CN114795426A - 柔性电极植入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性电极植入装置,属于医疗器械技术领域,该装置包括吸附机构,所述吸附机构包括:主板、动力装置和至少一个定位组件;每个所述定位组件均设置在所述主板上;所述动力装置,用于通过产生的气动力将每个柔性电极的末端贴附于对应的定位组件上。本发明提供的柔性电极植入装置,通过动力装置产生的气动力将柔性电极的末端贴附于定位组件上,柔性电极以贴附方式进行固定,可避免柔性电极的扭曲、变形和位置扰动,实现柔性电极的可靠固定。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域,尤其涉及一种柔性电极植入装置。
背景技术
柔性电极是侵入式脑机接口技术中的核心器件,为了实现良好的生物兼容性,柔性电极被设计为直径仅几十微米的结构,且由聚合物制成,导致柔性电极不仅尺寸纤细,而且具有很低的杨氏模块。所以,在将柔性电极植入作用对象的目标区域前,需通过一定方式对柔性电极进行放置或夹持,避免柔性电极的扭曲、变形和位置扰动。
现有技术中,柔性电极所采用的放置方法包括两类:第一类方法,将柔性电极放置于平台上,平台表面对柔性电极起到支撑和限位作用,仅柔性电极的末端一小部分伸出平台边缘;第二类方法,制造出一排柔性电极,并将其安装于定位装置上,相邻柔性电极之间具有一定弱连接,该弱连接对柔性电极起到了一定限位作用,植入***依次拾取柔性电极,使被拾取柔性电极脱离弱连接并可以自由移动。
但上述现有技术中,第一类方法对柔性电极固定的可靠性有限,柔性电极仍然可能在平台表面发生滑动,且对人工手动放置的技巧要求较高。第二类方法依赖于多根柔性电极之间的弱连接,对制造工艺要求较高,无法应用于只有几根柔性电极的情况,且脱离弱连接的过程具有一定不确定性。因此,柔性电极的放置方式是目前业界亟待解决的重要问题。
发明内容
本发明提供一种柔性电极植入装置,用以解决现有技术中柔性电极的放置方法存在可靠性有限、对放置技巧要求较高,或对制造工艺要求较高、脱离具有不确定性的缺陷。
本发明提供一种柔性电极植入装置,包括吸附机构,所述吸附机构包括:主板、动力装置和至少一个定位组件;每个所述定位组件均设置在所述主板上;
所述动力装置,用于通过产生的气动力将每个柔性电极的末端贴附于对应的定位组件上。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述定位组件包括吸附杆,所述动力装置包括负压气泵;
所述吸附杆的内部设有空腔,且所述吸附杆上设有多个吸附孔,每个所述吸附孔均与所述空腔连通;
所述负压气泵,与每个所述吸附杆的空腔连通,用于通过产生的气动力将每个所述柔性电极的末端贴附于对应吸附杆的吸附孔上。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述吸附杆上设有限位凹槽,每个所述吸附孔开设在所述限位凹槽上;且所述限位凹槽的一端与所述吸附杆远离所述主板的一端的端面平齐。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述限位凹槽的长度大于或等于预设长度;所述限位凹槽的长度方向与所述吸附杆的长度方向相同;
所述预设长度为柔性电极的末端贴附于所述吸附杆上的目标长度。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述定位组件还包括旋转器,所述吸附杆通过所述旋转器设置在所述主板上;
所述旋转器,用于通过控制所述吸附杆旋转来调节所述柔性电极的末端开孔朝向。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述定位组件还包括连接器,所述吸附杆通过所述连接器与所述旋转器连接。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,还包括植入机构,所述植入机构包括防脱组件和植入针;
所述防脱组件,用于在所述植入针穿入所述柔性电极的末端开孔,且所述柔性电极脱离所述定位组件时,支撑所述柔性电极。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述动力装置还包括与所述至少一个定位组件各自连接的导管、以及设置在每个导管上的阀门,每个所述导管均与所述负压气泵连通。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,所述连接器上开设有安装孔,所述导管穿过所述安装孔后与所述吸附杆的空腔连通。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,还包括第一运动机构,所述第一运动机构与所述吸附机构的主板连接;
所述第一运动机构,用于控制所述主板移动和/或旋转。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,还包括第二运动机构和与第二运动机构连接的第一观测装置,所述第二运动机构与所述植入机构连接;
所述第一观测装置,用于采集每个所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置,并将所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置发送至第二运动机构;
所述第二运动机构,用于基于所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置调节所述植入机构的植入针的位姿,以使所述柔性电极的末端开孔位置与对应的植入针的针尖位置对准。
根据本发明提供的一种柔性电极植入装置,还包括第三运动机构和与所述第三运动机构连接的第二观测装置;
所述第三运动机构,用于调节所述第二观测装置的位姿;
所述第二观测装置,用于检测每个所述柔性电极的末端开孔。
本发明提供的柔性电极植入装置,通过动力装置产生的气动力将柔性电极的末端贴附于定位组件上,柔性电极以贴附方式进行固定,可避免柔性电极的扭曲、变形和位置扰动,实现柔性电极的可靠固定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之一;
图2是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之二;
图3是本发明提供的吸附杆的截面示意图之一;
图4是本发明提供的吸附杆的截面示意图之二;
图5是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之三;
图6是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之四;
图7是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之五;
图8是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之六;
图9是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之七;
图10是本发明提供的吸附机构的结构示意图;
图11是本发明提供的柔性电极植入装置的具体结构示意图;
图12是本发明提供的柔性电极植入装置的工作示意图之一;
图13是本发明提供的柔性电极植入装置的工作示意图之二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
下面结合图1-图13描述本发明的柔性电极植入装置。
图1是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之一,如图1所示,该柔性电极植入装置包括吸附机构11,所述吸附机构11包括:主板111、动力装置113和至少一个定位组件112;每个所述定位组件112均设置在所述主板111上,图1中示出1个定位组件112。
所述动力装置113,用于通过产生的气动力将每个柔性电极21的末端贴附于对应的定位组件112上。
示例地,动力装置113产生气动力,该气动力作用于柔性电极21的末端,使柔性电极21的末端贴附于定位组件112上,该动力装置113可以产生吸气,使柔性电极21的末端被吸附于定位组件112上;该动力装置113也可以产生吹气,直接将柔性电极21的末端吹至定位组件112上,实现柔性电极21的末端的定位。
本发明提供的柔性电极植入装置,通过动力装置113产生的气动力将柔性电极21的末端贴附于定位组件112上,柔性电极21以贴附方式进行固定,可避免柔性电极21的扭曲、变形和位置扰动,实现柔性电极21的可靠固定。
可选地,图2是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之二,如图2所示,图2未示出动力装置113,所述定位组件112包括吸附杆1121,所述动力装置113包括负压气泵;图3是本发明提供的吸附杆的截面示意图之一,如图3所示,所述吸附杆1121的内部设有空腔1122,且所述吸附杆1121上设有多个吸附孔1123,每个所述吸附孔1123均与所述空腔1122连通。
所述负压气泵,与每个所述吸附杆1121的空腔1122连通,用于通过产生的气动力将每个所述柔性电极21的末端贴附于对应吸附杆1121的吸附孔1123上。
其中,吸附杆1121的作用为通过负压吸附,使柔性电极21的末端一部分被固定在吸附杆1121的表面。
优选地,吸附杆1121的形状为细长形,长度为2厘米;进一步地,吸附杆1121可以为圆柱状,直径优选为5毫米,吸附杆1121也可以是棱柱状,棱柱的外接圆直径约为5毫米。
示例地,在吸附杆1121的吸附孔1123与柔性电极21的末端接触后,吸附杆1121内部形成一个临时性的密封空间,通过负压气泵抽走该密封空间里的空气,产生内外压力差而实现柔性电极21的吸取固定。其中,密封空间是指吸附杆1121的空腔1122和多个吸附孔1123,且多个吸附孔1123被柔性电极21密封。
本发明提供的柔性电极植入装置,通过负压气泵抽走吸附杆1121里的空气,使产生内外压力差而实现柔性电极21的吸取放置,该吸取放置方式较为简单、且稳定性好。
可选地,图4是本发明提供的吸附杆的截面示意图之二,如图4所示,所述吸附杆1121上设有限位凹槽1124,每个所述吸附孔1123开设在所述限位凹槽1124上;且所述限位凹槽1124的一端与所述吸附杆1121远离所述主板111的一端的端面平齐。
其中,限位凹槽1124为长条形限位凹槽,限位凹槽1124的长度方向与所述吸附杆1121的长度方向相同,则每个吸附杆1121上的所有吸附孔1123的孔道的内侧开孔与吸附杆1121的空腔1122相通,外侧开孔处于限位凹槽1124内。
优选地,限位凹槽1124的深度约为500微米,长度为1厘米;吸附孔1123内壁为圆柱形,直径约30微米,每个吸附杆1121上共有10个吸附孔1123,等间距排列在限位凹槽1124中,相邻两个吸附孔1123之间的间隔约为1毫米。
示例地,在吸附杆1121外表面设有限位凹槽1124,在柔性电极21的末端吸附于吸附杆1121时,限位凹槽1124给柔性电极21的末端提供放置空间,被吸附的柔性电极21的末端位于限位凹槽1124中。
本发明提供的柔性电极植入装置,在吸附杆1121上设有限位凹槽1124,使被吸附的柔性电极21的末端位于限位凹槽1124中,以避免柔性电极21弯曲或滑动。
进一步地,每个吸附杆1121上的限位凹槽1124从外到内是变窄的,能更好的使柔性电极21的末端吸附于限位凹槽1124中。
进一步地,所述限位凹槽1124的长度大于或等于预设长度;所述限位凹槽1124的长度方向与所述吸附杆1121的长度方向相同。
所述预设长度为柔性电极21的末端贴附于所述吸附杆1121上的目标长度。
其中,柔性电极21的末端贴附于所述吸附杆1121上的目标长度较短,对柔性电极21的总吸附力不足,柔性电极21容易脱落,该目标长度较长,对柔性电极21的总吸附力较好,但吸附杆1121的长度、每个吸附杆1121上吸附孔1123的加工数量、负压气泵的功耗均会增加,使得成本增加,因此,柔性电极21的末端贴附于吸附杆1121上的目标长度为5毫米-10毫米,则限位凹槽1124的长度应大于或等于该目标长度(预设长度)。优选地,可将限位凹槽1124的长度设计为1厘米。
需要说明的是,每个吸附杆1121对柔性电极21的总吸附力是指每个吸附杆1121上所有吸附孔1123对柔性电极21末端的吸附力之和。
本发明提供的柔性电极植入装置,将限位凹槽1124的长度限定为大于或等于预设长度,可实现对柔性电极21的有效吸附,避免限位凹槽1124过短,使柔性电极21与吸附杆1121紧贴部分太短,进而对柔性电极21的吸附力不足,导致柔性电极21脱落。
可选地,图5是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之三,如图5所示,所述定位组件112还包括旋转器1125,所述吸附杆1121通过所述旋转器1125设置在所述主板111上。
所述旋转器1125,用于通过控制所述吸附杆1121旋转来调节所述柔性电极21的末端开孔朝向。
其中,柔性电极21的末端端部具有开孔,该开孔是用于供植入装置的植入机构12的植入针122的针尖穿入。
示例地,吸附杆1121通过旋转器1125设置在主板111上,旋转器1125用于旋转吸附杆1121,从而调整被吸附杆1121吸附的柔性电极21的末端端部的开孔的朝向。
进一步地,旋转器1125可以由旋钮和轴承构成,可以通过手动旋拧旋钮来实现吸附杆1121的旋转调节,也可以采用微型步进电机和轴承,通过微型步进电机实现吸附杆1121的电动旋转调节。
本发明提供的柔性电极植入装置,通过旋转器1125旋转吸附杆1121,实现被吸附的柔性电极21的末端的开孔朝向的调节,便于与植入机构12的植入针122的对准,提高植入针122穿入柔性电极21的末端开孔的效率,进而提高柔性电极21的植入效率。
可选地,图6是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之四,如图6所示,所述定位组件112还包括连接器1126,所述吸附杆1121通过所述连接器1126与所述旋转器1125连接。
示例地,在旋转器1125和吸附杆1121之间设置连接器1126,连接器1126与负压气泵连接,当吸附杆1121安装于连接器1126上时,吸附杆1121的内部空腔1122与负压气泵相通。
定义,吸附杆1121与连接器1126连接的一端为吸附杆1121的连接端1127,吸附杆1121的连接端1127与连接器1126采用机械方式连接,优选地,吸附杆1121的连接端1127通过螺纹旋转方式与连接器1126相连,则吸附杆1121的连接端1127的外表面设有外螺纹,相应的,连接器1126具有内螺纹。
本发明提供的柔性电极植入装置,在旋转器1125和吸附杆1121之间设置连接器1126,便于实现吸附杆1121的快速安装与拆卸。
可选地,图7是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之五,如图7所示,本发明提供的柔性电极植入装置还包括植入机构12,所述植入机构12包括防脱组件121和植入针122。
所述防脱组件121,用于在所述植入针122穿入所述柔性电极21的末端开孔,且所述柔性电极21脱离所述定位组件112时,支撑所述柔性电极21。
示例地,植入机构12的末端具有防脱组件121,防脱组件121可以为一个支撑杆,且支撑杆具有弯折部,弯折部的结构形式可以为三角形或圆弧形或U形等,在植入针122穿入柔性电极21的末端开孔,且关闭动力装置113使柔性电极21脱离吸附杆1121时,支撑杆的弯折部可起到对柔性电极21的支撑作用,使柔性电极21的末端搭接在支撑杆的弯折部上。
需要说明的是,防脱组件121还可以是其他结构,只要能够保证在植入针122穿入柔性电极21的末端开孔,且关闭动力装置113使柔性电极21脱离吸附杆1121时,柔性电极21不会从植入针122上滑落即可。例如,防脱组件121也可以为一个夹持杆,且夹持杆具有夹持部,夹持杆的夹持部用于夹持柔性电极21的末端,起到对柔性电极21的支撑作用,避免柔性电极21的末端开孔从植入针122的针尖上滑落。
本发明提供的柔性电极植入装置,植入机构12设有的防脱组件121,起到对柔性电极21的支撑作用,避免柔性电极21从吸附杆1121上脱离后,柔性电极21的末端开孔从植入针122的针尖上滑落。
可选地,所述动力装置113还包括与所述至少一个定位组件112各自连接的导管1131、以及设置在每个导管1131上的阀门,每个所述导管1131均与所述负压气泵连通。
示例地,动力装置113包括多个导管1131,导管1131的数量与定位组件112的数量相等,且一一对应,则多个导管1131的一端分别与各自对应的定位组件112的吸附杆1121的空腔1122连接,多个导管1131的另一端均与负压气泵的输出连通,并在每个导管1131上设置阀门,阀门被用于控制各导管1131与负压气泵之间的连通性。每个阀门的工作过程为:当阀门打开时,导管1131的内腔和吸附杆1121的空腔1122与负压气泵的输出相连通,此时,与该阀门对应的吸附杆1121可实现对柔性电极21的吸附作用;当阀门关闭时,导管1131的内腔和吸附杆1121的空腔1122与负压气泵的连通被切断,此时,与该阀门对应的吸附杆1121无法实现对柔性电极21的吸附作用。
本发明提供的柔性电极植入装置,将至少一个定位组件112与负压气泵通过导管1131分别连接,并在每个导管1131上设有阀门,实现每个定位组件112的独立控制,进而便于根据柔性电极21的植入数量控制相对应数量的定位组件112处于工作状态。
进一步地,所述连接器1126上开设有安装孔,所述导管1131穿过所述安装孔后与所述吸附杆1121的空腔1122连通。
示例地,连接器1126上开设有安装孔,可以通过导管1131穿过连接器1126上的安装孔后与吸附杆1121的空腔1122连通,实现导管1131与吸附杆1121的空腔1122连通;也可以是连接器1126设有连接内腔,且连接器1126与吸附杆1121连接的一端设有与连接内腔连通的第一开口,吸附杆1121的连接端1127设有与吸附杆1121的空腔1122连通的第二开口,导管1131穿过连接器1126上的安装孔与连接器1126的连接内腔连接,连接器1126的连接内腔与吸附杆1121的空腔1122通过第一开口和第二开口实现连通,则导管1131、连接器1126的连接内腔和吸附杆1121的空腔1122依次连通,进而导管1131与吸附杆1121的空腔1122连通。
本发明提供的柔性电极植入装置,通过将导管1131安装在连接器1126上,在吸附杆1121与连接器1126安装时,可自动实现负压气泵与吸附杆1121的空腔1122的连通;在吸附杆1121与连接器1126拆卸时,自动实现负压气泵与吸附杆1121的空腔1122的切断,不需要单独设置连通或切断吸附杆1121的空腔1122与负压气泵的器件。吸附杆1121的安装与拆卸便捷,方便对吸附杆1121的清洗、消毒和更换。
可选地,图8是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之六,如图8所示,本发明提供的柔性电极植入装置还包括第一运动机构13,所述第一运动机构13与所述吸附机构11的主板111连接。
所述第一运动机构13,用于控制所述主板111移动和/或旋转。
示例地,吸附机构11的主板111通过连接件16连接于第一运动机构13上,第一运动机构13可对主板111进行一定的移动和/或旋转,从而使各吸附杆1121与被植入对象的植入位置的相对位姿符合植入要求。
优选地,在第一运动机构13带动吸附机构11移动和/或旋转过程中,为了避免导管1131发生缠绕,甚至弯折引起的损坏,可以将导管1131穿设在主板111上,以实现对导管1131的固定;也可以是导管1131包括三段,分别是依次连通的第一管体、第二管体和第三管体,第二管体集成设置在主板111内,第一管体与负压气泵连接,第三管体与连接器1126连接。
可选地,本发明提供的柔性电极植入装置还包括第二运动机构和与第二运动机构连接的第一观测装置,所述第二运动机构与所述植入机构12连接。
所述第一观测装置,用于采集每个所述柔性电极21的末端开孔位置和对应的植入针122的针尖位置,并将所述柔性电极21的末端开孔位置和对应的植入针122的针尖位置发送至第二运动机构。
所述第二运动机构,用于基于所述柔性电极21的末端开孔位置和对应的植入针122的针尖位置调节所述植入机构12的植入针122的位姿,以使所述柔性电极21的末端开孔位置与对应的植入针122的针尖位置对准。
其中,采用安装有显微镜头的相机作为第一观测装置。
示例地,第一观测装置包括两个显微相机,两个显微相机对植入针122和柔性电极21末端开孔(小孔)进行同时观测,采集两张图像,手动或自动地从两张图像中提取出植入针122的针尖点和柔性电极21末端开孔中心的坐标,计算植入针122的针尖点和柔性电极21末端开孔中心的坐标在图像中的位置误差,然后利用视觉伺服方法,估计植入针122的针尖点和柔性电极21末端开孔中心在三维笛卡尔空间中的误差,并利用第二运动机构渐进调整植入针122的位置,使所述柔性电极21的末端开孔位置与对应的植入针122的针尖位置对准。
可选地,图9是本发明提供的柔性电极植入装置的结构示意图之七,如图9所示,本发明提供的柔性电极植入装置还包括第三运动机构14和与所述第三运动机构14连接的第二观测装置15。
所述第三运动机构14,用于调节所述第二观测装置15的空间位姿。
所述第二观测装置15,用于检测每个所述柔性电极21的末端开孔。
示例地,采用安装有显微镜头的相机作为第二观测装置15,第二观测装置15对柔性电极21的末端开孔的质量进行检测,包括但不限于完整性、规则度和洁净度等质量指标。
需要说明的是,第一运动机构13和第三运动机构14分别是对吸附机构11和第二观测装置15的空间位姿的调节,第一运动机构13和第三运动机构14可以是采用手动方式或电动方式实现空间位姿的调节;而第二运动机构是对植入机构12的空间位姿的调节,对第二运动机构的调节精度要求较高,要求精度在1微米量级,优选地,第二运动机构采用电动调节方式。
本发明提供的柔性电极植入装置,在植入机构12的植入针122穿入柔性电极21之前,通过第二观测装置15对柔性电极21的末端开孔的质量进行检测,避免因柔性电极21的开孔质量问题而导致植入针122与柔性电极21无法装配,进而影响植入效率;并且,通过第三运动机构14对第二观测装置15的移动,避免第二观测装置15对后续植入过程造成空间干涉。
图10是本发明提供的吸附机构的结构示意图,如图10所示,该柔性电极植入装置的吸附机构11包括多个定位组件112,定义定位组件112为N个,则柔性电极植入装置可以吸附的柔性电极21也应是N个,N为大于1的整数。图11是本发明提供的柔性电极植入装置的具体结构示意图,该柔性电极植入装置的工作过程包括以下步骤:
步骤10、将柔性电极植入装置的吸附机构11固定于头颅植入位置23附近,使吸附机构11的各吸附杆1121与电子模块22、头颅植入点的相对位姿符合预设规范要求,如图11所示。
其中,电子模块22是与柔性电极21首端连接的器件;头颅植入点是柔性电极21需要植入的位置,也就是头颅植入位置23。
示例地,每根柔性电极21的长度为3厘米,各吸附杆1121与头颅植入点的距离约为2厘米,各吸附杆1121与电子模块22的垂直距离和横向距离均约为1厘米。
进一步地,将吸附机构11的主板111安装于第一运动机构13的末端,第一运动机构13具有位置和角度调整功能,可对各吸附杆1121的位置、俯仰角和偏转角进行小范围调整。
步骤20、将N个柔性电极21吸附于吸附机构11的各吸附杆1121上。
步骤201、以任一个柔性电极21为例,定义该柔性电极21为第i个柔性电极,则用于吸附该第i个柔性电极的吸附杆1121(定位组件112)为第i个吸附杆(第i个定位组件),与该第i个吸附杆的空腔1122连接的导管1131上的阀门为第i个阀门;打开吸附机构11的第i个阀门,使第i个吸附杆的吸附孔1123产生负压。
步骤202、将第i个柔性电极的末端一部分紧贴第i个吸附杆的限位凹槽1124,吸附孔1123输出的负压将第i个柔性电极的末端一部分吸紧。
优选地,采用镊子夹持第i个柔性电极末端,使第i个柔性电极末端约1厘米的部分贴近第i个吸附杆的限位凹槽1124。
步骤203、检查第i个柔性电极的吸附是否符合规范,主要包括以下两个方面:
(1)第i个柔性电极末端从第i个吸附杆末端边伸出的长度应在预设规定范围内。如果伸出长度太长或太短,可通过手动操作调整伸出距离,或重新执行步骤201-步骤202。
其中,第i个柔性电极末端从第i个吸附杆末端边伸出的长度优选为2毫米-3毫米,既便于后续植入针122对第i个柔性电极的操作,又保证第i个柔性电极的伸出部分不会因重力而下垂变形。
(2)第i个柔性电极与第i个吸附杆的吸附长度是否在预设规定范围内。如果该吸附长度太短,可通过手动操作调整吸附长度,或重新执行步骤201-步骤202。
其中,第i个柔性电极与第i个吸附杆的吸附长度优选为5毫米-10毫米。
步骤204、重复步骤201-步骤203,直到N个(所有)柔性电极21分别被N个吸附杆1121所吸附。
步骤30、用第二观测装置15检查N个柔性电极21的末端开孔的朝向与质量。
步骤301、利用第三运动机构14调节第二观测装置15的空间位姿,使第i个柔性电极的末端进入第二观测装置15的视野。
步骤302、根据对第i个柔性电极末端小孔朝向的观测图像,手动或自动地旋转第i个旋转器(第i个定位组件的旋转器1125),从而调节第i个吸附杆的角度,使第i个柔性电极末端小孔的朝向与预设朝向一致或者朝向近似一致。
步骤303、人工或自动地检查第i个柔性电极的末端开孔的质量,包括但不限于完整性、规则度和洁净度等质量指标。
步骤304、重复步骤301-步骤303,直到检查完N个柔性电极21的末端小孔的朝向与质量。然后利用第三运动机构14对第二观测装置15进行移动,避免对后续植入过程造成空间干涉。
步骤40、植入机构12完成对柔性电极21的夹持,吸附杆1121释放柔性电极21。
步骤401、植入机构12控制其末端的植入针122,使植入针122针尖穿过第i个柔性电极的末端小孔。
优选地,第二运动机构控制植入机构12的植入针122以一定轨迹趋近到第i个柔性电极末端附近。采用第一观测装置的两个显微相机对植入针122和第i个柔性电极末端小孔进行同时观测,采集两张图像,手动或自动地从两张图像中提取出植入针122尖点和第i个柔性电极末端小孔中心的坐标,计算植入针122尖点和第i个柔性电极末端小孔中心在图像中的位置误差,然后利用视觉伺服方法,估计植入针122尖点和第i个柔性电极末端小孔中心在三维笛卡尔空间中误差,并利用第二运动机构渐进调整植入针122位置,使植入针122针尖与第i个柔性电极末端小孔进行位置对准,然后通过植入针122的轴向运动,使植入针122针尖穿过第i个柔性电极末端小孔。
步骤402、关闭第i个阀门,使第i个吸附杆的吸附孔1123的吸附力减弱,释放第i个柔性电极。
优选地,植入机构12末端具有一个支撑杆,如图12所示,当第i个阀门关闭,第i个柔性电极从第i个吸附杆上脱离后,支撑杆的弯折部可起到对第i个柔性电极的支撑作用,避免第i个柔性电极的末端小孔从植入针122的针尖上滑落。如图13所示,释放后,植入机构12控制植入针122,对第i个柔性电极进行转移操作和植入控制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种柔性电极植入装置,其特征在于,包括吸附机构,所述吸附机构包括:主板、动力装置和至少一个定位组件;每个所述定位组件均设置在所述主板上;
所述动力装置,用于通过产生的气动力将每个柔性电极的末端贴附于对应的定位组件上。
2.根据权利要求1所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述定位组件包括吸附杆,所述动力装置包括负压气泵;
所述吸附杆的内部设有空腔,且所述吸附杆上设有多个吸附孔,每个所述吸附孔均与所述空腔连通;
所述负压气泵,与每个所述吸附杆的空腔连通,用于通过产生的气动力将每个所述柔性电极的末端贴附于对应吸附杆的吸附孔上。
3.根据权利要求2所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述吸附杆上设有限位凹槽,每个所述吸附孔开设在所述限位凹槽上;且所述限位凹槽的一端与所述吸附杆远离所述主板的一端的端面平齐。
4.根据权利要求3所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述限位凹槽的长度大于或等于预设长度;所述限位凹槽的长度方向与所述吸附杆的长度方向相同;
所述预设长度为柔性电极的末端贴附于所述吸附杆上的目标长度。
5.根据权利要求4所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述定位组件还包括旋转器,所述吸附杆通过所述旋转器设置在所述主板上;
所述旋转器,用于通过控制所述吸附杆旋转来调节所述柔性电极的末端开孔朝向。
6.根据权利要求5所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述定位组件还包括连接器,所述吸附杆通过所述连接器与所述旋转器连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的柔性电极植入装置,其特征在于,还包括植入机构,所述植入机构包括防脱组件和植入针;
所述防脱组件,用于在所述植入针穿入所述柔性电极的末端开孔,且所述柔性电极脱离所述定位组件时,支撑所述柔性电极。
8.根据权利要求6所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述动力装置还包括与所述至少一个定位组件各自连接的导管、以及设置在每个导管上的阀门,每个所述导管均与所述负压气泵连通。
9.根据权利要求8所述的柔性电极植入装置,其特征在于,所述连接器上开设有安装孔,所述导管穿过所述安装孔后与所述吸附杆的空腔连通。
10.根据权利要求7所述的柔性电极植入装置,其特征在于,还包括第一运动机构,所述第一运动机构与所述吸附机构的主板连接;
所述第一运动机构,用于控制所述主板移动和/或旋转。
11.根据权利要求10所述的柔性电极植入装置,其特征在于,还包括第二运动机构和与第二运动机构连接的第一观测装置,所述第二运动机构与所述植入机构连接;
所述第一观测装置,用于采集每个所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置,并将所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置发送至第二运动机构;
所述第二运动机构,用于基于所述柔性电极的末端开孔位置和对应的植入针的针尖位置调节所述植入机构的植入针的位姿,以使所述柔性电极的末端开孔位置与对应的植入针的针尖位置对准。
12.根据权利要求11所述的柔性电极植入装置,其特征在于,还包括第三运动机构和与所述第三运动机构连接的第二观测装置;
所述第三运动机构,用于调节所述第二观测装置的位姿;
所述第二观测装置,用于检测每个所述柔性电极的末端开孔。
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