一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统技术方案

本发明专利技术涉及一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，包括柔性手术工具、成像工具、导管体和驱动体；柔性手术工具包括第一柔性臂体、手术执行器和第一驱动传动单元；成像工具包括第二柔性臂体、成像照明模组和第二驱动传动单元；导管体包括导管和多腔管体；驱动体包括与导管体关联的骨架，以及紧固连接于骨架上且分别与第一和第二驱动传动单元关联的多个驱动模组；驱动模组通过与之关联的第一驱动传动单元实现第一柔性臂体的整体进给自由度、整体旋转自由度和弯转自由度；驱动模组通过与之关联的第二驱动传动单元实现第二柔性臂体的整体进给自由度和弯转自由度。本发明专利技术可以使多个柔性手术工具和成像工具通过同一多腔管体进入人体施展手术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗器械，具体涉及一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统。
技术介绍
现代医疗领域中，手动多孔腹腔镜微创手术已被广泛应用于临床。此类微创手术成功降低了病人的术后疼痛、并发症概率、康复时间并改善了术后疤痕。近几年，为方便医生操作以及实现更好的术后产出，机器人辅助的多孔腹腔镜微创手术得到广泛的应用，其中由美国IntuitiveSurgical公司(美国直觉外科公司)推出的达芬奇手术机器人系统，可辅助医生完成多孔腹腔镜微创手术，取得了商业上的巨大成功。为了进一步减小手术创伤面积与康复时间，研究者提出了单孔腹腔镜微创手术。相较于多孔腹腔镜微创手术需要多个体表切口，单孔腹腔镜微创手术中所有手术工具均由一个体表切口(通常是肚脐)进入腹腔，进一步减小了对患者的创伤。然而，此类单一入口的构型无论对手术器械的设计还是手术时医生的操作均提出了更高的要求。基于传统刚性手术工具的手动单孔腹腔镜手术由于存在复杂的手眼协同操作需求，加之手术工具的灵活度有限、工作范围较小等困难，手动单孔腹腔镜手术尚未应用于临床。多孔腹腔镜手术机器人，由于其手术执行臂远端主要为多杆件的串联铰接结构，通过钢丝绳驱动其在各铰接关节处的弯转，且钢丝绳须与微型滑轮保持持续的张紧状态，使得多孔腹腔镜手术机器人无法改造成为在微型化、运动性能和安全性等方面效果良好的单孔腹腔镜手术机器人。因此，针对单孔腹腔镜手术机器人的研发有望推动单孔腹腔镜微创手术的进一步发展，具有十分重要的科学和社会意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一套驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，并针对该手术系统所携带工具的特点，提出了一种可行的工具布局方案。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具、导管体和驱动体；其中，所述柔性手术工具包括第一柔性臂体，关联于所述第一柔性臂体远端的手术执行器，以及与所述第一柔性臂体近端关联的第一驱动传动单元；所述成像工具包括第二柔性臂体，关联于所述第二柔性臂体远端的成像照明模组，以及与所述第二柔性臂体近端关联的第二驱动传动单元；所述导管体包括用于引导所述第一柔性臂体的导管，以及用于引导所述第二柔性臂体的多腔管体；所述驱动体包括与所述导管体关联的骨架，以及紧固连接于所述骨架上且分别与所述第一驱动传动单元和第二驱动传动单元关联的多个驱动模组；所述驱动模组通过与之关联的所述第一驱动传动单元实现所述第一柔性臂体的整体进给自由度、整体旋转自由度和弯转自由度；相似的，所述驱动模组通过与之关联的所述第二驱动传动单元实现所述第二柔性臂体的整体进给自由度和弯转自由度。在一个优选的实施例中，所述柔性手术工具还包括位于所述第一驱动传动单元远端的第一驱动输入接口；相似的，所述成像工具还包括位于所述第二驱动传动单元远端的第二驱动输入接口。在一个优选的实施例中，所述多腔管体包括封闭的柔性手术工具通过腔道，且所述导管体还包括连接成一体的远端板和近端板，以及分别与所述多腔管体和远端板固定连接的连接接口；所述导管远端固定于所述连接接口上，并与所述柔性手术工具通过腔道连通，近端固定于所述近端板上且具有多个发散分布的导管入口，所述第一柔性臂体远端经所述导管的导管入口插入所述柔性手术工具通过腔道并延伸。在一个更优选的实施例中，所述多腔管体还包括开放的成像工具通过腔道，且所述导管体还包括套于所述多腔管体外的外套管；在所述远端板、近端板以及连接接口上，开设有与所述成像工具通过腔道相匹配的开放的成像工具安装缺口，所述第二柔性臂体由缺口方向安装到所述成像工具通过腔道以及成像工具安装缺口之中，所述成像照明模组的端面与所述多腔管体的远端端面贴合以形成封闭的圆柱体，所述外套管直接套于所述多腔管体外，并与所述连接接口固定连接。在一个更优选的实施例中，所述柔性手术工具通过腔道数量为两个以上，所述成像工具通过腔道数量为一个以上，且所述多腔管体还包括一个以上封闭的多功能腔道。在一个优选的实施例中，所述驱动体的骨架远端与所述导管体中的近端板紧固连接，且所述驱动模组包括多个线性模组和多个电机组模块，所述线性模组与所述骨架固定连接，每一所述线性模组中的滑块与一所述电机组模块固定连接；每一所述电机组模块近端设置有与所述第一驱动输入接口/第二驱动输入接口关联的驱动接口；所述线性模组通过滑块驱动所述电机组模块和柔性手术工具/成像工具整体前后进给，进而实现第一柔性臂体/第二柔性臂体的整体进给自由度；所述电机组模块通过所述驱动接口传递运动，并通过所述第一驱动传动单元/第二驱动传动单元将运动转换为所述第一柔性臂体/第二柔性臂体向任意方向弯转的运动和对所述手术执行器的驱动；所述电机组模块还驱动所述柔性手术工具整体旋转，进而实现所述第一柔性臂体的整体旋转自由度。在一个更优选的实施例中，其中与所述柔性手术工具关联的所述电机组模块上开设有柔性臂体通过孔，所述柔性手术工具中的柔性臂体穿过所述柔性臂体通过孔进入到所述导管中。在一个优选的实施例中，所述导管为平面相切的两段圆弧，并使位于所述近端板上导管入口的轴线与所述多腔管体中柔性手术工具通过腔道轴线平行，同时与所述柔性手术工具关联的所述驱动模组中线性模组与所述近端板上导管入口的轴线平行，且与所述成像工具关联的所述驱动模组中线性模组与所述成像工具通过腔道的轴线平行。在一个优选的实施例中，所述柔性手术工具数量为三个，所述成像工具数量为一个，且所述成像照明模组包括两个用于实现立体视觉的摄像头和多个照明器件。在一个优选的实施例中，所述第一柔性臂体和第二柔性臂体包括至少一个构节和套于所述构节外部的柔性封皮，每一所述构节包括固定盘、间隔盘和结构骨；多个所述间隔盘间隔分布于所述构节中，所述结构骨一端固定于所述固定盘，另一端依次穿过各所述间隔盘后紧固连接于所述第一驱动传动单元或第二驱动传动单元中。在一个优选的实施例中，所述结构骨为杆状或管状结构，且数量为三根以上；当所述构节数多于两个时，各所述构节之间采用串联的方式连接，即远离所述第一驱动传动单元或第二驱动传动单元的构节之结构骨从接近所述第一驱动传动单元或第一驱动传动单元的构节之固定盘和间隔盘上穿过；若接近所述第一驱动传动单元或第二驱动传动单元的构节之结构骨采用管状结构，则远离所述第一驱动传动单元或第二驱动传动单元的构节之结构骨从接近所述第一驱动传动单元或第二驱动传动单元的构节之结构骨内穿过。在一个优选的实施例中，所述柔性手术工具还包括用于关联第一柔性臂体和第一驱动传动单元的第一刚性臂体；相似的，所述成像工具还包括用于关联第二柔性臂体和第二驱动传动单元的第二刚性臂体。在一个更优选的实施例中，所述第一刚性臂体和第二刚性臂体为直杆状刚性结构，所述第一刚性臂体和第二刚性臂体包括多个间隔分布其中的间隔盘和套于其外部的刚性封皮。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术提出了一套满足单孔腔镜手术施展流程的手术系统，该系统中的三个柔性手术工具和一个成像工具可通过同一多腔管体进入人体施展手术，并且多腔管体还可以提供有多个多功能腔道。2、本专利技术的导管体采用具有特定空间曲线构型的导管，导管可将所述柔性手术工具、成像工具中的柔性臂体引导进入同一多腔管体中，既保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具、导管体和驱动体；其中，所述柔性手术工具包括第一柔性臂体，关联于所述第一柔性臂体远端的手术执行器，以及与所述第一柔性臂体近端关联的第一驱动传动单元；所述成像工具包括第二柔性臂体，关联于所述第二柔性臂体远端的成像照明模组，以及与所述第二柔性臂体近端关联的第二驱动传动单元；所述导管体包括用于引导所述第一柔性臂体的导管，以及用于引导所述第二柔性臂体的多腔管体；所述驱动体包括与所述导管体关联的骨架，以及紧固连接于所述骨架上且分别与所述第一驱动传动单元和第二驱动传动单元关联的多个驱动模组；所述驱动模组通过与之关联的所述第一驱动传动单元实现所述第一柔性臂体的整体进给自由度、整体旋转自由度和弯转自由度；相似的，所述驱动模组通过与之关联的所述第二驱动传动单元实现所述第二柔性臂体的整体进给自由度和弯转自由度。

【技术特征摘要】
1.一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具、导管体和驱动体；其中，所述柔性手术工具包括第一柔性臂体，关联于所述第一柔性臂体远端的手术执行器，以及与所述第一柔性臂体近端关联的第一驱动传动单元；所述成像工具包括第二柔性臂体，关联于所述第二柔性臂体远端的成像照明模组，以及与所述第二柔性臂体近端关联的第二驱动传动单元；所述导管体包括用于引导所述第一柔性臂体的导管，以及用于引导所述第二柔性臂体的多腔管体；所述驱动体包括与所述导管体关联的骨架，以及紧固连接于所述骨架上且分别与所述第一驱动传动单元和第二驱动传动单元关联的多个驱动模组；所述驱动模组通过与之关联的所述第一驱动传动单元实现所述第一柔性臂体的整体进给自由度、整体旋转自由度和弯转自由度；相似的，所述驱动模组通过与之关联的所述第二驱动传动单元实现所述第二柔性臂体的整体进给自由度和弯转自由度。2.如权利要求1所述的一种基于柔性臂体的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，所述柔性手术工具还包括位于所述第一驱动传动单元远端的第一驱动输入接口；相似的，所述成像工具还包括位于所述第二驱动传动单元远端的第二驱动输入接口。3.如权利要求2所述的一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，所述多腔管体包括封闭的柔性手术工具通过腔道，且所述导管体还包括连接成一体的远端板和近端板，以及分别与所述多腔管体和远端板固定连接的连接接口；所述导管远端固定于所述连接接口上，并与所述柔性手术工具通过腔道连通，近端固定于所述近端板上且具有多个发散分布的导管入口，所述第一柔性臂体远端经所述导管的导管入口插入所述柔性手术工具通过腔道并延伸。4.如权利要求3所述的一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，所述多腔管体还包括开放的成像工具通过腔道，且所述导管体还包括套于所述多腔管体外的外套管；在所述远端板、近端板以及连接接口上，开设有与所述成像工具通过腔道相匹配的开放的成像工具安装缺口，所述第二柔性臂体由缺口方向安装到所述成像工具通过腔道以及成像工具安装缺口之中，所述成像照明模组的端面与所述多腔管体的远端端面贴合以形成封闭的圆柱体，所述外套管直接套于所述多腔管体外，并与所述连接接口固定连接。5.如权利要求4所述的一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，所述柔性手术工具通过腔道数量为两个以上，所述成像工具通过腔道数量为一个以上，且所述多腔管体还包括一个以上封闭的多功能腔道。6.如权利要求4所述的一种驱动前置的单孔腹腔镜手术系统，其特征在于，所述驱动体的骨架远端与所述导管体中的近端板紧固连接，且所述驱动模组包括多个线性模组和多个电机组模块，所述线性模组与所述骨架固定连接，每一所述线性模组中的滑块与一所述电机组模块固定连接；每一所述电机组模块近端设置有与所述第一驱动输入接口/第二驱动输入接口关联的驱动接口；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，赵江然，戴正晨，刘欢，陈煜阳，刘增辉，
申请(专利权)人：北京术锐技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11