CN119818817A - 一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统及其使用方法，其植入输出接口用于连接输送导管，输送导管前端连接有中空穿刺针；拔芯机构可与针芯的尾部对接，将输送导管与穿刺针内的针芯拔出，从而形成中空的植入通道；植入机构将放射源从植入输出接口推出，当拔芯机构将输送导管与穿刺针内的针芯拔出后，可将放射源沿着输送导管和穿刺针的中空通道输送至预设位置；拔针机构控制穿刺针从目标对象中向外拔出。本发明通过手动切换拔芯通道，通过拔芯机构将针芯从输送导管与穿刺针中抽出，形成中空的放射源植入通道，再由植入机构将放射源沿着输送导管与穿刺针植入生物体组织，有效减少放射源对操作人员的辐射影响。

Description

一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统及其使用 方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统及其使用方法。

背景技术

放射性粒子植入手术是通过穿刺的方式，将具有很多个具有放射性的粒子直接植入到肿瘤内做一个局部的放疗，这种手术适应症很广，包括肺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌等，而且其创口小、出血少，手术并发症相对较少，但却可以有效的抑制肿瘤的生长。

这种手术的基本流程是，首先拍摄术前CT，并在TPS系统中确定穿刺路径与粒子布置方案，之后根据规划，将很多根穿刺针插到肿瘤内。这个过程可以借助穿刺引导模板完成，从而保证各个针之间的间距和方向与术前规划保持一致。在通过CT确认所有穿刺针均到达目标位置之后，医生再通过穿刺针建立的通道，将多个粒子按术前规划推入到肿瘤内部，完成手术。另外为了避免穿刺针内涌入血液凝固后造成针鞘堵塞，还需要在穿刺针内设置针芯，从而填充针内的空间，并在植入前将针芯拔出，建立植入通道。

但目前这种手术时间较长，而且医生在植入过程中需与粒子近距离接触，受到极大的辐射伤害，这极大地限制了这类手术的应用与推广。因此，放射源植入机器人系统应运而生，例如中国专利CN201910714054.7所提出的粒子植入手术机器人，该机器人系统在机器人的末端安装自动粒子植入枪，可以高精度地完成穿刺与粒子植入。

但是该粒子植入枪与穿刺针在手术过程中始终刚性相连，很容易划伤患者，而且粒子植入是在穿刺完成之后立刻进行的，这改变了传统手工手术的流程，使拍摄CT验证需要在每次穿刺之后立刻进行，这极大地增加了患者拍摄CT的数量，使其受到较大辐射。而且该设备没法解决多根穿刺针拔芯的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，包括：

植入输出接口：用于连接输送导管，输送导管前端连接有中空穿刺针，植入输出接口与输送导管连接后形成植入通道；

拔芯机构，所述拔芯机构可与针芯的尾部对接，将输送导管与穿刺针内的针芯拔出，从而形成中空的植入通道，拔芯机构为摩擦式拔芯机构、往复卡紧式拔芯机构、卷绕式拔芯机构的一种或组合；

植入机构：将放射源从植入输出接口推出，当拔芯机构将输送导管与穿刺针内的针芯拔出后，可将放射源沿着输送导管和穿刺针的中空通道输送至预设位置；

拔针机构：控制穿刺针从目标对象中向外拔出；

还包括拔芯接口，植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个，或者植入输出接口即为拔芯接口；可手动将不同的输送导管与拔芯接口的另一侧对插，从而实现不同输送导管的手动切换拔芯通道。

作为优选，当植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个时，拔芯接口的一侧与拔芯机构对准，可手动将不同的输送导管与植入输出接口或拔芯接口对插，从而实现手动切换植入通道或拔芯通道；所述的输送导管与植入输出接口、或输送导管与拔芯接口之间通过快接结构连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

作为优选，当植入输出接口即为拔芯接口时，还包括第二运动平台，所述第二运动平台包括往复机构和前后对接机构，所述往复机构控制拔芯机构和植入机构左右往复移动，驱动拔芯机构或植入机构分别与植入输出接口对齐，所述前后对接机构驱动拔芯机构或植入机构前后移动，控制拔芯机构或植入机构与植入输出接口之间的距离，以实现拔芯机构或植入机构与植入输出接口的对接；所述的输送导管与植入输出接口之间通过快接结构连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

作为优选，所述植入机构包括推杆、推杆驱动机构和放射源供料机构，所述推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，通过放射源推入植入输出接口将放射源推出穿刺针，植入进生物体组织，所述放射源供料机构是粒子弹夹、粒子链供料机构、粒子排列供料机构的一种或组合，所述粒子排列供料机构是抓取式供料机构、槽口排列供料机构、V形槽排列供料机构、振动盘供料机构的一种或组合。

作为优选，还包括固定板，所述拔芯机构和植入机构安装在固定板的一侧，所述固定板对应拔芯机构和植入机构的位置设有植入输出接口和拔芯接口，输送导管一端固定连接有植入快接头，另一端与穿刺针连接，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或插入或连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

作为优选，所述植入机构、拔芯机构和拔针机构安装在一个防护壳内，所述防护壳上分别设有一个植入输出接口和一个拔芯接口，所述植入输出接口的附近设有拔针口，所述输送导管固定连接有植入快接头，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或通过快拆结构连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

作为优选，所述拔针机构配置有一个拔针驱动位置，通过手动将不同的输送导管或随管拔针驱动头安装到该拔针驱动位置来对不同的穿刺针进行拔针；所述拔针驱动位置设置在植入输出接口的附近。

作为优选，所述拔针机构包括拔针驱动机构和输送导管，输送导管包括内管和外管，外管外套于内管，内管前端连接插入目标对象的穿刺针，外管前端与目标对象相抵或连接；所述内管和外管在拔针驱动机构的作用下能够相对运动，以使穿刺针向远离目标对象的方向运动，并将穿刺针从目标对象中拔出；所述拔针驱动机构包括手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动，或者手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构通过驱动随管拔针组件动作，然后由随管拔针组件通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式驱动内外管发生相对滑动，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均设置有测量穿刺针移动量的测量元件；

当所述拔针驱动机构通过推拉式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动时，推拉式驱动采为伸缩顶杆，当输送导管的内管与植入输出接口进行安装后，伸缩顶杆可从拔针驱动位置伸出并顶推外管，使所述外管能够相对内管向前运动，并将穿刺针从目标对象中拔出。

作为优选，所述摩擦式拔芯机构采用摩擦拔芯组件，所述摩擦拔芯组件上的一部分与针芯压紧，通过压紧产生的摩擦力将针芯进行抽拔，所述摩擦拔芯组件是摩擦轮、摩擦带的一种或组合；

所述往复卡紧式拔芯机构采用卡紧组件与往复运动组件，卡紧组件控制对针芯的卡紧和松开，往复运动组件控制卡紧组件往复移动，往复运动组件带动卡紧组件往外移动时，卡紧组件将针芯卡紧实现往外拔出，当往复运动组件带动卡紧组件往内移动时，卡紧组件将针芯松开；所述卡紧组为主动卡紧组件或被动卡紧组件，所述被动卡紧组件在往外移动时自动将针芯卡紧，向内移动时自动松开针芯，所述主动卡紧组件能够主动控制卡紧与松开，配合往复运动组件实现向后拔芯运动；所述往复运动组件采用电机驱动、气动推杆驱动或液压推杆驱动；

所述卷绕式拔芯机构采用拔芯轮组件，所述针芯尾部直接与卷芯轮固定或者通过被动卡紧部将针芯卡紧，然后通过卷芯轮旋转拔芯。

作为优选，所述拔芯机构包括拔芯驱动轮组和收纳装置，所述拔芯驱动轮组将针芯拔出或送回输送导管，收纳装置为拔芯收纳轮或收纳套管。

一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统的使用方法，包括如下步骤；

(1)将多根穿刺针按照规划好的进针路线插入目标对象位置处；

(2)将其中一根穿刺针的尾部连接上输送导管，手动将这根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插，或者将所有穿刺针尾部都分别连接上一根输送导管，或者穿刺针尾部始终连接有输送导管，然后手动将其中一根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插；当内管与拔芯接口对插后，此时露出在内管外的一部分柔性针芯正好插入拔芯机构内的拔芯摩擦轮内，然后拔芯机构驱动拔芯摩擦轮旋转能够使柔性针芯从输送导管内抽出并收纳在收纳装置内；

(3)手动将输送导管的内管从拔芯接口拔出或移开，然后对接到植入机构对应的植入输出接口上：植入输出接口与输送导管对接形成植入通道；调节套设在内管外部的外管，使外管的一端抵压或连接在目标对象上；

(4)植入机构的推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，将放射源从植入输出接口推入，沿着输送导管一直推送到穿刺针的前端，此时在拔针驱动机构的作用下向内管和/或外管施加作用力，使内管和外管发生相对运动，使内管牵拉着穿刺针向远离目标对象的方向运动实现拔针动作，从而调整放射源的植入深度；

(5)手动将该输送导管的内管与植入机构对应的植入输出接口脱离，然后再切换到另外一根穿刺针重复完成步骤(2)～步骤(4)，直到所有穿刺针已完成植入，即可完成手动切换拔芯通道的半自动化的粒子植入。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、采用柔性输送导管递送放射源，并采用内外管拔针，通过自动拔针或手动拔针控制内外管之间发生相对运动，控制穿刺针拔出以调整放射源的植入深度，保证拔针机构与穿刺针的柔性连接，避免牵拉穿刺针划伤患者，让操作人员在远离放射源的地方完成所有操作，有效减少放射源对操作人员的辐射影响；

2、在输送导管与穿刺针内设置针芯，防止生物体组织内的液体涌入穿刺针将其堵住，在手术过程中通过拔芯机构将针芯从输送导管与穿刺针中抽出，形成中空的放射源植入通道，再由植入机构将放射源沿着输送导管与穿刺针植入生物体组织；

3、采用手动切换植入和拔芯通道，解决了多根针选择性拔芯的问题，放射源可以沿着拔芯后的不同输送导管与穿刺针进入病灶中。

附图说明

图1为本发明的实施例1的单个植入输出接口的实施例结构示意图；

图2为本发明的实施例1的拔针机构内的拨片的结构示意图；

图3为本发明的实施例1的拔针机构的拔针驱动轴、拔针快速接头和拔针控制盒的结构示意图；

图4为本发明的实施例1的拔针快速接头的内部剖视图；

图5为本发明的实施例2的植入输出接口即为拔芯接口时的结构示意图；

图6为本发明的实施例2的主视图；

图7为本发明的实施例2的拔针驱动机构的结构示意图；

图8为本发明的实施例2的粒子弹夹装夹后的结构示意图；

图9为本发明的实施例2的植入和拔针时的结构示意图；

图10为本发明的实施例3的单个植入输出接口设置在拔针驱动机构位置附近的结构示意图；

图11为本发明的实施例3的防护壳A内部结构示意图；

图12为本发明的实施例3的拔芯驱动装置结构示意图；

图13为本发明的实施例3的拔芯驱动装置侧面剖视图；

图14为本发明的实施例3的放射源输送装置侧面剖视图；

图15为本发明的实施例3的穿刺针结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，包括：植入输出接口(如本实施例的8111126)：用于连接输送导管(如本实施例的内管8111109)，输送导管前端连接有中空穿刺针，植入输出接口与输送导管连接后形成植入通道；

拔芯机构，所述拔芯机构(如本实施例的拔芯机构8111103)可与针芯的尾部对接，将输送导管与穿刺针内的针芯拔出，从而形成中空的植入通道，拔芯机构为摩擦式拔芯机构、往复卡紧式拔芯机构、卷绕式拔芯机构的一种或组合；

植入机构(如本实施例的放射源植入装置8111102)：将放射源从植入输出接口推出，当拔芯机构将输送导管与穿刺针内的针芯拔出后，可将放射源沿着输送导管和穿刺针的中空通道输送至预设位置；

拔针机构(如本实施例的拔针机构8111107)：控制穿刺针从目标对象中向外拔出。

还包括拔芯接口(如本实施例的8111127)，植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个，或者植入输出接口即为拔芯接口；可手动将不同的输送导管与拔芯接口的另一侧对插，从而实现不同输送导管的手动切换拔芯通道

当植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个时，拔芯接口的一侧与拔芯机构对准，可以手动将输送导管与拔芯接口的另一侧对插，从而实现不同输送导管的切换拔芯；可手动将不同的输送导管与植入输出接口或拔芯接口对插，从而实现手动切换植入通道或拔芯通道；所述的输送导管与植入输出接口、或输送导管与拔芯接口之间通过快接结构(如本实施例的植入快接头81112102)连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

所述植入机构包括推杆、推杆驱动机构和放射源供料机构，所述推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，通过放射源推入植入输出接口将放射源推出穿刺针，植入进生物体组织，所述放射源供料机构是粒子弹夹、粒子链供料机构、粒子排列供料机构的一种或组合，所述粒子排列供料机构是抓取式供料机构、槽口排列供料机构、V形槽排列供料机构、振动盘供料机构的一种或组合。

还包括固定板(如本实施例的固定板81112101)，所述拔芯机构和植入机构安装在固定板的一侧，所述固定板对应拔芯机构和植入机构的位置设有植入输出接口和拔芯接口，输送导管一端固定连接有植入快接头，另一端与穿刺针连接，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或插入或连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

所述拔针机构包括拔针驱动机构和输送导管，输送导管包括内管(如本实施例的内管8111109)和外管(如本实施例的外管8111106)，外管外套于内管，内管前端连接插入目标对象的穿刺针，外管前端与目标对象(如本实施例的人体模板8111105)相抵或连接；所述内管和外管在拔针驱动机构的作用下能够相对运动，以使穿刺针向远离目标对象的方向运动，并将穿刺针从目标对象中拔出；所述拔针驱动机构包括手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动，或者手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构通过驱动随管拔针组件动作，然后由随管拔针组件通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式驱动内外管发生相对滑动，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均设置有测量穿刺针移动量的测量元件；

当所述拔针驱动机构通过推拉式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动时，推拉式驱动采为伸缩顶杆，当输送导管的内管与植入输出接口进行安装后，伸缩顶杆可从拔针驱动位置伸出并顶推外管，使所述外管能够相对内管向前运动，并将穿刺针从目标对象中拔出。

所述摩擦式拔芯机构采用摩擦拔芯组件，所述摩擦拔芯组件上的一部分与针芯(如本实施例的针芯81112103)压紧，通过压紧产生的摩擦力将针芯进行抽拔，所述摩擦拔芯组件是摩擦轮、摩擦带的一种或组合；

所述往复卡紧式拔芯机构采用卡紧组件与往复运动组件，卡紧组件控制对针芯的卡紧和松开，往复运动组件控制卡紧组件往复移动，往复运动组件带动卡紧组件往外移动时，卡紧组件将针芯卡紧实现往外拔出，当往复运动组件带动卡紧组件往内移动时，卡紧组件将针芯松开；所述卡紧组为主动卡紧组件或被动卡紧组件，所述被动卡紧组件在往外移动时自动将针芯卡紧，向内移动时自动松开针芯，所述主动卡紧组件能够主动控制卡紧与松开，配合往复运动组件实现向后拔芯运动；所述往复运动组件采用电机驱动、气动推杆驱动或液压推杆驱动；

所述卷绕式拔芯机构采用拔芯轮组件，所述针芯尾部直接与卷芯轮固定或者通过被动卡紧部将针芯卡紧，然后通过卷芯轮旋转拔芯。

所述拔芯机构包括拔芯驱动轮组和收纳装置，所述拔芯驱动轮组将针芯拔出或送回输送导管，收纳装置为拔芯收纳轮或收纳套管。

如图1～4，本实施例为植入输出接口8111126和拔芯接口8111127分别设置有一个，通过手动将输送导管与拔芯接口对插。

放射源植入装置8111102和拔芯机构8111103分别固定在固定板81112101上，固定板81112101固定在三脚架81112104上。内管8111109一端与植入快接头81112102固定，植入快接头81112102可快速与固定板81112101上的孔位对插，内管另一端穿过拔针机构8111107与穿刺针(图中未示出)连接，穿刺针穿过人体模板8111105上的孔直到病灶处。

拔针机构8111107包括拔针驱动轴8111113，拔针驱动轴8111113与拔针快速接头8111108一起从拔针控制盒8111112的后侧插入孔内，拉环轴8111117从拔针控制盒8111112的前侧插入孔内，此时将拉环轴8111117旋转90度，则拔针驱动轴8111113与拉环轴8111117锁在一起，可一起在拔针控制盒8111112的孔内滑动，拔针控制盒8111112的表面有一对摩擦轮8111118，拉环轴8111117的滑动可带动摩擦轮8111118转动，旋转编码器8111119实时检测摩擦轮8111118的转动，从而换算出手动拔针的距离，便于设备以与拔针速率相同的植入速率将粒子或粒子链植入生物体组织内，并显示在屏幕上，便于观察拔针的进度。

拔针驱动管8111111一端与握把8111121固定，另一端与拔针机构8111107的外壳固定，金属驱动丝8111123一端与拔针机构8111107内的拨片8111125固定，另一端与锁丝轴8111124固定，锁丝轴8111124从导向轴8111122的一侧插入导向轴8111122内，可在轴内滑动，导向轴8111122的一端有止动台阶，防止锁丝轴8111124完全穿过，导向轴8111122与握把8111121固定，拔针驱动轴8111113与锁丝轴8111124连接。

针芯81112103位于内管8111109内并一直延伸到穿刺针的针尖处，从而将穿刺针内的空间填充避免血液涌入凝固导致堵塞，并将外管8111106套在内管8111109外侧，此时外管8111106一端抵住人体模板8111105，另一端抵住拔针机构8111107的一侧(拔针机构8111107可在内管8111109上相对滑动)。拔针驱动管8111111一端与拔针机构8111107外侧固定，另一端与拔针快速接头8111108固定，金属驱动丝8111123一端与拔针机构8111107内的拨片8111125固定后穿过拔针驱动管8111111与拔针快速接头8111108内的锁丝轴8111124固定，锁丝轴8111124与拔针驱动轴8111113连接，拔针驱动轴8111113可在拔针快速接头8111108内相对滑动，拔针快速接头8111108可与拔针控制盒8111112连接配合，拔针控制盒8111112上的拉环8111110可与拔针驱动轴8111113连接配合，拉动拉环8111110，拔针驱动轴8111113被拉动，进而拔针机构8111107内的拨片被拉动，拨片能够卡紧内管，从而与穿刺针相连的内管8111109被拉动，从而实现拔针。

一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统的使用方法，包括如下步骤；

(1)将多根穿刺针按照规划好的进针路线插入目标对象位置处；

(2)将其中一根穿刺针的尾部连接上输送导管，手动将这根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插，或者将所有穿刺针尾部都分别连接上一根输送导管，或者穿刺针尾部始终连接有输送导管，然后手动将其中一根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口；即将植入快接头81112102手动对接在拔芯机构8111103入口对应的孔位上，当内管与拔芯接口对插后，此时露出在内管外的一部分柔性针芯正好插入拔芯机构内的拔芯摩擦轮内，然后拔芯机构8111103驱动拔芯摩擦轮旋转能够使内管8111109内的柔性针芯81112103自动从输送导管内抽出并收纳在收纳装置内；

(3)针芯81112103完全拔完后，再将植入快接头81112102手动从拔芯接口拔出或移开并对接在放射源植入装置8111102出口对应的植入输出接口的孔位上，植入输出接口与输送导管对接形成植入通道；调节套设在内管外部的外管，使外管的一端抵压或连接在目标对象上；

(4)放射源植入装置8111102的推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，将放射源从植入输出接口推入，沿着输送导管一直推送到穿刺针的前端，此时在拔针驱动机构的作用下向内管和/或外管施加作用力，使内管和外管发生相对运动，使内管牵拉着穿刺针向远离目标对象的方向运动实现拔针动作，从而调整放射源的植入深度；

(5)手动将该输送导管的内管与植入机构对应的植入输出接口脱离，然后再切换到另外一根穿刺针重复完成步骤(2)～步骤(4)，直到所有穿刺针已完成植入，即可完成手动切换拔芯通道的半自动化的粒子植入。在某个拔针快速接头8111108和植入快接头81112102使用的时候，其他拔针快速接头8111108和植入快接头81112102可以挂放在平支架81112105上，平支架81112105固定在固定板81112101的前侧。

作为替代方案，在上述手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统的使用方法中，其中步骤(4)中，放射源植入装置8111102可采用粒子链植入装置。其中粒子链植入装置将粒子链切割成一定长度的短粒子链，由粒子链(此时的粒子链相当于推杆)将切割好后的短粒子链通过内管8111109推到病灶处，粒子链的推动由编码器检测并由植入驱动电机8111114精准控制，同时设置在拔针控制盒上的旋转编码器(图中未示出)也可检测拉环8111110的位移量，并将这些信息反映到拔针控制盒8111112上的显示屏上，方便操作者同步拔针，由于在粒子链即将推出的时候，穿刺针也需要以相同的速率同步拔针，而穿刺针本身会受到人体组织的弹性牵拉，且拔针机构8111107、拔针驱动管8111111内均有间隙，因此拔针的起始点无法由设备精准控制，因此拔针的驱动由操作者手动完成(但由于此时拔针驱动管8111111较长，因此放射源植入装置8111102和患者体内粒子链对操作者的辐射伤害较小)，通过操作者的手感判断拔针的起始点，操作者在感知到穿刺针正在拔出时，即可按下控制按钮(图中未示出)，以此时拉环8111110的位置为零位，并基于设置在拔针控制盒8111112上的旋转编码器检测到的位移量控制粒子链的植入驱动电机8111114以较高的同步精度同步推动粒子链，使粒子链推出；为了对不同穿刺针进行拔针植入，需要由操作者手动将不同的植入快接头81112102与固定板81112101上对应的孔位对接，收丝完成后再与放射源植入装置8111102出口对应的孔位对接，并重复上述过程，直到所有穿刺针已完成植入，即可完成手动切换拔芯通道的半自动化的粒子植入。

实施例2

本实施例部分相同内容参考实施例1，本实施例不再赘述。其不同之处为；

如图5～9所示，图中包括：141321旋臂机构，141322粒子弹夹，141323外管顶推座，141324拔芯机构，1413210植入输出接口，141325对接嘴，141326顶推杆，142327柔性推杆，142328推杆驱动机构，141329对接盘，1423210进丝接头，141321-1电动推杆A，1413219力传感器，1413220微动开关A，拔针驱动位置1413221，1413218电机A，1413212微动开关B，1413213微动开关C，1413214滚轮A，1413215滚轮B，1413216导向块，1413217弹簧，2粒子。

当植入输出接口(如本实施例的植入输出接口1413210)即为拔芯接口时，可手动将不同的输送导管与拔芯接口的另一侧对插，从而实现不同输送导管的手动切换拔芯通道。

还包括第二运动平台(如本实施例的旋臂机构141321)，所述第二运动平台包括往复机构和前后对接机构，所述往复机构控制拔芯机构(如本实施例的拔芯机构141324)和植入机构左右往复移动，驱动拔芯机构或植入机构分别与植入输出接口对齐，所述前后对接机构驱动拔芯机构或植入机构前后移动，控制拔芯机构或植入机构与植入输出接口之间的距离，以实现拔芯机构或植入机构与植入输出接口的对接；所述的输送导管与植入输出接口之间通过快接结构连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

所述植入机构包括推杆(如本实施例的柔性推杆142327)、推杆驱动机构(如本实施例的推杆驱动机构142328)和放射源供料机构(如本实施例的粒子弹夹141322)，所述推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，通过放射源推入植入输出接口将放射源推出穿刺针，植入进生物体组织，所述放射源供料机构是粒子弹夹、粒子链供料机构、粒子排列供料机构的一种或组合，所述粒子排列供料机构是抓取式供料机构、槽口排列供料机构、V形槽排列供料机构、振动盘供料机构的一种或组合。本实施例的放射源供料机构是粒子弹夹。

所述拔针机构配置有一个拔针驱动位置1413221，通过手动将不同的输送导管或随管拔针驱动头安装到该拔针驱动位置来对不同的穿刺针进行拔针；所述拔针驱动位置设置在植入输出接口的附近。

所述拔针机构包括拔针驱动机构和输送导管，输送导管包括内管和外管，外管外套于内管，内管前端连接插入目标对象的穿刺针，外管前端与目标对象相抵或连接；所述内管和外管在拔针驱动机构的作用下能够相对运动，以使穿刺针向远离目标对象的方向运动，并将穿刺针从目标对象中拔出；所述拔针驱动机构包括手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动，或者手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构通过驱动随管拔针组件动作，然后由随管拔针组件通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式驱动内外管发生相对滑动，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均设置有测量穿刺针移动量的测量元件；

当所述拔针驱动机构通过推拉式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动时，推拉式驱动采为伸缩顶杆，当输送导管的内管与植入输出接口进行安装后，伸缩顶杆可从拔针驱动位置伸出并顶推外管，使所述外管能够相对内管向前运动，并将穿刺针从目标对象中拔出。本实施例的拔针驱动机构采用自动拔针驱动机构。

如图5～9所示，在本实施例中，第二运动平台为旋臂机构，植入输出接口即为拔芯接口，拔针驱动位置设置在植入输出接口下方，放射源供料机构为粒子弹夹供料，拔针驱动机构通过直接推拉的方式驱动所述拔针配件的内管或外管做相对滑移运动。

本实施例的工作流程：

1.将多根穿刺针按照规划好的进针路线插入目标对象位置处；将其中一根穿刺针的尾部连接上输送导管，手动将这根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插，或者将所有穿刺针尾部都分别连接上一根输送导管，或者穿刺针尾部始终连接有输送导管，通过旋臂机构141321的旋转运动与前后对接机构的配合使拔芯机构141324的孔口能与对接盘141329的植入输出接口对齐；然后手动将其中一根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插；当内管与拔芯接口对插后，此时露出在内管外的一部分柔性针芯正好插入拔芯机构内的拔芯摩擦轮内；

2.然后拔芯机构141324驱动拔芯摩擦轮旋转能够使柔性针芯从输送导管内抽出并收纳在收纳装置内；

3.拔芯完成后旋臂机构141321运动，将对接嘴141325送至对接盘141329上孔口处对齐；由于植入输出接口即为拔芯接口，此时的植入输出接口与输送导管就是植入通道，调节套设在内管外部的外管，使外管的一端抵压或连接在目标对象上；

4.然后电动推杆A 14132-1带动对接嘴141325向前使其与对接盘141329完成对接；

5.然后电机A 1413218驱动顶推杆141326及力传感器1413219前进通过对接盘141329对应孔，通过力传感器1413219反馈的数值与电机A 1413218的旋转角度判断其是否顺利穿过对接盘141329进行顶推作业；

6.柔性推杆142327由推杆驱动机构142328向前输送，柔性推杆142327经粒子弹夹141322侧部的进丝接头1423210进入粒子弹夹，然后推动粒子弹夹141322内最下部的粒子2向前移动，当粒子2触碰到滚轮B 1413215时，滚轮B 1413215因为弹簧1413217的作用带动导向块1413216压缩弹簧1413217向微动开关B 1413212的方向移动触发微动开关B，此时由推杆驱动机构142328记录并控制推送长度；

7.当柔性推杆142327将粒子2推动至预定位置(人体病灶处)后，柔性推杆142327由推杆驱动机构142328回收至滚轮A 1413214的后方(以微动开关C 1413213不被触发为到位信号)；同时电机A1413218推动顶推杆141326向前，当力传感器1413219检测到有压力时，说明顶推杆141326触碰到了顶推外管顶推座141323，此时记录为拔针初始点，然后顶推杆141326继续向前推进，推进的距离即为拔针长度；顶推杆141326向前推进使内管和外管发生相对运动，使内管牵拉着穿刺针向远离目标对象的方向运动实现拔针动作；

8.植入完成后推杆回退至微动开关A处，电动推杆A 141321-1带动整体装置后退复位；此时可通过操作者手动将该输送导管的内管与植入机构对应的植入输出接口脱离，然后再切换到另外一根穿刺针，直到所有穿刺针已完成植入，即可完成手动切换拔芯通道的半自动化的粒子植入。

本实施例在推出时可以先将多颗粒子依次从弹夹中推出，然后再将多颗粒子一起推至穿刺针前端，然后再依次排出(边拔边植，从而实现间隔植入)，或是将多颗粒子依次从弹夹中推出，每次只推一颗粒子到穿刺针前端排出。

实施例3

本实施例部分相同内容参考实施例1，本实施例不再赘述。其不同之处为；

所述植入机构(如本实施例的放射源输送装置18122103)、拔芯机构(如本实施例的第二拔芯机构18122101)和拔针机构安装在一个防护壳(如本实施例的防护壳A81211101和防护壳B81211103)内，所述防护壳上分别设有一个植入输出接口(如本实施例的第二植入输出接口18122102)和一个拔芯接口(如本实施例的第二拔芯接口18122104)，所述植入输出接口的附近设有拔针口(如本实施例的拔针口18122105)，所述输送导管固定连接有植入快接头，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或通过快拆结构连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

所述拔针机构配置有一个拔针驱动位置，通过手动将不同的输送导管或随管拔针驱动头安装到该拔针驱动位置来对不同的穿刺针进行拔针；所述拔针驱动位置设置在植入输出接口的附近。

如图10～图15所示，单个植入输出接口设置在拔针驱动机构位置的附近，防护壳A81211101安装于三角架81211104，防护壳B81211103安装于防护壳A81211101，第二拔芯机构181222101固定于防护壳B81211103，拔芯收纳装置81211106固定于第二拔芯机构18122101。放射源输送装置18122103固定于防护壳B81211103，推杆驱动装置81211105固定于放射源输送装置18122103，收纳盒18122106固定于放射源输送装置18122103。

所述内管接头18122111连接于第二内管18122115，第二内管18122115套合安装在第二外管18122116内，拔芯驱动装置81211109固定于第二拔芯机构18122101，拔芯驱动轮A81211110、拔芯驱动轮B81211111、拔芯驱动轮C81211112安装于第二拔芯机构181222101，导丝管81211107安装于第二拔芯机构181222101。柔性针芯81211113安装于第二内管18122115。

所示放射源输送装置18122103固定于防护壳B81211103,分切装置18122108固定于放射源输送装置18122103，推杆驱动装置81211105固定于放射源输送装置18122103，粒子链收纳盒18122106固定于放射源输送装置18122103，粒子链18122127收纳于粒子链收纳盒18122106内，头部安装于放射源输送装置18122103，内管接头18122111通过螺纹拧紧于防护壳B81211103。顶推杆18122123安装于推杆驱动装置81211105。

使用时依据需求选取对应的针管号，第一步，手捏针管尾部的内管接头18122111插入防护壳B81211103上对应第二拔芯机构18122101的第二拔芯接口18122104的孔位，当内管接头18122111插入到位后，露出于第二内管18122115的一部分柔性针芯81211113刚好被正在高速顺时针旋转的拔芯驱动轮A81211110(摩擦轮)卷入并从第二内管18122115内抽取出来，柔性针芯81211113经过拔芯驱动轮A81211110、拔芯驱动轮B81211111、拔芯驱动轮C81211112的驱动向后方推进，最终顺着导丝管81211107收纳入拔芯收丝轮81211108中，当柔性针芯81211113全部从第二内管18122115中抽取出后，通过手动拨动拔芯收丝轮81211108，使柔性针芯81211113全部存放进入拔芯收丝轮81211108中，将导丝管81211107清空为下一次拔芯做好准备；或者先不将柔性针芯81211113全部输送进入拔芯收丝轮81211108内，为之后吐出柔性针芯81211113或将柔性针芯81211113插回输送导管做准备；第二步，将内管接头18122111通过螺纹锁紧于防护壳B81211103上对应放射源供料机构的分切装置的第二植入输出接口18122102的孔位。第二内管18122115靠近内管接头18122111的一段为刚性段，可以保持与防护壳B81211103的垂直，从而起到对外管顶推座81211102的导向作用，第二内管18122115的另一端为柔性段，从而更好地与不同位姿的穿刺针11对接，并适应患者身体的运动，确保手术的安全性。随后顺着第二外管18122116移动外管顶推座81211102使其前端面靠近或贴合在防护壳B81211103上，同时将调节锁紧旋钮其压紧第二外管18122116或通过卡扣卡紧第二外管18122116上的卡槽，将外管顶推座81211102与第二外管18122116相对固定，从而导致内管与外管之间无法发生相对运动，即无法拔针。第三步，启动单针植入流程，操作者远离设备以避免辐射，然后可以盖上防护壳A81211101，此时放射源输送装置18122103将驱动粒子链18122127前进，当粒子链18122127经过分切装置18122108时，分切装置18122108将会依据设定将粒子链18122127前段分切成不同长短的粒子链18122127，切断的粒子链18122127将会被后方的粒子链18122127继续顶动在第二内管18122115中前进，当粒子链18122127到达穿刺针11的尖端时，此时推杆驱动装置81211105将驱动顶推杆18122123向前从拔针口18122105穿过并顶动外管顶推座81211102完成拔针动作。在同步完成拔针和粒子链18122127植入后，被截断的粒子链18122127会滞留在人病灶处并完成植入工作。剩余的粒子链18122127将退回至放射源输送装置18122103内，等待下一次植入。重复上述步骤即可完成半自动方式的粒子植入。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，包括：

植入输出接口：用于连接输送导管，输送导管前端连接有中空穿刺针，植入输出接口与输送导管连接后形成植入通道；

拔芯机构，所述拔芯机构可与针芯的尾部对接，将输送导管与穿刺针内的针芯拔出，从而形成中空的植入通道，拔芯机构为摩擦式拔芯机构、往复卡紧式拔芯机构、卷绕式拔芯机构的一种或组合；

植入机构：将放射源从植入输出接口推出，当拔芯机构将输送导管与穿刺针内的针芯拔出后，可将放射源沿着输送导管和穿刺针的中空通道输送至预设位置；

拔针机构：控制穿刺针从目标对象中向外拔出；

还包括拔芯接口，植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个，或者植入输出接口即为拔芯接口；可手动将不同的输送导管与拔芯接口的另一侧对插，从而实现不同输送导管的手动切换拔芯通道。

2.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，当植入输出接口和拔芯接口分别设置有一个时，拔芯接口的一侧与拔芯机构对准，可手动将不同的输送导管与植入输出接口或拔芯接口对插，从而实现手动切换植入通道或拔芯通道；所述的输送导管与植入输出接口、或输送导管与拔芯接口之间通过快接结构连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

3.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，当植入输出接口即为拔芯接口时，还包括第二运动平台，所述第二运动平台包括往复机构和前后对接机构，所述往复机构控制拔芯机构和植入机构左右往复移动，驱动拔芯机构或植入机构分别与植入输出接口对齐，所述前后对接机构驱动拔芯机构或植入机构前后移动，控制拔芯机构或植入机构与植入输出接口之间的距离，以实现拔芯机构或植入机构与植入输出接口的对接；所述的输送导管与植入输出接口之间通过快接结构连接，快接结构为卡扣式结构或螺纹式结构。

4.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，所述植入机构包括推杆、推杆驱动机构和放射源供料机构，所述推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，通过放射源推入植入输出接口将放射源推出穿刺针，植入进生物体组织，所述放射源供料机构是粒子弹夹、粒子链供料机构、粒子排列供料机构的一种或组合，所述粒子排列供料机构是抓取式供料机构、槽口排列供料机构、V形槽排列供料机构、振动盘供料机构的一种或组合。

5.根据权利要求2所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，还包括固定板，所述拔芯机构和植入机构安装在固定板的一侧，所述固定板对应拔芯机构和植入机构的位置设有植入输出接口和拔芯接口，输送导管一端固定连接有植入快接头，另一端与穿刺针连接，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或插入或连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

6.根据权利要求2所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，所述植入机构、拔芯机构和拔针机构安装在一个防护壳内，所述防护壳上分别设有一个植入输出接口和一个拔芯接口，所述植入输出接口的附近设有拔针口，所述输送导管固定连接有植入快接头，所述植入快接头可选择性地与植入输出接口或拔芯接口对准或通过快拆结构连接，从而实现植入功能和拔芯功能的切换。

7.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，所述拔针机构配置有一个拔针驱动位置，通过手动将不同的输送导管或随管拔针驱动头安装到该拔针驱动位置来对不同的穿刺针进行拔针；所述拔针驱动位置设置在植入输出接口的附近

所述拔针机构包括拔针驱动机构和输送导管，输送导管包括内管和外管，外管外套于内管，内管前端连接插入目标对象的穿刺针，外管前端与目标对象相抵或连接；所述内管和外管在拔针驱动机构的作用下能够相对运动，以使穿刺针向远离目标对象的方向运动，并将穿刺针从目标对象中拔出；所述拔针驱动机构包括手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动，或者手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构通过驱动随管拔针组件动作，然后由随管拔针组件通过推拉式驱动、卡紧式驱动、摩擦式驱动、啮合式驱动的驱动方式驱动内外管发生相对滑动，所述的手动拔针驱动机构或自动拔针驱动机构均设置有测量穿刺针移动量的测量元件；

当所述拔针驱动机构通过推拉式驱动的驱动方式直接驱动内外管发生相对滑动时，推拉式驱动采为伸缩顶杆，当输送导管的内管与植入输出接口进行安装后，伸缩顶杆可从拔针驱动位置伸出并顶推外管，使所述外管能够相对内管向前运动，并将穿刺针从目标对象中拔出。

8.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，所述摩擦式拔芯机构采用摩擦拔芯组件，所述摩擦拔芯组件上的一部分与针芯压紧，通过压紧产生的摩擦力将针芯进行抽拔，所述摩擦拔芯组件是摩擦轮、摩擦带的一种或组合；

所述往复卡紧式拔芯机构采用卡紧组件与往复运动组件，卡紧组件控制对针芯的卡紧和松开，往复运动组件控制卡紧组件往复移动，往复运动组件带动卡紧组件往外移动时，卡紧组件将针芯卡紧实现往外拔出，当往复运动组件带动卡紧组件往内移动时，卡紧组件将针芯松开；所述卡紧组为主动卡紧组件或被动卡紧组件，所述被动卡紧组件在往外移动时自动将针芯卡紧，向内移动时自动松开针芯，所述主动卡紧组件能够主动控制卡紧与松开，配合往复运动组件实现向后拔芯运动；所述往复运动组件采用电机驱动、气动推杆驱动或液压推杆驱动；

所述卷绕式拔芯机构采用拔芯轮组件，所述针芯尾部直接与卷芯轮固定或者通过被动卡紧部将针芯卡紧，然后通过卷芯轮旋转拔芯。

9.根据权利要求1所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，所述拔芯机构包括拔芯驱动轮组和收纳装置，所述拔芯驱动轮组将针芯拔出或送回输送导管，收纳装置为拔芯收纳轮或收纳套管。

10.一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统的使用方法，其采用如权利要求1～9中任一所述的一种手动切换拔芯通道的半自动化粒子植入系统，其特征在于，包括如下步骤；

(1)将多根穿刺针按照规划好的进针路线插入目标对象位置处；

(2)将其中一根穿刺针的尾部连接上输送导管，手动将这根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插，或者将所有穿刺针尾部都分别连接上一根输送导管，或者穿刺针尾部始终连接有输送导管，然后手动将其中一根输送导管的内管与拔芯机构的拔芯接口对插；当内管与拔芯接口对插后，此时露出在内管外的一部分柔性针芯正好插入拔芯机构内的拔芯摩擦轮内，然后拔芯机构驱动拔芯摩擦轮旋转能够使柔性针芯从输送导管内抽出并收纳在收纳装置内；

(3)手动将输送导管的内管从拔芯接口拔出或移开，然后对接到植入机构对应的植入输出接口上：植入输出接口与输送导管对接形成植入通道；调节套设在内管外部的外管，使外管的一端抵压或连接在目标对象上；

(4)植入机构的推杆驱动机构驱动推杆前后运动，推杆向前运动时将放射源供料机构设置在推杆前方的放射源推出，将放射源从植入输出接口推入，沿着输送导管一直推送到穿刺针的前端，此时在拔针驱动机构的作用下向内管和/或外管施加作用力，使内管和外管发生相对运动，使内管牵拉着穿刺针向远离目标对象的方向运动实现拔针动作，从而调整放射源的植入深度；

(5)手动将该输送导管的内管与植入机构对应的植入输出接口脱离，然后再切换到另外一根穿刺针重复完成步骤(2)～步骤(4)，直到所有穿刺针已完成植入，即可完成手动切换拔芯通道的半自动化的粒子植入。