Функциональная структура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы (вариант русской логики - версия 3)

Функциональная структура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы (вариант русской логики - версия 3)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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

Известна функциональная структура горизонтального перемещения аппарата диагностики многофункциональной диагностико-хирургической робототехнической системы для операционного стола с возможностью информационно компьютерного управления (см. патент UA №72496), включающая медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно нижней части медицинского стола, который позиционно расположен в верхней части вертикального, выполненного в виде двух соосных цилиндров внешнего и внутреннего, с возможностью поворотно-поступательного сдвига с помощью линейного повода, а также включает дополнительный вертикальный корпус с крышкой и приводом для ее разворота и возможностью возвратно-поступательного смещения относительно медицинского стола, при этом к вертикальному корпусу с крышкой под углом 120° зафиксированы три подъемных устройства индивидуального подъема корпусов со сферической внешней поверхностью с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических элементов и диагностическими выдвижным устройством, включая аппарат рентгеновского излучения с возможностью разворота (прототип).

Известный прототип имеет технические возможности, которые заключаются в том, что выдвижные элементы удержания диагностических и хирургических элементов с аппаратом рентгеновского излучения в исходном положении находятся в закрытом корпусе робототехнической системы, которые функционально связаны с верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно нижней части медицинского стола.

Недостатком известной функциональной структуры продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения является функциональная незаконченность робототехнической системы, поскольку она не включает в единой своей конструкции функциональную структуру матричного приемника рентгеновского излучения.

Техническим результатом предложенного изобретения является усовершенствование известной функциональной структуры продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения относительно матричного приемника такого излучения.

Указанный технический результат достигается следующей функциональной структурой.

Функциональная структура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы, включающая медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными по обе стороны, 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 верхней части медицинского стола, а также включает первый привод с редуктором для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола относительно нижней неподвижной части медицинского стола, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе, а также включает корпус с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов с возможностью возвратно-поступательного смещения относительно нижней неподвижной части медицинского стола, а также включает аппарат рентгеновского излучения с возможностью разворота, при этом введены второй привод с редуктором и матричный приемник рентгеновского излучения, корректировочный привод с редуктором с выходной конической шестеренкой, две дополнительные конические шестеренки и две дополнительные линейные пластины с конической зубчатой поверхностью, которые зафиксированы со смещением относительно друг друга в нижней части матричного приемника рентгеновского излучения и одна из дополнительных пластин с конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на выходной конической шестеренке корректировочного привода с редуктором, а вторая дополнительная пластина конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на двух дополнительных конических шестеренках, которые смещены относительно друг друга и закреплены так же, как и корректировочный привод с редуктором, в средней части на нижней неподвижной части медицинского стола, а над верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения на 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 разворота зафиксирован инструментальный стол с электромагнитными устройствами удержания корпусов хирургических и диагностических элементов, а в нижней части инструментального стола с возможностью разворота закреплен аппарат рентгеновского излучения, при этом первый и второй приводы с редуктором закреплены на нижней неподвижной части медицинского стола со смещением относительно первой и второй шестеренок и шестеренки первого и второго привода с редуктором функционально соединены с зубчатой поверхностью первой и второй линейной пластины соответственно для совместного смещения верхней части медицинского стола относительно нижней неподвижной части медицинского стола.

На фиг. 1 изображено позиционное положение матричного приемника рентгеновского излучения и одно из позиционных положений тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой с аппаратом рентгеновского излучения (вид сверху). На фиг. 2 изображено позиционное положение тороидальной хирургической робототехнической системы с выдвижной крышкой с аппаратом рентгеновского излучения, которая расположена над верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно нижней неподвижной части медицинского стола. На фиг. 3 изображен механизм возвратно-поступательного смещения тороидальной хирургической робототехнической системы. На фиг. 4 изображено позиционное положение выдвижного механизма электромагнитного удержания корпусов диагностических и хирургических устройств в «Зоне выполнения медицинской процедуры».

Функциональная структура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы, включающая медицинский стол, который состоит (фиг. 1) из верхней части медицинского стола 1 с опорными подшипниками 2 и 3, последовательно расположенными по обе стороны верхней части медицинского стола 1 для возвратно-поступательного смещения на нижней неподвижной части медицинского стола 4, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола 1 две линейные пластины 5 и 6 с зубчатой поверхностью, функционально связанные с первой и второй шестеренками 7 и 8, позиционно расположенными по обе стороны на нижней части медицинского стола 4, а также включает первый привод с редуктором 9 для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола 1 относительно нижней неподвижной части медицинского стола 4, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе 10, а также включает корпус 11 с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами 12 приема корпусов хирургических и диагностических элементов 13 (фиг. 2) с возможностью возвратно-поступательного смещения относительно нижней неподвижной части медицинского стола 4, а также включает аппарат рентгеновского излучения 14 с возможностью разворота. При этом введены второй привод с редуктором 15 и матричный приемник рентгеновского излучения 16, корректировочный привод с редуктором 17 с выходной конической шестеренкой, две дополнительные конические шестеренки 18 и две дополнительные линейные пластины 19 и 20 с конической зубчатой поверхностью, которые зафиксированы со смещением относительно друг друга в нижней части матричного приемника рентгеновского излучения 21 и одна из дополнительных пластин 20 с конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на выходной конической шестеренке корректировочного привода с редуктором 17, а вторая дополнительная пластина 19 конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на двух дополнительных конических шестеренках 18, которые смещены относительно друг друга и закреплены так же, как и корректировочный привод с редуктором 17, в средней части на нижней неподвижной части медицинского стола 4, а над верхней частью медицинского стола 1 с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения на неподвижной части медицинского стола 4 (на фиг. 3 позиции 4.1 и 4.2) расположен корпус 11 с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами 12, который выполнен тороидальной формы с соосной выдвижной крышкой 22, в нижней части которой соосно с возможностью разворота зафиксирован инструментальный стол 23 с электромагнитными устройствами 24 удержания корпусов хирургических и диагностических элементов 13, а в нижней части инструментального стола 23 с возможностью разворота закреплен аппарат рентгеновского излучения 14, при этом первый и второй приводы с редуктором 9 и 15 закреплены на нижней неподвижной части медицинского стола 4 со смещением относительно первой и второй шестеренок 7 и 8 соответственно и шестеренки первого и второго привода с редуктором 9 и 15 функционально соединены с зубчатой поверхностью первой и второй линейной пластины 5 и 6 соответственно для совместного смещения верхней части медицинского стола 1 относительно нижней неподвижной части медицинского стола 4. На фиг. 2 изображен тороидальный корпус 11 с выдвижной крышкой 22, и подъем ее осуществляют посредством трех тросов 25 и приводов подъема 26 для возможности разворота выдвижных устройств в зону «Приема инструмента» корпусов хирургических и диагностических элементов 13 с последующим разворотом их (фиг. 4) в «Зону выполнения медицинской процедуры». На фиг. 2 выдвижные устройства 12 зафиксированы с возможностью разворота на выдвижной части линейного привода 27, который посредством привода разворота 28 и неподвижной шестеренки 29 может быть смещен по кругу внутри тороидального корпуса 11. На фиг. 3 изображен механизм возвратно-поступательного смещения тороидального корпуса 11, который закреплен посредством двух пар изогнутых стержней 30 и 31 на Г-образной пластине 32 и 33 с опорными подшипниками 34 и 35 с пластиной с зубчатой поверхностью 36 и 37, которые функционально связаны с двумя шестеренками 38 и 39, закрепленными на общем стержне 40 с конической шестеренкой 41, которая функционально связана с конической шестеренкой привода 42 для продольного возвратно-поступательного смещения тороидального корпуса 11 вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 4 (позиции 4.1 и 4.2). На фиг. 4 изображено одно из возможных позиционных положений электромагнитных устройств удержания 43 выдвижной системы 12 с хирургическими и диагностическими устройствами 13 в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над подвижной верхней частью медицинского стола 1, которая реализована с возможностью возвратно-поступательного смещения относительно тороидальной робототехнической системы (фиг. 3).

Процедура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола совместно с тороидальной хирургической робототехнической системой заключается в следующем.

Перед началом выполнения медицинской процедуры рентгена в исходном положении тороидальная хирургическая робототехническая система (фиг. 2) с корпусом 11 тороидальной формы и крышкой 22 сферической формы с инструментальным столом 23 и аппаратом рентгеновского излучения 14, который выполнен с возможностью разворота, позиционно расположена в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над матричным приемником 16 рентгеновского излучения (фиг. 1), а если учесть, что верхняя часть медицинского стола 1 с опорными подшипниками 2 и 3 выполнена с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 4, то, по существу, в зону излучения аппаратом рентгеновского излучения 14 и в зону приема излучения аппаратом рентгеновского излучения 14 может попасть любая область верхней части медицинского стола 1, которая выполнена с возможностью возвратно-поступательного смещения и это смещение выполняют посредством первого привода с редуктором 9 и второго привода с редуктором 15, которые функционально связаны с зубчатой поверхностью двух линейных пластин 5 и 6, а для однозначности возвратно-поступательного смещения в продольном направлении верхней части медицинского стола 1 с зубчатой поверхностью двух линейных пластин 5 и 6 функционально соединены первая и вторая шестеренка 7 и 8. Поскольку тороидальный корпус 11 с выдвижными устройствами (элементами) 12 и аппаратом рентгеновского излучения 14 по сравнению с матричным приемником 16 рентгеновского излучения имеют большую массу, поэтому введен корректировочный привод с редуктором с выходной конической шестеренкой, две дополнительные конические шестеренки 18 и две дополнительные линейные пластины 19 и 20 с конической зубчатой поверхностью, которые зафиксированы со смещением относительно друг друга в нижней части матричного приемника рентгеновского излучения 21 и одна из дополнительных пластин 20 с конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на выходной конической шестеренке корректировочного привода с редуктором 17. А вторая дополнительная пластина 19 конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на двух дополнительных конических шестеренках 18, которые смещены относительно друг друга и закреплены так же, как и корректировочный привод с редуктором 17, в средней части на нижней неподвижной части медицинского стола 4. В результате посредством корректировочного привода с редуктором 17 может быть выполнена процедура возвратно-поступательного корректировочного смещения матричного приемника рентгеновского излучения 21 относительно позиционного положения аппарата рентгеновского излучения 14. После выполнения процедуры рентгена (фиг. 2) выполняют подъем крышки 22 сферической формы с инструментальным столом 23 посредством трех тросов 25 и приводов подъема 26, которые расположены по кругу в секторах 120° для выполнения (фиг. 4) диагностических и хирургических процедур в «Зоне выполнения медицинской процедуры», а для этого выдвижные устройства (системы) 12 предварительно разворачивают в зону «Приема инструмента» для выбора необходимого хирургического или диагностического устройства 13, которые расположены в электромагнитных устройствах 24 их удержания, которые расположены по окружности на цилиндрической поверхности инструментального стола 23, выполненного с возможностью возвратно-поступательного разворота. После приема корпусов 13 хирургических и диагностических элементов выдвижные устройства 12 разворачивают в «Зону выполнения медицинской процедуры», которая может быть смещена в продольном направлении посредством верхней части медицинского стола 1 с опорными подшипниками 2 и 3. При этом выдвижные устройства 12 в «Зоне выполнения медицинской процедуры» внутри корпуса 11 тороидальной формы могут быть корректировочно подняты посредством выдвижной части линейного привода 27 и смещены по кругу посредством привода разворота 28 и неподвижной шестеренки 29.

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

Функциональная структура продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы, включающая медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными по обе стороны, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола две линейные пластины с зубчатой поверхностью, функционально связанной с первой и второй шестеренками, позиционно расположенными по обе стороны верхней части медицинского стола, а также включает первый привод с редуктором для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола относительно нижней неподвижной части медицинского стола, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе, а также включает корпус с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов с возможностью возвратно-поступательного смещения относительно нижней неподвижной части медицинского стола, а также включает аппарат рентгеновского излучения с возможностью разворота, отличающаяся тем, что введены второй привод с редуктором и матричный приемник рентгеновского излучения, корректировочный привод с редуктором с выходной конической шестеренкой, две дополнительные конические шестеренки и две дополнительные линейные пластины с конической зубчатой поверхностью, которые зафиксированы со смещением относительно друг друга в нижней части матричного приемника рентгеновского излучения и одна из дополнительных пластин с конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на выходной конической шестеренке корректировочного привода с редуктором, а вторая дополнительная пластина конической зубчатой поверхностью средней своей частью позиционно расположена на двух дополнительных конических шестеренках, которые смещены относительно друг друга и закреплены так же, как и корректировочный привод с редуктором, в средней части на нижней неподвижной части медицинского стола, а над верхней частью медицинского стола с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения на 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 разворота зафиксирован инструментальный стол с электромагнитными устройствами удержания корпусов хирургических и диагностических элементов, а в нижней части инструментального стола с возможностью разворота закреплен аппарат рентгеновского излучения, при этом первый и второй приводы с редуктором закреплены на нижней неподвижной части медицинского стола со смещением относительно первой и второй шестеренок и шестеренки первого и второго привода с редуктором функционально соединены с зубчатой поверхностью первой и второй линейной пластины соответственно для совместного смещения верхней части медицинского стола относительно нижней неподвижной части медицинского стола.