[發明專利]面向人體自然腔道的柔性手術機器人

在審

• 申請號: 202110754557.4
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113598949A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 李長勝;段星光;賴權斌;張潤田
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/00
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 卜榮麗;李志剛

本申請公開了一種面向人體自然腔道的柔性手術機器人，包括手術執行器和驅動系統；其中，手術執行器包括一級柔性臂和二級柔性臂，二級柔性臂滑動穿設在一級柔性臂內，一級柔性臂包括可軸向移動和彎曲的一級活動端，二級柔性臂包括可軸向移動和彎曲的二級活動端；驅動系統包括一級驅動模塊和二級驅動模塊，一級驅動模塊包括用于帶動一級柔性臂移動的一級主驅動模塊和用于帶動一級活動端軸向移動和彎曲的一級副驅動模塊；二級驅動模塊包括用于帶動二級柔性臂移動的二級主驅動模塊和用于帶動二級活動端移動二級副驅動模塊。本申請解決了相關技術中支氣管含有多級解剖結構，部分支氣管的腔道內徑狹窄，使得單一的手術器械難以到達深層病灶的問題。

技術領域

本申請涉及外科醫療器械技術領域，具體而言，涉及一種面向人體自然腔道的柔性手術機器人。

背景技術

經人體自然腔道內鏡手術是使手術器械經過人體的自然腔道(如口腔、食管、支氣管、胃、結腸、直腸等)進入人體腔并進行診斷和治療。與傳統的切開手術相比，該手術方式無須在人體表面形成切口，對內環境干擾較小，具有對患者的創傷小、術后恢復時間短，并發癥少等優點，是現階段外科手術發展的趨勢。

以肺部微小結節微創診斷為例，對肺部微小結節進行活檢可以提高微小結節的良惡性診斷準確性，其結果可作為肺癌早期診斷的重要依據。傳統的經皮肺穿刺活檢診斷率雖高，但會損傷肺部組織，易發生術后并發癥；經支氣管鏡活檢安全性雖好，但診斷率較低。為提高肺部微小結節的診斷率和安全性，利用微創手術機器人經支氣管自然腔道對微小結節進行活檢和取樣，成為微小結節精確診斷的迫切需求。然而，由于人體支氣管內部空間狹窄、入路結構異型動態復雜，現有手術器械(機器人)存在難以到達支氣管深層病灶，以及在復雜支氣管樹運動狀態下難以精準定位的問題。隨著機器人技術的不斷發展，有望通過設計具有足夠靈活性和精度，能夠順利進入人體曲折狹窄支氣管腔道，并實施定位操作的手術執行器，實現肺部復雜微小結節的檢測。

利用手術器械或機器人在人體腔道內實施手術操作時，機械臂之間、機械臂與人體組織之間容易發生碰撞，導致機器人損壞或使患者受到傷害，因此機械臂需要具備一定的柔順性，使用柔性機構是提高手術安全性的主要方法。然而，支氣管含有多級解剖結構，6級及以上的支氣管的腔道內徑狹窄，使得單一的手術器械難以到達深層病灶。

針對相關技術中支氣管含有多級解剖結構，部分支氣管的腔道內徑狹窄，使得單一的手術器械難以到達深層病灶的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種面向人體自然腔道的柔性手術機器人，以解決相關技術中支氣管含有多級解剖結構，部分支氣管的腔道內徑狹窄，使得單一的手術器械難以到達深層病灶的問題。

為了實現上述目的，本申請提供了一種面向人體自然腔道的柔性手術機器人，該面向人體自然腔道的柔性手術機器人包括：手術執行器和驅動系統；其中，

所述手術執行器包括一級柔性臂和二級柔性臂，所述二級柔性臂滑動穿設在所述一級柔性臂內，所述一級柔性臂包括可軸向移動和彎曲的一級活動端，所述二級柔性臂包括可軸向移動和彎曲的二級活動端，二級柔性臂內設置有工作通道；

所述驅動系統包括一級驅動模塊和二級驅動模塊，所述一級驅動模塊包括用于帶動所述一級柔性臂移動的一級主驅動模塊和用于帶動一級活動端軸向移動和彎曲的一級副驅動模塊；

所述二級驅動模塊包括用于帶動所述二級柔性臂移動的二級主驅動模塊和用于帶動二級活動端軸向移動和彎曲的二級副驅動模塊。

進一步的，一級柔性臂包括：

一級護套，所述一級護套為柔性結構，一級護套與所述一級主驅動模塊傳動連接；

一級腕關節連接件，固設于所述一級護套的第一端；