Функциональная структура возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 17)

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой (вариант русской логики - версия 17)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении различных медицинских процедур.

Известна функциональная структура разворота аппарата диагностики многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы для операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления (см. Патент UA №72497), которая включает вертикальный корпус операционного стола с возможностью изменения высоты, который позиционно расположен в основании вертикального корпуса, которое закреплено на неподвижной поверхности и выполнено в виде цилиндра с внешними ребрами жесткости, внутри которого зафиксирована нижняя часть вертикального корпуса, выполненного в виде двух соосных цилиндров: внешнего и внутреннего, с возможностью поворотно-поступательного сдвига внутреннего цилиндра корпуса относительно внешнего цилиндра корпуса с помощью линейного повода, а также включает дополнительный вертикальный корпус с крышкой и повод для ее разворота, к которой под углом 120° зафиксированы три подъемных устройства индивидуального подъема корпусов со сферической внешней поверхностью с диагностическим выдвижным устройством с возможностью разворота и хирургическими элементами. При этом устройство разворота аппарата диагностики, который закреплен на цилиндровом выдвижном устройстве, выполнено в корпусе с двумя боковыми стенками полукруглой формы, которые с одной стороны закреплены в цилиндровом выдвижном устройстве, где также закреплен повод с редуктором разворота аппарата диагностики, с другой стороны боковых стенок, которые смещены друг относительно друга в секторе разворота крепежной планки аппарата диагностики, которая зафиксирована на первой конической шестеренке, расположенной внутри корпуса с двумя боковыми стенками полукруглой формы, и она функционально соединена с конической шестеренкой редуктора повода разворота (прототип).

Известный прототип имеет технические возможности, которые заключаются в том, что выдвижные элементы удержания диагностических и хирургический элементов и аппарат рентгеновского излучения находятся в корпусах робототехнической системы.

Недостатком известной функциональной структуры разворота аппарата диагностики многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы для операционного стола с возможностью информационно-компьютерного управления является функциональная незаконченность робототехнической системы, поскольку она не включает в единой своей конструкции функциональную структуру инструментального стола, где в определенной последовательности расположены корпуса диагностических и хирургических устройств.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, возвратно-поступательного подъема и разворота элементов в выдвижном механизме удержания корпусов диагностических и хирургических устройств.

Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая инструментальный стол с корпусами хирургических и диагностических элементов, которые расположены в электромагнитных устройствах их удержания, а также медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными и закрепленными по обе стороны верхней части медицинского стола, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола две линейные пластины с зубчатой поверхностью, функционально связанные с первой и второй шестеренками, позиционно расположенными по обе стороны нижней неподвижной части медицинского стола, а также включающая первый привод с редуктором для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола с опорными подшипниками относительно нижней неподвижной части медицинского стола, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе, а также включающая корпус с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов и аппарат (устройство) рентгеновского излучения с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством закрепления на пластине, при этом шестеренка второго привода с редуктором соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренкой аппарата (устройства) рентгеновского излучения для совместного разворота, при этом пластина второго привода с редуктором функционально связана со второй круглой шестеренкой, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором, который зафиксирован с цилиндрическим устройством, при этом введен матричный приемник рентгеновского излучения, который закреплен в среднем позиционном положении на нижней неподвижной части медицинского стола, а над верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно неподвижной части медицинского стола расположен корпус с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами, который выполнен тороидальной формы с соосной выдвижной крышкой, в нижней части которой соосно с возможностью возвратно-поступательного разворота зафиксирован цилиндрический или многогранный инструментальный стол с электромагнитными устройствами удержания корпусов хирургических и диагностических элементов, при этом соосно выдвижной крышке и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни, верхние концы которых закреплены в нижней части выдвижной крышки, а нижние концы опорных стержней зафиксированы на круглой опорной пластине, соосно которой последовательно закреплена вторая круглая шестеренка горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола и пластина второго привода с редуктором разворота аппарата (устройства) рентгеновского излучения, при этом нижняя часть цилиндрического устройства третьего привода с редуктором закреплена внутри нижней части инструментального стола, а внутри верхней части цилиндрического устройства равномерно по кругу закреплены опорные подшипники разворота, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины.

На фиг. 1 изображена крышка с инструментальным столом и с аппаратом рентгеновского излучения с возможностью разворота в тороидальной хирургической робототехнической системе. На фиг. 2 изображено позиционное положение тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой с аппаратом рентгеновского излучения в «Зоне выполнения медицинской процедуры». На фиг. 3 изображено позиционное положение выдвижных механизмов с электромагнитными корпусами удержания диагностических и хирургических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры». На фиг. 4 изображен напольный вариант тороидальной хирургической робототехнической системы.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая (фиг. 1-3) инструментальный стол 1 с корпусами 2 хирургических и диагностических элементов, которые расположены в электромагнитных устройствах 3 их удержания, а также медицинский стол (фиг. 2), который состоит из верхней части медицинского стола 4 с опорными подшипниками 5 и 6, последовательно расположенными и закрепленными по обе стороны верхней части медицинского стола 4, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола две линейные пластины 7 и 8 с зубчатой поверхностью, функционально связанные с первой и второй шестеренками 9 и 10, позиционно расположенными по обе стороны нижней неподвижной части медицинского стола 11, а также включающая (фиг. 3) первый привод с редуктором 12 для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола 4 с опорными подшипниками 5 относительно нижней неподвижной части медицинского стола 11, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе 13, а также включающая корпус 14 с выдвижными устройствами 15 приема корпусов хирургических и диагностических элементов 2 и аппарат (устройство) рентгеновского излучения 16 с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством (фиг. 1) закрепления на пластине 18. При этом шестеренка второго привода с редуктором 17 соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренкой 19 аппарата (устройства) рентгеновского излучения 16 для совместного разворота. При этом пластина 18 второго привода с редуктором 17 функционально связана со второй круглой шестеренкой 20, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором 21, который зафиксирован с цилиндрическим устройством 22. При этом введен матричный приемник 23 рентгеновского излучения (фиг. 2 и 3), который закреплен в среднем позиционном положении на нижней неподвижной части медицинского стола 11, а над верхней частью медицинского стола 4 с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно неподвижной части медицинского стола 11 расположен корпус 14 с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами 15, который выполнен тороидальной формы с соосной выдвижной крышкой 24, в нижней части которой соосно с возможностью возвратно-поступательного разворота зафиксирован цилиндрический или многогранный инструментальный стол 1 с электромагнитными устройствами 3 удержания корпусов 2 хирургических и диагностических элементов. При этом соосно выдвижной крышке 24 (фиг. 1) и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни 25, верхние концы которых закреплены в нижней части выдвижной крышки 24, а нижние концы опорных стержней 25 зафиксированы на круглой опорной пластине 26, соосно которой последовательно закреплена вторая круглая шестеренка 20 горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола 1 и пластина 18 второго привода с редуктором 17 разворота аппарата (устройства) рентгеновского излучения 16. При этом нижняя часть цилиндрического устройства 22 третьего привода с редуктором 21 закреплена внутри нижней части инструментального стола 1, а внутри верхней части цилиндрического устройства 22 равномерно по кругу закреплены опорные подшипники разворота 27, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины 26. На фиг. 2 изображена тороидальная хирургическая робототехническая система, внутри которой по кругу расположено несколько выдвижных устройств 15 приема корпусов хирургических и диагностических элементов 2, которые зафиксированы с возможностью разворота на концах выдвижной части линейных приводов 28 и реализованы с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального корпуса 14 посредством одного или нескольких приводов с редуктором 29 и неподвижной шестеренки 30, которая выполнена внутри корпуса 14 тороидальной формы. Для поднятия выдвижной крышки 24 использованы три троса 31 и привод подъема 32, которые расположены в секторе 120°. На фиг. 3 изображено одно из возможных позиционных положений электромагнитных устройств удержания 15.1 выдвижной системы 15 с хирургическими и диагностическими устройствами 2 в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над подвижной частью медицинского стола 4. На фиг. 4 изображен напольный вариант тороидальной хирургической робототехнической системы, в котором тороидальный корпус 14 для возвратно-поступательного смещения вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 11 зафиксирован на двух парах изогнутых стержней 33 и 34, которые закреплены на Г-образных пластинах 35 и 36 с опорными подшипниками 37 и 38. При этом Г-образные пластины 35 и 36 выполнены с линейными шестеренками, которые функционально соединены с шестеренками 39 и 40 стержня 41 с конической шестеренкой 42, которая функционально соединена с конической шестеренкой привода с редуктором 43 для возвратно-поступательного смещения вдоль неподвижной части медицинского стола 11 корпуса 14 тороидальной хирургической робототехнической системы.

Процедура продольного возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой заключается в следующем.

Перед началом выполнения медицинской процедуры рентгена в исходном положении тороидальная хирургическая робототехническая система (фиг. 2) с корпусом 14 тороидальной формы и крышкой 24 сферической формы с инструментальным столом 1 и аппаратом рентгеновского излучения 16, который выполнен с возможностью разворота, позиционно расположен в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над матричным приемником 23 рентгеновского излучения, а если учесть, что верхняя часть медицинского стола 4 с опорными подшипниками 5 и 6 выполнена с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 11 посредством привода с редуктором 12.1 и 12.2, то, по существу, в зону излучения аппаратом рентгеновского излучения 16 и в зону приема излучения матричным приемником 23 рентгеновского излучения может попасть любая область верхней части медицинского стола 4, которая выполнена с возможностью возвратно-поступательного смещения, и это смещение выполняют посредством первого привода с редукторами 12.1 и 12.2, которые функционально связаны с зубчатой поверхностью двух линейных пластин 7 и 8, а для однозначности возвратно-поступательного смещения в продольном направлении верхней части медицинского стола 4 зубчатые поверхности двух линейных пластин 7 и 8 функционально соединены с шестеренками 9 и 10 первого привода с редукторами 12.1 и 12.2. После выполнения процедуры рентгена (фиг. 2) выполняют подъем крышки 24 сферической формы с инструментальным столом 1 посредством трех тросов 31 и приводов подъема 32, которые расположены по кругу в секторах 120° для выполнения (фиг. 3) диагностических и хирургических действий в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для этого выдвижные устройства 15 предварительно разворачивают в зону «Приема инструмента» для выбора необходимого хирургического и/или диагностического устройств 2, которые расположены в электромагнитных устройствах 3 их удержания, которые расположены по окружности на цилиндрической или многогранной поверхности инструментального стола 1, выполненного с возможностью возвратно-поступательного разворота. После приема корпусов 2 хирургических и диагностических элементов выдвижные устройства 15, которые могут быть смещены в продольном направлении посредством верхней части медицинского стола 4 с опорными подшипниками 5 и 6, разворачивают (фиг. 3) в «Зону выполнения медицинской процедуры». При этом выдвижные устройства 15 (фиг. 3) в «Зоне выполнения медицинской процедуры» внутри корпуса 14 тороидальной формы могут быть корректировочно подняты посредством выдвижной части линейного привода 28 и смещены по кругу посредством привода разворота 29 и неподвижной шестеренки 30.

Использование предложенного технического решения позволяет расширить процедурные возможности тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой.

Функциональная структура возвратно-поступательного разворота и вертикального смещения диагностических и хирургических элементов инструментального устройства тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой, включающая инструментальный стол с корпусами хирургических и диагностических элементов, которые расположены в электромагнитных устройствах их удержания, а также медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными и закрепленными по обе стороны верхней части медицинского стола, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола две линейные пластины с зубчатой поверхностью, функционально связанные с первой и второй шестеренками, позиционно расположенными по обе стороны нижней неподвижной части медицинского стола, а также включающая первый привод с редуктором для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола с опорными подшипниками относительно нижней неподвижной части медицинского стола, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе, а также включающая корпус с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов и аппарат (устройство) рентгеновского излучения с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством закрепления на пластине, при этом шестеренка второго привода с редуктором соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренкой аппарата (устройства) рентгеновского излучения для совместного разворота, при этом пластина второго привода с редуктором функционально связана со второй круглой шестеренкой, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором, который зафиксирован с цилиндрическим устройством, отличающаяся тем, что введен матричный приемник рентгеновского излучения, который закреплен в среднем позиционном положении на нижней неподвижной части медицинского стола, а над верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно неподвижной части медицинского стола расположен корпус с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами, который выполнен тороидальной формы с соосной выдвижной крышкой, в нижней части которой соосно с возможностью возвратно-поступательного разворота зафиксирован цилиндрический или многогранный инструментальный стол с электромагнитными устройствами удержания корпусов хирургических и диагностических элементов, при этом соосно выдвижной крышке и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни, верхние концы которых закреплены в нижней части выдвижной крышки, а нижние концы опорных стержней зафиксированы на круглой опорной пластине, соосно которой последовательно закреплена вторая круглая шестеренка горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола и пластина второго привода с редуктором разворота аппарата (устройства) рентгеновского излучения, при этом нижняя часть цилиндрического устройства третьего привода с редуктором закреплена внутри нижней части инструментального стола, а внутри верхней части цилиндрического устройства равномерно по кругу закреплены опорные подшипники разворота, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины.