[發明專利]用于微創手術的腹腔內磁錨定夾持手術機器人

有效

• 申請號: 201510036309.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104523339A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 封海波;付宜利;馬騰飛;呂毅;董鼎輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明涉及一種用于微創手術的機器人。

背景技術

與普通開放式外科手術相比，微創外科手術具有創傷小、失血少、疼痛輕、手術感染風險低、術后恢復時間短及術后傷疤小等優點，更符合人們對生活質量和美的追求，因此在外科手術領域得到一致的認可，并廣泛應用于國內外很多醫院的外科手術中。

然而，現有的微創外科手術有些方面尚需完善。例如：當進行一些易傳染性病變的手術，醫生直接操持手術器械與病人接觸會可能造成自身的感染；醫生長時間操持手術器械進行手術，易產生疲勞，從而影響手術的精度；醫生情緒或生理活動等不穩定因素導致的手部抖動會影響手術精度，等都會影響微創手術的質量。

機器人技術具有精度高、定位準、能夠適應惡劣環境、不會疲勞且不受人的主觀因素影響，并且已經在工業領域取得了非常好的效果。因此，將機器人技術引入到微創手術中將解決傳統微創手術存在的問題。目前，世界上一些發達國家已經成功研制成微創外科手術機器人，并且通過了FDA認證，但是這些機器人大都價格昂貴，一些手術器械需要定期更換，更換的費用也非常貴，大部分醫院沒有能力承擔。有些公立醫院和大型醫院引進了幾臺國外的微創手術人，但是手術的費用相當昂貴，一般病人負擔不起，因此，這些手術機器人很難得到普及。同時上述手術機器人由于體積較大，移動的自由性較差，手術器械通過戳卡進入患者體內，彼此存在一定的干擾。本發明旨在發明一款基于機器人技術的微創手術機器人，它不僅成本低，而且體積小，能夠完全進入患者體內錨點在腹腔內壁上，靈活性和自由性大大增加。

發明內容

本發明是為解決現有腹腔微創手術過程中，手術醫生直接手持手術器械操作影響手術的精度和質量，以及現有手術機器人成本高、占用體積大，移動自由性較差的問題，進而提供一種用于微創手術的腹腔內磁錨定夾持手術機器人。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明的用于微創手術的腹腔內磁錨定夾持手術機器人包括機械機構單元和電控單元；

機械結構單元包括殼體、第一蝸桿、第二蝸桿、蝸輪、齒條、永磁鐵、懸掛基座和夾持機構；夾持機構包括第三電機、絲杠副、第一連桿、第二連桿、第三連桿和鉗子；電控單元包括第一電機、第二電機、控制電路模塊和無線收發模塊；

殼體為兩端敞口的空腔體，殼體的內側壁上鑲嵌有控制電路模塊和無線收發模塊，殼體內布置有第一蝸桿、第二蝸桿、蝸輪、齒條、第一電機、第二電機和夾持機構；控制電路模塊通過數據線與無線收發模塊連接，控制電路模塊用于控制第一電機、第二電機和第三電機的轉動方向和轉速；

齒條滑動安裝在殼體內，第一電機的輸出端安裝有第一蝸桿，第一蝸桿與齒條嚙合，蝸輪安裝在蝸輪軸上，蝸輪軸轉動安裝在殼體上，第二電機的輸出端安裝有第二蝸桿，第二蝸桿與蝸輪嚙合，殼體的與蝸輪鄰近的端部開有定位凹槽；懸掛基座的一端伸入定位凹槽內并安裝在蝸輪軸上，懸掛基座的另一端鑲嵌有永磁鐵；

齒條內布置有夾持機構，第三電機的軸向與齒條的長度方向平行，第三電機與齒條固接，第三電機的輸出端與絲杠副的絲杠連接且二者同軸設置，絲杠副的絲母滑動安裝在齒條上開有的滑槽內，絲母與第一連桿固接；第二連桿的一端和第三連桿的一端均與第一連桿鉸接，第二連桿和第三連桿呈V形布置，第二連桿的另一端和第三連桿的另一端與鉗子的相對應的柄部鉸接，鉗子的鉗嘴穿出殼體，鉗嘴上的固定軸固裝在齒條上。

本發明的有益效果是：一、本發明是為改善普通手術器械和現有微創手術機器人存在的問題而設計的一款腹腔內微創智能手術機器人，機器人的末端是一個夾持機構，鉗子可以夾持組織，在機器人的帶動下可分離組織，從而將病灶部分暴露出來。整個機械臂通過微小創口完全進入腹腔內充當傳統手術器械的角色，不用醫生直接手持操作，而是通過磁鐵錨定在腹腔內壁上，醫生操作手柄，通過無線通訊的方式控制智能機械臂進行手術，替代傳統手術夾子的功能，醫生通過控制面板進行無線控制。本發明將機器人技術應用到醫學領域，提高了手術器械的智能化程度，減輕了醫生手術過程中的勞動強度，有助于提高手術的質量。本發明解決了普通的手術器械給手術帶來的問題，如進行一些傳染性疾病的手術醫生直接手持手術器械進行手術易感染，醫生長時間的操持手術器械易產生疲勞，從而影響手術的精度和質量，醫生主觀情緒造成的手術器械的顫抖甚至誤操作等，同時還解決了目前已存在的微創手術機器人價格昂貴、成本高，移動靈活性和自由較差的缺點。

二、本發明采用外磁鐵的靈活移動，將內磁鐵移動到目標位置，從而將機械臂移動到目標位置，增加了機器人在體內的移動靈活性和操作范圍，同時永磁鐵還可以對人體組織起到磁療的效果。