[發明專利]一種具有力感知功能的微創手術持針鉗

有效

• 申請號: 202111293695.3
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN113940714B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉會聰;王凱瑤;侯誠;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A61B17/062
• 分類號: A61B17/062;A61B90/00;A61B17/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 吳竹慧

本發明涉及一種具有力感知功能的微創手術持針鉗，包括用于夾持手術縫合針的夾鉗部，其上設置有持針凹槽以穩固夾持手術縫合針；力感知部，其包括相互配合的中空彈性體和支柱；中空彈性體的頂端與夾鉗部的底端連接，中空彈性體套設在支柱上；支柱上放置有三維力傳感器和金屬探針，所述金屬探針的一端與三維力傳感器連接，中空彈性體的內部頂端與所述金屬探針的另一端連接以實現中空彈性體與所述金屬探針共同形變。其能夠將三維力傳感器與夾鉗部底端位置進行一體化集成，反應夾鉗部所持手術針時的三維力變化，與夾鉗部的尖端直接集成三維力傳感器來感知三維力相比，不局限于尖端的尺寸限制，感知更加整體且避免了持針力與操作感知力的交叉。

技術領域

本發明涉及微創手術醫療設備技術領域，尤其是指一種具有力感知功能的微創手術持針鉗。

背景技術

微創手術(Mi?n?ima?l?l?y?I?nvas?ive?Surgery,MIS)創傷小、疼痛輕、恢復快，在醫學領域得到廣泛應用。隨著機器人技術的快速發展，機器人輔助微創手術成為一個顯著的發展趨勢，以DaVi?n?ic(達芬奇)系統為代表的微創手術機器人系統在臨床的成功應用引起了國內外醫學界、科技界極大的關注。然而微創手術機器人存在很多不足，其中最大的問題是缺乏力感知和反饋功能。

人體器官組織十分脆弱，對微創手術機器人執行力的要求較高，特別是組織縫合時，力感知反饋信息的缺乏容易扯破組織，無法感知打結的松緊度，導致前功盡棄，甚至造成組織的二次損傷，手術風險性高。但微創手術器械的操作空間限制，增加力傳感器是一個特別具有挑戰性的任務。目前為止，大多應用于微創手術的微型力傳感器仍處于早期研發階段。

因此研發設計一種具有力感知功能的微創手術持針鉗，具有良好的研究前景和應用空間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有力感知功能的微創手術持針鉗，其能夠將力感知部與夾鉗部底端位置進行一體化集成，反應夾鉗部所持手術針時的三維力變化，將交互作用力直接測出，感知更加整體且避免了持針力與操作感知力的交叉。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種具有力感知功能的微創手術持針鉗，包括夾鉗部，其用于夾持手術縫合針；力感知部，其用于感知夾所述持手術縫合針時的夾持力；所述力感知部包括相互配合的中空彈性體和支柱；所述中空彈性體的頂端與所述夾鉗部連接，所述中空彈性體套設在所述支柱上；所述支柱上放置有三維力傳感器和金屬探針，所述金屬探針的一端與三維力傳感器連接，所述中空彈性體的內部頂端與所述金屬探針的另一端連接以實現中空彈性體與所述金屬探針共同形變，實現三維力傳感器測出夾持所述手術縫合針時的三維力。

作為優選的，所述三維力傳感器包括懸梁臂和中心塊；所述懸梁臂呈“十”字形，所述中心塊設置在所述懸梁臂的中心，所述懸梁臂上集成有壓敏電阻，所述金屬探針粘結在所述中心塊上，所述金屬探針帶動所述三維力傳感器共同形變。

作為優選的，每個所述壓敏電阻均與外界電阻組成一個惠斯通全橋電路以檢測三維作用力。

作為優選的，所述中空彈性體與所述支柱之間形成有間隙，所述間隙內浸入有聚二甲基硅氧烷。

作為優選的，所述支柱的頂端設置有校正平臺，所述三維力傳感器放置在所述校正平臺上。

作為優選的，所述夾鉗部包括腕部支架以及相互配合的上夾鉗和下夾鉗；所述腕部支架的一端與所述上夾鉗和下夾鉗均連接，所述腕部支架的另一端與所述中空彈性體的頂端連接。

作為優選的，所述上夾鉗上設置有上持針凹槽，所述下夾鉗上設置有下持針凹槽；所述上持針凹槽與所述下持針凹槽相配合以穩固夾持手術縫合針。

作為優選的，所述中空彈性體和所述支柱上均開設有走線孔，所述走線孔內穿設有鋼絲，所述鋼絲的一端與外部驅動設備連接，所述鋼絲的另一端與所述上夾鉗和下夾鉗均連接。