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 19)

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 19)

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 привода, а также включает дополнительный вертикальный корпус с крышкой и привод 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 привод с редуктором разворота аппарата диагностики, с другой стороны боковых стенок, которые смещены относительно друг 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 шестернею редуктора привода 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 корпусы 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 продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы включает инструментальный стол с корпусами хирургических и диагностических элементов, а также медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными 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 включает 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 включает корпус с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов и аппарат (устройство) рентгеновского излучения с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством второго привода с редуктором, шестеренка которого соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренки аппарата (устройства) рентгеновского излучения для его разворота, при этом пластина для фиксации второго привода с редуктором функционально связана со второй круглой шестеренкой, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором, а также включает цилиндрическое устройство, при этом согласно изобретению введен матричный приемник рентгеновского излучения с двумя линейными пластинами с конической зубчатой поверхностью, которые закреплены в нижней его части и одна из них позиционно расположена на конической шестеренке четвертого привода с редуктором, а вторая из них позиционно расположена на двух смещенных в продольном направлении относительно друг друга конических шестеренках, при этом матричный приемник рентгеновского излучения для корректировочного продольного возвратно-поступательного смещения расположен в среднем позиционном положении над нижней неподвижной частью 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 внутри инструментального стола и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни, верхние концы которых зафиксированы с нижней части выдвижной крышки, а нижние концы опорных стержней зафиксированы на круглой опорной пластине, соосно которой расположен второй привод с редуктором разворота в вертикальной плоскости аппарата (устройства) рентгеновского излучения, при этом под круглой опорной пластиной соосно зафиксирована пластина фиксации второго привода с редуктором с цилиндрическими краями, с внутренней стороны которых закреплен третий привод с редуктором, шестеренка которого соединена для возвратно-поступательного разворота с зубчатой поверхностью второй круглой шестеренки горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола, которая зафиксирована с внутренней стороны цилиндрического устройства, в верхней части которого равномерно по кругу закреплены опорные подшипники разворота инструментального стола, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины, а нижняя часть цилиндрического устройства закреплена внутри нижней части инструментального стола для его возвратно-поступательного разворота.

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 продольного возвратно-поступательного перемещения устройства рентгеновского излучения в верхней части медицинского стола тороидальной хирургической робототехнической системы включает инструментальный стол 1 с корпусами 2 хирургических и диагностических элементов, а также медицинский стол (фиг. 2), который состоит из верхней части медицинского стола 3 с опорными подшипниками 4 и 5, последовательно расположенными по обе стороны верхней части медицинского стола 3, где также зафиксированы или выполнены в едином технологическом цикле вместе с верхней частью медицинского стола две линейные пластины 6 и 7 с зубчатой поверхностью, функционально связанные с первой и второй шестеренками 8 и 9, позиционно расположенными по обе стороны нижней неподвижной части медицинского стола 10, а также включает первый привод с редуктором 11 (11.1 и 11.2) для возвратно-поступательного продольного смещения верхней части медицинского стола 3 с опорными подшипниками 4 и 5 относительно нижней неподвижной части медицинского стола 10, которая закреплена на неподвижном опорном вертикальном корпусе 12 (фиг. 4), а также включает корпус 13 (фиг. 2 и 3) с выдвижными устройствами 14 приема корпусов 2 хирургических и диагностических элементов и аппарат (устройство) рентгеновского излучения 15 с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством второго привода с редуктором 16 (фиг. 1), шестеренка которого соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренки 17 аппарата (устройства) рентгеновского излучения 15 для его разворота, при этом пластина 18 для фиксации второго привода с редуктором 16 функционально связана со второй круглой шестеренкой 19, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором 20, а также включает цилиндрическое устройство 21. При этом введен матричный приемник рентгеновского излучения 22 (фиг. 2) с двумя линейными пластинами 23 и 24 с конической зубчатой поверхностью, которые закреплены в нижней его части и одна из них 24 позиционно расположена на конической шестеренке четвертого привода с редуктором 25, а вторая из них 23 позиционно расположена на двух смещенных в продольном направлении относительно друг друга двух конических шестеренках 26 и 27. При этом матричный приемник рентгеновского излучения 22 для корректировочного продольного возвратно-поступательного смещения расположен в среднем позиционном положении над нижней неподвижной частью медицинского стола 10, а над верхней частью медицинского стола 3 с возможностью возвратно-поступательного продольного смещения относительно неподвижной части медицинского стола 10 расположен корпус 13 с возможностью возвратно-поступательного смещения с выдвижными устройствами 14, который выполнен тороидальной формы с соосной выдвижной крышкой 28, в нижней части которой соосно с возможностью возвратно-поступательного разворота зафиксирован цилиндрический или многогранный инструментальный стол 1 с электромагнитными устройствами 29 удержания корпусов хирургических и диагностических элементов 2. При этом соосно выдвижной крышке 28 внутри инструментального стола 1 и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни 30 (фиг. 1), верхние концы которых зафиксированы с нижней части выдвижной крышки 28, а нижние концы опорных стержней 30 зафиксированы на круглой опорной пластине 31, соосно которой расположен второй привод с редуктором 16 разворота в вертикальной плоскости аппарата (устройства) рентгеновского излучения 15, при этом под круглой опорной пластиной 31 соосно зафиксирована пластина 18 фиксации второго привода с редуктором 16 с цилиндрическими краями, с внутренней стороны которых закреплен третий привод с редуктором 20, шестеренка которого соединена для возвратно-поступательного разворота с зубчатой поверхностью второй круглой шестеренки 19 горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола 1, которая зафиксирована с внутренней стороны цилиндрического устройства 21, в верхней части которого равномерно по кругу закреплены опорные подшипники 32 разворота инструментального стола 1, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины 31, а нижняя часть 33 цилиндрического устройства 21 закреплена внутри нижней части инструментального стола 1 для его возвратно-поступательного разворота. На фиг. 2 изображена тороидальная хирургическая робототехническая система, внутри которой по кругу расположено несколько выдвижных устройств 14 приема корпусов 2 хирургических и диагностических элементов 2, которые зафиксированы с возможностью разворота на концах выдвижной части линейных приводов 34 и реализованы с возможностью возвратно-поступательного разворота внутри тороидального корпуса 13 посредством одного или нескольких приводов с редуктором 35 и неподвижной шестеренки 36, которая выполнена или закреплена внутри нижней части корпуса 13 тороидальной формы. Для поднятия выдвижной крышки 28 использованы три троса 37 и приводы подъема 38, которые расположены в секторе 120°. На фиг. 3 изображено одно из возможных позиционных положений электромагнитных устройств удержания 14.1 корпусов 2 хирургических и диагностических элементов выдвижной системы 14 в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над верхней подвижной частью медицинского стола 3. На фиг. 4 изображен напольный вариант тороидальной хирургической робототехнической системы, в котором тороидальный корпус 13 с выдвижной крышкой 28 для возвратно-поступательного смещения вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 10 зафиксирован на двух парах изогнутых стержней 39 и 40, которые закреплены на Г-образных пластинах 41 и 42 с опорными подшипниками 43 и 44. При этом Г-образные пластины 41 и 42 выполнены с линейными шестеренками, которые функционально соединены с шестеренками 45 и 46 стержня 47 с конической шестеренкой 48, которая функционально соединена с конической шестеренкой привода с редуктором 49 для возвратно-поступательного смещения вдоль неподвижной части медицинского стола 10 корпуса 13 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 13 тороидальной формы и крышкой 28 сферической формы с инструментальным столом 1 и аппаратом рентгеновского излучения 15, который выполнен с возможностью разворота, позиционно расположен в «Зоне выполнения медицинской процедуры» над матричным приемником 22 рентгеновского излучения, а если учесть, что верхняя часть медицинского стола 3 с опорными подшипниками 4 и 5 выполнена с возможностью продольного возвратно-поступательного смещения вдоль нижней неподвижной части медицинского стола 10 посредством привода с редуктором 11.1 и 11.2, то, по существу, в зону излучения аппаратом рентгеновского излучения 15 и в зону приема излучения матричным приемником 22 рентгеновского излучения может попасть любая область верхней части медицинского стола 3, которая выполнена с возможностью возвратно-поступательного смещения, и это смещение выполняют посредством первого привода с редуктором 11.1 и 11.2, которые функционально связаны с зубчатой поверхностью двух линейных пластин 6 и 7, а для однозначности возвратно-поступательного смещения в продольном направлении верхней части медицинского стола 3 зубчатые поверхности двух линейных пластин 6 и 7 функционально соединены с шестеренками 8 и 9 привода с редуктором 11.1 и 11.2. После выполнения процедуры рентгена (фиг. 2) выполняют подъем крышки 28 сферической формы с инструментальным столом 1 посредством трех тросов 37 и приводов подъема 38, 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 14 предварительно разворачивают в зону «Приема инструмента» для выбора необходимого хирургического или диагностического устройства 2, которые расположены в электромагнитных устройствах 29 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 14 разворачивают (фиг. 3) в «Зону выполнения медицинской процедуры», они могут быть смещены в продольном направлении посредством верхней части медицинского стола 3 с опорными подшипниками 4 и 5. При этом выдвижные устройства 14 (фиг. 3) в «Зоне выполнения медицинской процедуры» внутри корпуса 13 тороидальной формы могут быть корректировочно подняты посредством выдвижной части линейного привода 34 и смещены по кругу посредством привода разворота 35 и неподвижной шестеренки 36.

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 инструментальный стол с корпусами хирургических и диагностических элементов, а также медицинский стол, который состоит из верхней части медицинского стола с опорными подшипниками, последовательно расположенными 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 включает 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 включает корпус с выдвижными устройствами приема корпусов хирургических и диагностических элементов и аппарат (устройство) рентгеновского излучения с возможностью разворота в вертикальной плоскости посредством второго привода с редуктором, шестеренка которого соединена с зубчатой поверхностью первой круглой шестеренки аппарата (устройства) рентгеновского излучения для его разворота, при этом пластина для фиксации второго привода с редуктором функционально связана со второй круглой шестеренкой, зубчатая поверхность которой для ее разворота соединена с шестеренкой третьего привода с редуктором, а также включает цилиндрическое устройство, отличающаяся тем, что введен матричный приемник рентгеновского излучения с двумя линейными пластинами с конической зубчатой поверхностью, которые закреплены в нижней его части и одна из них позиционно расположена на конической шестеренке четвертого привода с редуктором, а вторая из них позиционно расположена на двух смещенных в продольном направлении относительно друг друга конических шестеренках, при этом матричный приемник рентгеновского излучения для корректировочного продольного возвратно-поступательного смещения расположен в среднем позиционном положении над 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 внутри инструментального стола и по кругу с равным шагом расположены опорные стержни, верхние концы которых зафиксированы с нижней части выдвижной крышки, а нижние концы опорных стержней зафиксированы на круглой опорной пластине, соосно которой расположен второй привод с редуктором разворота в вертикальной плоскости аппарата (устройства) рентгеновского излучения, при этом под круглой опорной пластиной соосно зафиксирована пластина фиксации второго привода с редуктором с цилиндрическими краями, с внутренней стороны которых закреплен третий привод с редуктором, шестеренка которого соединена для возвратно-поступательного разворота с зубчатой поверхностью второй круглой шестеренки горизонтального возвратно-поступательного разворота инструментального стола, которая зафиксирована с внутренней стороны цилиндрического устройства, в верхней части которого равномерно по кругу закреплены опорные подшипники разворота инструментального стола, которые позиционно расположены на верхней части круглой опорной пластины, а нижняя часть цилиндрического устройства закреплена внутри нижней части инструментального стола для его возвратно-поступательного разворота.