[發(fā)明專利]一種用于單孔手術(shù)機(jī)器人的具有移動定位關(guān)節(jié)的手術(shù)器械

在審

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• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108309455A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡三元;馮紅光;程曉林;田兆輝;姜秀新;樊炳輝
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)齊魯醫(yī)院
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開了一種用于單孔手術(shù)機(jī)器人的具有移動定位關(guān)節(jié)的手術(shù)器械，手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由第一至第八關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、鋼絲繩張緊機(jī)構(gòu)、固定銷軸、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體等組成。手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二至第八關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過鋼絲傳動。手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)上面的接口離合盤采用單列布置，使手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接口底座上面的固定點之間的力臂更長，更有利于手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的固定。將解耦機(jī)構(gòu)安裝在關(guān)節(jié)驅(qū)動機(jī)構(gòu)上，可以簡化手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于手術(shù)器械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的量產(chǎn)。本發(fā)明的用于單孔手術(shù)機(jī)器人的具有移動定位關(guān)節(jié)的手術(shù)器械方便拆裝、定位準(zhǔn)確、剛度較大、布局合理、小型化、輕量化的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微創(chuàng)外科手術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備，尤其涉及一種適合于胸腔和腹腔的微創(chuàng)手術(shù)操作的微創(chuàng)外科單孔手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)器械。

背景技術(shù)

以腹腔鏡為代表的微創(chuàng)外科被譽為20世紀(jì)醫(yī)學(xué)科學(xué)對人類文明的重要貢獻(xiàn)之一，微創(chuàng)手術(shù)操作是指醫(yī)生借助細(xì)長的手術(shù)器械通過人體表面的微小切口探入到體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作的。它與傳統(tǒng)的開口手術(shù)相比具有手術(shù)切口小、出血量少、術(shù)后疤痕小、恢復(fù)時間快等優(yōu)點，達(dá)到與傳統(tǒng)開口手術(shù)相同的療效。手工操作的微創(chuàng)手術(shù)器械是被動操作形式，一般末端只具有一個運動自由度。手術(shù)過程中醫(yī)生通過手指施加驅(qū)動實現(xiàn)末端器械動作，并依靠醫(yī)生手臂與腕部的運動靈活性順利完成包括縫合、打結(jié)在內(nèi)的各種復(fù)雜操作。但是，對于輔助微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)而言，由于手術(shù)器械的操作是通過機(jī)器人來完成的，而機(jī)器人系統(tǒng)本身不具備人操作的靈活性。因此，對微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人專用手術(shù)器械的設(shè)計提出了更高的要求。為適應(yīng)微創(chuàng)手術(shù)的要求，手術(shù)器械的設(shè)計應(yīng)滿足體積小、操作靈活、形式多樣、便于與機(jī)器人手臂安裝、有足夠的剛度和強度、適于醫(yī)療環(huán)境要求(如多次消毒)等。特別是手術(shù)器械應(yīng)具有較多的自由度以滿足靈活性要求，才能適應(yīng)縫合打結(jié)等復(fù)雜手術(shù)操作。

在微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人手術(shù)過程當(dāng)中，手術(shù)工具是唯一與人體病變組織相接觸的部分，也是直接執(zhí)行手術(shù)操作的機(jī)器人部分，因此，手術(shù)工具的性能是微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)綜合性能的關(guān)鍵所在。為適應(yīng)現(xiàn)代化微創(chuàng)手術(shù)的要求，手術(shù)工具的設(shè)計應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)精巧、操作靈活、形式多樣、易于更換、適合醫(yī)療環(huán)境等要求，特別是手術(shù)工具應(yīng)有較多的自由度以滿足靈活性要求，且要易于更換才能實現(xiàn)復(fù)雜的手術(shù)操作。因此，與手術(shù)工具相配套的手術(shù)器械的性能也是微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)綜合性能的重要組成部分，其性能指標(biāo)不僅影響著手術(shù)工具的使用，還直接決定了本體系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)與布局方式。總之，手術(shù)工具與快換裝置的性能是體現(xiàn)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)整體性能水平的關(guān)鍵因素。

在國際上，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)研究領(lǐng)域已有多套樣機(jī)達(dá)到了商業(yè)臨床應(yīng)用水平，包括da Vinci、Zeus、LAPROTEK系統(tǒng)等。通過研究手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)現(xiàn)手術(shù)工具系統(tǒng)主要由工具部分和快換裝置組成。工具部分的發(fā)展趨勢是由桿傳動、低自由度向絲傳動、多自由度發(fā)展，其結(jié)構(gòu)雖越來越簡化，功能卻變得越來越強大；快換裝置則是逐漸向緊湊型、集成型發(fā)展，性能也變的越來越高效、穩(wěn)定。現(xiàn)存的兩套商業(yè)化微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人都是采用絲傳動的四自由度手術(shù)工具系統(tǒng)，但這些手術(shù)工具系統(tǒng)仍存在結(jié)構(gòu)布局分散，外形尺寸較大等缺點，所以手術(shù)工具系統(tǒng)仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在我國，微創(chuàng)外科單孔手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)還處于起步階段，尤其對手術(shù)工具系統(tǒng)的研究與國外技術(shù)相比還有較大的差距，因此，開發(fā)絲傳動、多自由度手術(shù)工具及相配套的性能更為穩(wěn)定高效的快換裝置對填補國內(nèi)空白，推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。研究開發(fā)與現(xiàn)有系統(tǒng)擁有不同的絲傳動形式和快換方式的多自由度手術(shù)工具系統(tǒng)對于提升我國在該科研領(lǐng)域的學(xué)術(shù)、技術(shù)地位具有深遠(yuǎn)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方便拆裝、定位準(zhǔn)確、剛度較大、布局合理的小型化、輕量化的用于單孔手術(shù)機(jī)器人的具有移動定位關(guān)節(jié)的手術(shù)器械，它能夠輔助醫(yī)生實施微創(chuàng)手術(shù)操作。

本發(fā)明提供了一種方便拆裝、定位準(zhǔn)確、剛度較大、布局合理的小型化、輕量化的用于單孔手術(shù)機(jī)器人的具有移動定位關(guān)節(jié)的手術(shù)器械，具體方案如下：