专利名称：核磁共振环境下的新型针刺手术机械手机构的制作方法当前，进行前列腺手术的主要方法是微创近距离粒子放射治疗。手术过程通过针 刺将放射性粒子植入前列腺，进行局部放射治疗。而通常手动执行的针刺手术，大多要面对 精度差、无法实时成像的缺点；对于预先规划的轨迹，也可能会因为患者身体的移动和针刺 对于软组织的刺激，而无法实现预计的效果。而通过机器手辅助或者机器手实现高精度针 刺的手段，可以很好的解决这些问题。核磁共振成像(MRI)与传统的X射线、CT相比，能够避免对健康细胞的χ射线辐 射，且有优良的软组织分辨力和精确几何学特性，可以更加准确的探出病变区域，以确保合 理的轨迹优化，并且对病变部分的判断更加准确，以确保植入粒子的位置精度。专利号为 CN201010137726. 1的中国专利公开了“一种应用于核磁共振环境的针刺机械手机构“，通 过对六个滑块摆杆的主动滑块的控制，实现机器手的运动。其中，下层由四个滑块摆杆机构 组成，前后两套相对独立，每套由两个滑块摆杆机构组成，共用一个气缸控制，实现同步运 动，而前后两套则分别由不同气缸控制，异步运动，实现机构的上下、左右、倾斜、摇摆四个 自由度的运动。针刺运动，由丝杠滑轨机构，通过超声波电机的转动来实现针体在水平方向 的直线进给运动。采用本机构可以克服针刺手术的成像效果不及时和轨迹规划难的弊端， 能够极大程度的提高手术的精度，手术成功性和完善性。但该专利技术存在上层平台由摆 杆支撑，刚度较低、易摆动的问题。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以实现实时控制，在有限的 空间内提高针刺手术的精度，减少病人手术的痛苦的并且刚度高的核磁共振环境下的新型 针刺手术机械手机构。本发明的核磁共振环境下的新型针刺手术机械手机构，它包括从下至上顺次设置 的底层模块、中层模块和针刺层模块，所述的底层模块包括底层平台，所述的中层模块包括 中层平台，所述的针刺层模块包括针刺平台，在所述的针刺平台上安装有第二超声波电机， 所述的第二超声波电机的输出轴与第一丝杠相连，所述的第一丝杠与固定在针刺平台上的 丝杠座通过轴承连接，套在第一丝杠上的螺母的两侧各自套在一个光杠上，两个光杠的两 端分别连接在丝杠座上，在所述的螺母上连接有手术针，在所述的底层平台和中层平台之 间设置有螺母平台，在所述的底层平台上安装有第一丝杠滑轨机构，所述的第一丝杠滑轨 机构的滑块与第一齿条固定相连，所述的第一齿条与通过第一轴承转动安装在第二丝杠上 的摆动齿轮相啮合配合，所述的螺母平台连接在位于摆动齿轮上方的第二丝杠上，至少两 根导向柱的一端与摆动齿轮固定相连，至少两根导向柱的另一端插在螺母平台上的开孔内并与所述的开孔相滑移配合，所述的第二丝杠的底部通过第二轴承沿竖直方向转动连接在 所述的底层平台上并且其顶部与螺母平台相螺纹连接配合，在所述的摆动齿轮的底面上连 接有第二丝杠滑轨机构，所述的第二丝杠滑轨机构的滑块与第二齿条固定相连，所述的第 二齿条与安装在底层平台和摆动齿轮之间的第二丝杠上的抬升齿轮相啮合配合，在所述的 螺母平台上安装有第一超声波电机，所述的第一超声波电机的输出轴沿水平方向设置并与 中层平台固定相连，所述的第二丝杠与第一超声波电机的输出轴彼此垂直设置，在所述的 中层平台的底面上连接有第三丝杠滑轨机构，所述的第三丝杠滑轨机构的滑块与摆杆固定 相连，在所述的中层平台上开有直线导轨槽，在所述的针刺平台上开有与所述的直线导轨 槽成角度设置的斜向导向槽，所述的摆杆通过直线导向槽插在所述的斜向导向槽中，所述 的第三丝杠滑轨机构的滑块的运动方向与第一超声波电机的输出轴彼此垂直设置。本发明的突出优点是本发明结构灵活，综合运用齿轮齿条、丝杠螺母、摆杆滑槽等机构能够实现大范围 的上下、左右、倾斜和摇摆运动；同时结构紧凑，气缸布置巧妙，能够在核磁仪有限空间内辅 助完成针刺手术，克服手术过程中成像效果不及时和轨迹规划难的弊端，能够极大程度的 提高手术的精度，手术的成功性和完善性，从而为核磁共振成像(MRI)引导机器人辅助微 创外科手术开辟了新的途径。图1为本发明的核磁共振环境下的新型针刺手术机械手机构的结构立体图；图2为图1所示的机构的底层模块俯视图；图3为图1所示的机构的底层局部仰视剖视图；图4为图1所示的机构的中层平台仰视图；图5为图1所示的机构的针刺平台俯视图。

本发明公开了核磁共振环境下的新型针刺手术机械手机构，五个自由度被分配在三个各自独立的模块执行。底层模块由丝杠滑轨机构和两套不同的齿轮齿条机构组成，由丝杠滑轨机构和一套齿轮齿条机构共同作用，通过气缸控制，实现装置的抬升运动；另一套齿轮齿条机构在另外气缸控制下实现装置的水平摆动。中层模块的平台分别通过超声波电机的转动和气缸的推动实现装置的俯仰运动和水平面内的平移运动。针刺层模块实现针刺运动，由丝杠滑轨机构，通过超声波电机的转动来实现针体在水平方向的直线进给运动。采用本发明结构能够实现大范围的上下、左右、倾斜和摇摆运动；同时结构紧凑，能够在核磁仪有限空间内辅助完成针刺手术，极大程度的提高手术的精度。