(dòng)彩超探頭下降接觸并按壓患者待穿刺部位；

13、驅(qū)動(dòng)組件運(yùn)行帶動(dòng)橫桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)彩超探頭進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中彩超探頭運(yùn)行，處理主機(jī)接收彩超探頭數(shù)據(jù)并生成待穿刺部位的彩超圖像；

14、依據(jù)彩超圖像確定穿刺位置后，三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行帶動(dòng)穿刺模組下行第二高度，穿刺模組下行壓持患者，同時(shí)電動(dòng)推桿帶動(dòng)彩超探頭上行離開人體，并停留在確定好的穿刺位置的正上方，彩超探頭的中心與確定好的穿刺位置正對(duì)；

15、三維攝像頭運(yùn)行獲取人體穿刺位置、彩超探頭位置以及彩超探頭距離確定好的穿刺位置的高度，將數(shù)據(jù)發(fā)送至處理主機(jī)，處理主機(jī)依據(jù)彩超圖像以及三維攝像頭生成三維場(chǎng)景模擬圖像；

16、驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)橫桿旋轉(zhuǎn)180度，使得活檢針與確定好的穿刺位置正對(duì)；通過(guò)處理主機(jī)進(jìn)行多次穿刺模擬，得到最終模擬數(shù)據(jù)；

17、依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制驅(qū)動(dòng)組件運(yùn)行，帶動(dòng)橫桿下行使得活檢針接觸人體，三維攝像頭運(yùn)行獲取圖像并發(fā)送至處理主機(jī)，處理主機(jī)發(fā)出再次確認(rèn)彈窗；

18、確認(rèn)無(wú)誤后，依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制絲桿組件運(yùn)行，帶動(dòng)活檢針下行進(jìn)行穿刺動(dòng)作，穿刺到位后，依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制抽吸單元運(yùn)行完成骨髓抽吸，而后橫桿、絲桿組件帶動(dòng)活檢針上行復(fù)位；

19、三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組上行解除對(duì)人體的壓持，而后三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組橫移離開人體待穿刺部位的正上方。

20、本發(fā)明的有益效果在于：三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組橫移至患者待穿刺部位的正上方，彩超探頭與患者待穿刺部位相正對(duì)；三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組下行第一高度，而后電動(dòng)推桿帶動(dòng)彩超探頭下降接觸并按壓患者待穿刺部位；驅(qū)動(dòng)組件運(yùn)行帶動(dòng)橫桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)彩超探頭進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中彩超探頭運(yùn)行，處理主機(jī)接收彩超探頭數(shù)據(jù)并生成待穿刺部位的彩超圖像；依據(jù)彩超圖像確定穿刺位置后，三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)行帶動(dòng)穿刺模組下行第二高度，穿刺模組下行壓持患者，同時(shí)電動(dòng)推桿帶動(dòng)彩超探頭上行離開人體，并停留在確定好的穿刺位置的正上方，彩超探頭的中心與確定好的穿刺位置正對(duì)；三維攝像頭運(yùn)行獲取人體穿刺位置、彩超探頭位置以及彩超探頭距離確定好的穿刺位置的高度，將數(shù)據(jù)發(fā)送至處理主機(jī)，處理主機(jī)依據(jù)彩超圖像以及三維攝像頭生成三維場(chǎng)景模擬圖像；驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)橫桿旋轉(zhuǎn)180度，使得活檢針與確定好的穿刺位置正對(duì)；通過(guò)處理主機(jī)進(jìn)行多次穿刺模擬，得到最終模擬數(shù)據(jù)；依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制驅(qū)動(dòng)組件運(yùn)行，帶動(dòng)橫桿下行使得活檢針接觸人體，三維攝像頭運(yùn)行獲取圖像并發(fā)送至處理主機(jī)，處理主機(jī)發(fā)出再次確認(rèn)彈窗；確認(rèn)無(wú)誤后，依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制絲桿組件運(yùn)行，帶動(dòng)活檢針下行進(jìn)行穿刺動(dòng)作，穿刺到位后，依據(jù)模擬數(shù)據(jù)控制抽吸單元運(yùn)行完成骨髓抽吸，而后橫桿、絲桿組件帶動(dòng)活檢針上行復(fù)位；三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組上行解除對(duì)人體的壓持，而后三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)穿刺模組橫移離開人體待穿刺部位的正上方；應(yīng)用本技術(shù)的方式方法，集成了對(duì)人體的壓持彩超掃描、三維圖像采集、人體壓持、活檢針模擬穿刺、活檢針自動(dòng)進(jìn)針等功能，可以很好的將彩超探頭與活檢針進(jìn)行整合為一體，解決了活檢針精準(zhǔn)自動(dòng)穿刺方案難以落地實(shí)施的難題。