[發明專利]介入機器人的力反饋型主操作手

在審

• 申請號: 201810721876.3
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109009453A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 李建民;胡美蓮;王樹新;趙建廠;崔亮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B34/37
• 分類號: A61B34/37
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

本公開提供一種介入機器人的力反饋型主操作手，包括：基座、直線機構、旋轉手柄、偏轉旋鈕以及力反饋裝置，基座用于為主操作手提供支撐；直線機構用于將受力轉化為直線運動；旋轉手柄用于將受力轉化為旋轉運動；偏轉旋鈕用于將受力轉化為偏轉運動；力反饋裝置用于將直線機構、旋轉手柄和偏轉旋鈕的動作傳遞至從操作手上，并將從操作手與人體組織的接觸力反饋至直線機構、旋轉手柄和偏轉旋鈕上。本公開提供的介入機器人的力反饋型主操作手為針對腎內介入手術的專用型主操作手，具有三個自由度可以實現對輸尿管軟鏡的操作，并且在三個自由度上可以分別施加反饋力達到提高手術精度的目的。

技術領域

本公開涉及手術機器人技術領域，尤其涉及一種介入機器人的力反饋型主操作手。

背景技術

輸尿管軟鏡手術(FURS)是治療腎結石與輸尿管結石的重要治療方式。與經皮腎鏡取石術和體外沖擊波碎石術相比，輸尿管軟鏡手術時鏡體通過自然腔道(尿道-膀胱-腎盂-輸尿管)進入，可以在直視下進行碎石，具有損傷小、恢復快、手術適應癥廣等優點。因此，輸尿管軟鏡技術在臨床應用上越來越受廣大醫生和患者的青睞。

然而，輸尿管軟鏡在技術操作上仍具有挑戰性。主要包括學習曲線長、操作穩定性差、術者易疲勞以及輻射危害等。另外，徒手操作軟鏡需要主治醫師與助手相互配合，共同協作完成手術，難免產生交流障礙，導致不科學與不規范的操作，容易造成術中危險，給患者造成痛苦。而且手工操作自身有一些局限性：精度低，自由度受限，無法實現遠程操作等，初學者還可能會造成患者術后并發癥發生率增加，這些問題極大地限制了這項技術的推廣和應用。

隨著外科手術領域的不斷發展，機器人輔助外科手術具有定位精確、操作穩定、沒有人類的疲憊感和生理限制等優勢。因此，機器人輔助手術技術可以成為解決輸尿管軟鏡手術難題的有效途徑。

然而，在實現本公開的過程中，本申請發明人發現，雖然機器人輔助外科手術可以提高手術的整體操作性能，但存在一個主要的缺點是缺少力反饋。力反饋功能的缺失導致醫生操作時缺乏“手感”，只能通過視覺信息來判斷器械對于組織的作用力，缺少開放手術時的“沉浸感”。在進行手術時，主操作手若無法接收到有效的力反饋，醫生容易操作過度對正常組織造成創傷，這會延長手術時間，增加手術操作的不確定性和風險性。因此，利用機器人輔助經輸尿管腎內介入手術時，力反饋功能的實現對主操作手有著重要意義。

公開內容

(一)要解決的技術問題

基于上述技術問題，本公開提供一種介入機器人的力反饋型主操作手，以緩解現有技術中的輔助外科手術機器人缺乏力反饋的技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種介入機器人的力反饋型主操作手，包括：基座，用于為所述主操作手提供支撐；直線機構，與所述基座連接，用于將受力轉化為直線運動；旋轉手柄，與所述直線機構連接，用于將受力轉化為旋轉運動；偏轉旋鈕，與所述直線機構連接，用于將受力轉化為偏轉運動；以及力反饋裝置，與所述直線機構、所述旋轉手柄和所述偏轉旋鈕連接，用于將所述直線機構、所述旋轉手柄和所述偏轉旋鈕的動作傳遞至從操作手上，并將所述從操作手與人體組織的接觸力反饋至所述直線機構、所述旋轉手柄和所述偏轉旋鈕上。