[發明專利]顱頜面整形外科手術機器人

有效

• 申請號: 201710335442.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107280764B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 謝叻;周朝政
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/00;A61B34/20;A61G13/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種顱頜面整形外科手術機器人，包括基座模塊、連接模塊、位姿模塊和手術末端執行器模塊，其中：基座模塊由基座底架、軸承、傘齒輪組、伺服電機、直齒輪組及圓形套筒組成；連接模塊由連接桿、傘齒輪組、軸承和伺服電機組成；位姿模塊由三個互相垂直的圓形套筒由螺絲固定，并分別通過軸承支撐實現三維方向的轉動，包括軸承、傘齒輪組、伺服電機、直齒輪組及圓形套筒；手術末端執行器模塊包括六維力傳感器、連接片、刀具夾具、傳感器夾具、傳感器夾具墊片和刀具。本發明所述機器人在手術過程中可以實時監測、反饋力的大小，判斷手術進程，從而保證手術的安全性。

技術領域

本發明涉及微創外科整形手術機器人領域，具體地，涉及一種顱頜面整形外科手術機器人。

背景技術

外科手術計算機輔助導航即利用計算機圖形圖像技術對放射影像學資料進項處理，重建二維或三維的醫學圖像模型，幫助手術醫生在術前對預行的手術操作進行虛擬演示，以更好的規劃手術路徑。機器人輔助手術已成為微創外科整形手術的主流。機器人輔助手術具有傳統手術無法比擬的精確性與穩定性，創傷小，更快的恢復時間，可以有效的減少手術時間，減少術后并發癥的產生，大幅提高手術成功率。

整形外科手術主要是針對于先天或后天因素造成顱骨、顱頜面即相應軟組織創傷或嚴重畸形。由于顱頜面解剖學結構復雜，感覺器官分布密集，多數情況下手術視野嚴重受限，重要的神經與血管遍布骨組織內或圍繞其分布，使得手術的復雜性大大增加。此外，整形手術還學要兼顧患者的容貌和功能，這可能會引起醫療糾紛。傳統顱頜面整形手術僅僅依靠醫生徒手操作手術刀具，手術方法目前可以通過術前CT規劃、3D打印患者模型等，但手術方案通常取決于醫生個人主觀經驗，手術中醫生盡量需保持手部平穩，以防稍有偏差引起動脈出血。術中，手術刀受力復雜且不均勻，需要醫生花費大量氣力保持手術刀穩定。長時間操作極易產生疲勞，難以保證手術穩定性。因此，機器人輔助手術幫助外科整形手術減輕醫生的疲勞作業，減少手術創傷，提高手術安全性及成功率，具有十分重要的應用價值。

經對現有專利技術檢索發現。未發現針對于顱頜面整形手術相關專利。

基于上述原因，技術人員致力于研發一款自動精確定位的顱頜面整形外科手術機器人裝置。在此裝置中，機器人可以自動精確定位并且在狹小手術視野中完成手術操作。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種顱頜面整形外科手術機器人，以咬合板為標志物，提供術中導航匹配的坐標系；本發明是一種自動精確手術的機器人系統，能夠在狹小的手術視野中精確完成手術。

為實現以上目的，本發明提供一種顱頜面整形外科手術機器人，包括：基座模塊、連接模塊、位姿模塊和手術末端執行器模塊；

所述基座模塊包括第一驅動傳動單元、第一圓形套筒和基座軸，其中：第一驅動傳動單元連接第一圓形套筒，基座軸固定在手術床上，第一圓形套筒支撐在基座軸上；所述第一驅動傳動單元驅動第一圓形套筒相對于基座軸轉動；

所述連接模塊包括第二驅動傳動單元、連接桿、第二圓形套筒，其中：第二圓形套筒的一端與第一圓形套筒的一端連接，第二圓形套筒的上端與連接桿的下端連接，第二驅動傳動單元連接第二圓形套筒；所述第二驅動傳動單元帶動第二圓形套筒相對于第一圓形套筒轉動，進而實現連接模塊與基座模塊之間的相對轉動；

所述位姿模塊包括第三驅動傳動單元、第四驅動傳動單元、第五驅動傳動單元、L型圓形套筒、大圓形套筒、小圓形套筒，其中：大圓形套筒的下端與連接桿的上端連接，小圓形套筒的一端連接大圓形套筒的一端，小圓形套筒的另一端連接L型圓形套筒；第三驅動傳動單元連接手術末端執行器模塊，第三驅動傳動單元帶動手術末端執行器模塊轉動；第四驅動傳動單元連接L型圓形套筒，第四驅動傳動單元帶動L型圓形套筒相對于小圓形套筒轉動；第五驅動傳動單元連接大圓形套筒，第五驅動傳動單元帶動大圓形套筒相對于小圓形套筒轉動；