[發(fā)明專利]外科手術(shù)操作臂及外科手術(shù)操作系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710128927.7
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN108524000B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任洪亮;劉銓權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 新加坡國立大學;蘇州工業(yè)園區(qū)新國大研究院
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30
• 代理公司: 華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖

1.一種外科手術(shù)操作臂，包括位于操作端的驅(qū)動機構(gòu)、位于工作端的執(zhí)行工具、以及連接所述驅(qū)動機構(gòu)和所述執(zhí)行工具的可彎曲臂，其特征在于，所述可彎曲臂包括：

第一可彎曲部分，包括頂蓋、適于與所述頂蓋同軸設(shè)置的底座、以及從所述頂蓋向所述底座延伸并且并聯(lián)分布的三個或更多個萬向調(diào)節(jié)裝置，所述三個或更多個萬向調(diào)節(jié)裝置適于定義與所述頂蓋和所述底座同軸的容置空間，每個所述萬向調(diào)節(jié)裝置包括多個軸，所述多個軸中的相鄰兩個軸之間通過萬向聯(lián)軸器彼此聯(lián)接，所述多個軸包括近端軸和遠端軸，所述遠端軸的末端連接至所述頂蓋，所述近端軸的末端穿過開設(shè)在所述底座上的通孔并且連接至所述驅(qū)動機構(gòu)，使得所述近端軸的至少一部分伸出所述底座，所述近端軸適于在所述驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下可滑動地穿過所述通孔執(zhí)行直線往復運動；

第二可彎曲部分，適于被接收在所述容置空間中，所述第二可彎曲部分包括沿所述第二可彎曲部分的軸心延伸并且相互套接的多個柔性管，在所述多個柔性管中靠近所述軸心的柔性管適于收縮進或伸展出遠離所述軸心的柔性管，所述多個柔性管由內(nèi)向外包括內(nèi)柔性管、至少一個中間柔性管、以及外柔性管；

其中，在所述頂蓋的中心位置開設(shè)有第一引導孔，在所述底座的中心位置開設(shè)有第二引導孔，所述外柔性管的遠端固定連接至所述頂蓋，所述內(nèi)柔性管的遠端穿過所述第一引導孔并且連接至所述執(zhí)行工具，每個所述中間柔性管靠近所述中間柔性管的遠端的一部分適于伸出所述第一引導孔，所述外柔性管、所述內(nèi)柔性管和每個所述中間柔性管的近端均穿過所述第二引導孔，并且所述內(nèi)柔性管和每個所述中間柔性管連接至所述驅(qū)動機構(gòu)；

每個所述中間柔性管適于在所述驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并且使所述中間柔性管靠近所述中間柔性管的遠端的一部分向外伸展或向內(nèi)收縮；

所述內(nèi)柔性管適于在所述驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并且使所述內(nèi)柔性管靠近所述內(nèi)柔性管的遠端的一部分向外伸展或向內(nèi)收縮。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述外柔性管適于隨所述第一可彎曲部分的彎曲而彎曲，并且與所述第一可彎曲部分保持基本相同的形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，至少一個所述中間柔性管為預彎柔性管，所述預彎柔性管適于在無外力作用時呈現(xiàn)具有預定彎曲度的彎曲形狀，并且在有外力作用時可呈現(xiàn)筆直形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述多個柔性管的剛度分別設(shè)置為由外向內(nèi)逐漸遞減。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述中間柔性管收縮進所述外柔性管的部分具有與所述外柔性管相同的形狀，所述中間柔性管伸出所述外柔性管的部分具有恢復預定彎曲度的趨勢。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括多個電動機，所述多個電動機配置為分別向所述三個或更多個萬向調(diào)節(jié)裝置各自的近端軸、所述至少一個中間柔性管和所述內(nèi)柔性管施加驅(qū)動力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，還包括控制器，所述控制器電性連接至所述多個電動機，并且配置為控制所述多個電動機的運行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述執(zhí)行工具為適于在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換的夾持裝置，所述第二可彎曲部分還包括柔性軸，所述柔性軸可滑動地設(shè)置在所述內(nèi)柔性管中，所述柔性軸的遠端連接至所述夾持裝置，所述柔性軸的近端連接至所述驅(qū)動機構(gòu)，所述柔性軸適于在所述驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下控制所述夾持裝置在所述打開狀態(tài)和所述閉合狀態(tài)之間切換。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的外科手術(shù)操作臂，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)適于收縮所述柔性軸，以致所述夾持裝置切換至所述閉合狀態(tài)，并且所述驅(qū)動機構(gòu)適于伸展所述柔性軸，以致所述夾持裝置切換至所述打開狀態(tài)。

10.一種外科手術(shù)操作系統(tǒng)，其特征在于，包括：

至少一個根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項所述的外科手術(shù)操作臂，配置為執(zhí)行外科手術(shù)操作；

攝像裝置，配置為采集患者手術(shù)部位的圖像信息；

工作站，配置為接收和解析控制命令，并將解析后的所述控制命令傳送至所述至少一個外科手術(shù)操作臂和所述攝像裝置，并且還配置為接收和處理所述攝像裝置采集的圖像信息以及所述外科手術(shù)操作臂的狀態(tài)信息；以及

控制臺，配置為接收用戶輸入，產(chǎn)生所述控制命令發(fā)送至所述工作站，所述控制臺包括監(jiān)視器，所述監(jiān)視器適于顯示從所述工作站接收的所述圖像信息以及所述外科手術(shù)操作臂的狀態(tài)信息。