防止介入針誤動作的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說，涉及前列腺手術(shù)的醫(yī)療器械。
【背景技術(shù)】
[0002]前列腺是人體非常少有的、具有內(nèi)、外雙重分泌功能的性分泌腺，如栗子，底朝上，與膀胱相貼，尖朝下，抵泌尿生殖膈，前面貼恥骨聯(lián)合，后面依直腸，前列腺腺體的中間有尿道穿過，扼守著尿道上口，所以前列腺有病，排尿首先受影響。當(dāng)前列腺出現(xiàn)病變時，一種方法是“直腸指診”，觸知前列腺背面，憑借醫(yī)生的經(jīng)驗來進行判斷，另一種方法是進行前列腺活檢，即從前列腺取出組織的一小部分作為樣品，由病理學(xué)家或者專業(yè)醫(yī)生在顯微鏡下進行檢查。
[0003]前列腺活檢一般在泌尿外科進行，用時大約在15 — 20分鐘，通常使用直腸超聲(TRUS)進行前列腺的顯影，在直腸超聲的顯影幫助下，醫(yī)生使用活檢槍對前列腺的病灶區(qū)域進行取樣。在進行取樣過程中，活檢槍可選擇穿過直腸壁，或者經(jīng)會陰進入前列腺。臨床上的前列腺活檢和放射性粒子植入機器人系統(tǒng)需要高精度電機主導(dǎo)控制，在進入人體進行采樣時，這個過程中人為操作和機器操作容易因某些因素導(dǎo)致活檢槍在體內(nèi)出現(xiàn)誤操作，存在諸多問題:(I)軟件保護存在不確定性與遲滯性，且受超聲影像精度及實時性的限制；一旦軟件崩潰，將無法及時進行風(fēng)險提示、并有可能提供錯誤信息；若術(shù)者在無軟件保護下繼續(xù)實施穿刺，可能給受術(shù)者帶來傷害；(2)盡管機械上還有其他裝置加以保護，但人為的誤操作難以絕對避免，當(dāng)介入過程尚未結(jié)束，由于術(shù)者的失誤強行開始下一次介入過程，將難以避免地傷害受術(shù)者。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種防止介入針誤動作的裝置和方法，防止人為誤操作或軟件保護失效導(dǎo)致介入針在受術(shù)者體內(nèi)的誤動作給受術(shù)者帶來傷害，增強系統(tǒng)魯棒性、安全性，提高系統(tǒng)的風(fēng)險預(yù)估與糾錯能力。
[0005]本實用新型的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0006]防止介入針誤動作的裝置，包括姿態(tài)控制部件和檢測部件，其中:
[0007]在姿態(tài)控制部件前端設(shè)置第一開口，用于介入針穿出整個姿態(tài)控制部件；在姿態(tài)控制部件后端設(shè)置第二開口，用于介入針穿入整個姿態(tài)控制部件；
[0008]在姿態(tài)控制部件的中心且沿著軸向方向設(shè)置貫穿整個姿態(tài)控制部件的介入針通道;
[0009]第一開口、介入針通道和第二開口構(gòu)成介入針在姿態(tài)控制部件中的貫穿軌道，即介入針穿入時沿著“第二開口一介入針通道一第一開口”方向貫穿整個姿態(tài)控制部件；貫穿軌道所確定的直線為介入針目標(biāo)路徑。
[0010]檢測部件，設(shè)置在介入針目標(biāo)路徑上，用于采集介入針的位置信號，以判斷介入針的運行狀態(tài)。在上述技術(shù)方案中，姿態(tài)控制部件整體為圓柱體，或者長方體。
[0011]在上述技術(shù)方案中，檢測部件為紅外傳感器，通過紅外探測介入針的位置；或者光電傳感器，通過光電信號探測介入針的位置；或者限位開關(guān)，通過行程信號探測介入針位置。
[0012]在上述技術(shù)方案中，檢測部件設(shè)置在姿態(tài)控制部件的外部表面，選擇設(shè)置在第一開口的外側(cè)，或第二開口的外側(cè)，或同時設(shè)置在第一開口的外側(cè)和第二開口的外側(cè)。
[0013]在上述技術(shù)方案中，檢測部件設(shè)置在姿態(tài)控制部件的內(nèi)部，即介入針通道的通道壁上，選擇設(shè)置在第一開口的內(nèi)側(cè)，或者第二開口的內(nèi)側(cè)，或者沿第二開口至第一開口方向的介入針通道的通道壁上，或同時設(shè)置在第一開口內(nèi)側(cè)、第二開口內(nèi)側(cè)和沿第二開口至第一開口方向的介入針通道的通道壁上。
[0014]在上述技術(shù)方案中，檢測部件設(shè)置在介入針目標(biāo)路徑(即介入針通道所在直線)上、且與姿態(tài)控制部件分離的位置，例如，在介入針目標(biāo)路徑上，在遠(yuǎn)離患者的方向上距離第二開口 0.1-0.3厘米處，或者在患者與第一開口之間，距離第一開口 0.1-0.3厘米處，或者同時予以設(shè)置。
[0015]在進行使用時，姿態(tài)控制部件受軟件控制進行姿態(tài)調(diào)整，以使“第二開口一介入針通道一第一開口”的貫穿軌道位于軟件計算得到的介入針目標(biāo)路徑上，即將介入針從該姿態(tài)控制部件中穿過后可按照既定目標(biāo)路徑實施穿刺，不需要再進行穿刺線路的調(diào)整。當(dāng)介入針在介入針目標(biāo)路徑上行進時，檢測部件實時監(jiān)控介入針的狀態(tài)，并將介入針狀態(tài)傳送給控制器，檢測部件檢測到介入針時，說明介入手術(shù)正在進行，由控制器發(fā)出禁止動作信號，用于禁止控制姿態(tài)控制部件的電機動作，鎖定姿態(tài)控制部件的當(dāng)前位置，即將此時的外部控制信號視為誤操作而不予執(zhí)行。本實用新型的技術(shù)方案在軟件保護的基礎(chǔ)上，增加一級硬件風(fēng)險控制，形成對受術(shù)者的雙重保護；若軟件保護失效，也可有效避免介入針誤動作給受術(shù)者造成的傷害。
[0016]若當(dāng)前時刻穿刺過程未開始或已結(jié)束，檢測部件檢測不到介入針的信號，控制器不發(fā)出禁止動作信號，當(dāng)接收到外部指令時，控制器會根據(jù)需要的穿刺路徑向控制姿態(tài)控制部件的電機發(fā)送姿態(tài)調(diào)整信號，調(diào)整其轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速等，以實現(xiàn)對該姿態(tài)控制部件的位置、角度等的調(diào)整。
[0017]根據(jù)檢測部件設(shè)置的不同位置，在現(xiàn)實操作過程中優(yōu)選在第一開口的外側(cè)的姿態(tài)控制部件上進行檢測部件的設(shè)置，原因:當(dāng)介入針針尖穿出第一開口后(達(dá)到第一開口外側(cè)檢測部件的檢測區(qū)域)，介入針已經(jīng)臨近病患的皮膚，此時需要確保穿刺路徑的準(zhǔn)確，由控制器鎖定姿態(tài)控制部件的當(dāng)前位置，以便進行準(zhǔn)確穿刺；當(dāng)介入針由第一開口外側(cè)(第一開口外側(cè)檢測部件的檢測區(qū)域)退回至姿態(tài)控制部件的介入針通道時，說明本次穿刺已經(jīng)完成，鎖定解除，由控制器控制姿態(tài)控制部件為下一次穿刺進行位置調(diào)整，可有效縮短手術(shù)時間。
[0018]選擇在介入針目標(biāo)路徑設(shè)置多個檢測部件，以實現(xiàn)介入針位置的檢測與介入針動態(tài)信息的獲取。多個檢測部件中的任何一個檢測到介入針時，說明穿刺已經(jīng)開始或正在進行，由控制器發(fā)出禁止動作信號，用于禁止控制姿態(tài)控制部件的電機動作，鎖定姿態(tài)控制部件的當(dāng)前位置，即將此時的外部控制信號視為誤操作而不予執(zhí)行。根據(jù)多個檢測部件是否檢測到介入針、以及檢測到介入針的先后順序、檢測部件的安裝位置以及檢測部件之間的距離，計算得到介入針的動態(tài)信息:(I)根據(jù)檢測部件是否檢測到介入針、檢測到介入針的先后順序、以及介入針在某一處停留時間的長短，得到介入針的行進方向，即穿刺是尚未完成、還是取樣完畢準(zhǔn)備結(jié)束；(2)根據(jù)檢測部件檢測到介入針的時間和檢測部件之間的距離，得到介入針的實時速度。
[0019]如上述的防止介入針誤動作的裝置和方法在前列腺活檢或者放射性粒子植入中的應(yīng)用，可有效避免穿刺的誤操作，準(zhǔn)確穿刺病灶位置，有效縮短手術(shù)時間。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案通過檢測部件監(jiān)控介入針的位置，確保介入針仍在人體內(nèi)或者可能仍在人體內(nèi)時、或者軟件保護失效時，系統(tǒng)不會僅依據(jù)接收到的外部信號而不加辨別地開始下一次的介入過程，避免系統(tǒng)誤傷受術(shù)者。