手术器械平台制造技术

本发明专利技术涉及一种手术器械平台，包括底座、调整组件、器械组件，调整组件设置于底座上并包括机械臂，器械组件包括手术器械和器械平台，手术器械可拆卸地设置在器械平台上，器械平台与机械臂的末端连接，手术器械包括依次连接的操作端、连接组件、末端执行器，以及传感部件、驱动部件、传动部件和控制部件，连接组件包括第一、第二连接结构，第一连接结构的近端连接操作端，远端连接器械平台，第二连接结构的远端连接末端执行器，近端连接器械平台。传感部件检测第一连接结构的运动，控制部件根据第一连接结构的运动控制驱动部件通过传动部件驱动第二连接结构运动。本发明专利技术的优点为手术操作更加精准和可靠，手术操作更省力和方便。

【技术实现步骤摘要】
手术器械平台
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种手术器械平台。
技术介绍
随着微创伤手术机器人系统在临床中的应用，患者对微创伤手术的要求也越来高，突出表现在创口数量和部位。而单孔手术减少了切口数量，可进一步减小手术创伤，进而减少手术麻醉和镇痛药物用量，减轻病患术后疼痛，降低伤口感染和并发症的风险，同时使术后疤痕更加美观。但由于操作器械近乎平行进入腹腔，难以形成三角形的操作空间，使得牵拉和显露较困难，增大了手术的难度，而且普通的医疗器械同时操作时会发生交叉摩擦，不仅影响正常使用，有时可能会对病人造成二次伤害。中国专利申请CN105266856A公开了一种手套型单孔腹腔镜穿刺装置，采用柔性手套型结构的穿刺装置，虽然增大了医生操作端的操作空间，但是并没有解决腹腔内的手术器械间的干扰问题。中国专利申请CN104352264A公开了一种多自由度腹腔镜手术器械，其设置有手柄，且手柄处设置有旋钮，并使推杆的近端从旋钮中心穿过，从而通过旋钮的旋转运动控制弯曲单元弯曲，从而实现前端可以朝任意方向弯曲的目的，但是，此方式需要操作者单独操作推杆，并且推杆的运动方向与末端执行器反向，不利于操作者随时调整器械，且反向操作也增大了操作难度。不仅于此，在手术操作的舒适性和便捷性上也有待进一步提高。
技术实现思路
针对上述技术问题中的一个或多个，本专利技术提供了一种手术器械平台，可使手术操作更为省力和方便，同时还可提高运动控制精度，且还可实现两个以上手术器械/内窥镜同时插入人体进行操作时不会发生干扰，降低手术难度。为实现上述目的，本专利技术提供一种手术器械平台，包括：底座；调整组件，设置于所述底座上并包括机械臂；以及器械组件，包括手术器械以及器械平台，所述手术器械可拆卸地设置在所述器械平台上，且所述器械平台与所述机械臂的末端连接，以通过所述机械臂调整所述器械组件的位姿；其中：所述手术器械包括由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；所述连接组件包括近端的第一连接结构和远端的第二连接结构；所述第一连接结构的近端连接所述操作端，所述第一连接结构的远端连接所述器械平台；所述第二连接结构的远端连接所述末端执行器，所述第二连接结构的近端连接所述器械平台；所述手术器械还包括传感部件、驱动部件、传动部件和控制部件；所述传感部件用以检测所述第一连接结构的运动并将得到的所述第一连接结构的运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第二连接结构运动。可选地，所述第一连接结构包括第一柔性结构，所述第二连接结构包括第二柔性结构，所述第一柔性结构和所述第二柔性结构分别具有至少一个转动自由度；其中：所述传感部件还用以检测所述第一柔性结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件还用以根据所述第一柔性结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件还用以通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构跟随所述第一柔性结构的转动而做相反方向的转动。可选地，所述连接组件还包括第三柔性结构，所述第三柔性结构位于所述第二连接结构与所述末端执行器之间，且所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度，以带动所述末端执行器转动；所述操作端包括依次连接的操控结构、腕部结构和握持结构；所述操控结构设置在所述腕部结构上，用于驱动所述腕部结构运动；所述第一连接结构的近端连接所述握持结构，所述腕部结构具有至少一个转动自由度；其中：所述传感部件用以检测所述腕部结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述腕部结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构跟随所述腕部结构的转动而做相同方向的转动。可选地，所述第一连接结构包括第一外管和第一内管，所述第二连接结构包括第二外管和第二内管；所述第一外管套接在所述第一内管上，所述第二外管套接在所述第二内管上；所述第一内管的近端与所述操作端连接，所述第一内管的远端为自由端并用于插入所述第一外管中；所述第一外管的近端为自由端并设置在所述器械平台的外部，所述第一外管的远端与所述器械平台连接；所述第二内管的远端连接所述末端执行器，所述第二内管的近端为自由端并用于插入所述第二外管中；所述第二外管的近端与所述器械平台连接，且所述第二外管的远端为自由端并设置在所述器械平台的外部；所述第一柔性结构设置于所述第一外管，所述第二柔性结构设置于所述第二外管。可选地，所述第二内管的远端通过第三柔性结构连接所述末端执行器，所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度；和/或，所述第一内管的远端延伸进入所述器械平台的内部，所述第二内管的近端延伸进入所述器械平台的内部。可选地，所述第一柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第一轴线转动的转动自由度以及绕第二轴线转动的转动自由度；所述第二柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第三轴线转动的转动自由度以及绕第四轴线转动的转动自由度；所述第三轴线与第一轴线平行，所述第四轴线与第二轴线平行，所述第一轴线与第二轴线垂直；当所述第一柔性结构被驱动绕所述第一轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第一轴线转动的转动并将得到的第一转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第三轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的转动；当所述第一柔性结构被驱动绕所述第二轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第二轴线转动的转动并将得到的第二转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第二转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第四轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的方向转动。可选地，所述第一内管能够相对于所述第一外管移动，所述第二内管能够相对于所述第二外管移动；所述传感部件还用于检测所述第一内管和/或所述操作端的移动并将得到的所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二内管移动。可选地，所述第一内管包括由近及远依次连接的第一近端区段、第一中部区段以及第一远端区段，所述第一近端区段与所述操作端连接；所述第一近端区段和所述第一远端区段均为刚性件，所述第一中部区段为柔性件；所述第一外管包括由近及远依次连接的第一近端部分、第一柔性结构和第一远端部分，所述第一远端部分与所述器械平台连接；所述第一近端区段和所述第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和所述第一柔性结构的轴向长度之和；所述第一远端区段容置在所述第一远端部分，且所述第一远端区段延伸进入所述器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手术器械平台，其特征在于，包括：/n底座；/n调整组件，设置于所述底座上并包括机械臂；以及/n器械组件，包括手术器械以及器械平台，所述手术器械可拆卸地设置在所述器械平台上，且所述器械平台与所述机械臂的末端连接，以通过所述机械臂调整所述器械组件的位姿；/n其中：所述手术器械包括由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；所述连接组件包括近端的第一连接结构和远端的第二连接结构；所述第一连接结构的近端连接所述操作端，所述第一连接结构的远端连接所述器械平台；所述第二连接结构的远端连接所述末端执行器，所述第二连接结构的近端连接所述器械平台；/n所述手术器械还包括传感部件、驱动部件、传动部件和控制部件；所述传感部件用以检测所述第一连接结构的运动并将得到的所述第一连接结构的运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第二连接结构运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种手术器械平台，其特征在于，包括：
底座；
调整组件，设置于所述底座上并包括机械臂；以及
器械组件，包括手术器械以及器械平台，所述手术器械可拆卸地设置在所述器械平台上，且所述器械平台与所述机械臂的末端连接，以通过所述机械臂调整所述器械组件的位姿；
其中：所述手术器械包括由近及远依次连接的操作端、连接组件和末端执行器；所述连接组件包括近端的第一连接结构和远端的第二连接结构；所述第一连接结构的近端连接所述操作端，所述第一连接结构的远端连接所述器械平台；所述第二连接结构的远端连接所述末端执行器，所述第二连接结构的近端连接所述器械平台；
所述手术器械还包括传感部件、驱动部件、传动部件和控制部件；所述传感部件用以检测所述第一连接结构的运动并将得到的所述第一连接结构的运动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述第一连接结构的运动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第二连接结构运动。


2.根据权利要求1所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一连接结构包括第一柔性结构，所述第二连接结构包括第二柔性结构，所述第一柔性结构和所述第二柔性结构分别具有至少一个转动自由度；
其中：所述传感部件还用以检测所述第一柔性结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件还用以根据所述第一柔性结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件还用以通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构跟随所述第一柔性结构的转动而做相反方向的转动。


3.根据权利要求2所述的手术器械平台，其特征在于，所述连接组件还包括第三柔性结构，所述第三柔性结构位于所述第二连接结构与所述末端执行器之间，且所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度，以带动所述末端执行器转动；所述操作端包括依次连接的操控结构、腕部结构和握持结构；所述操控结构设置在所述腕部结构上，用于驱动所述腕部结构运动；所述第一连接结构的近端连接所述握持结构，所述腕部结构具有至少一个转动自由度；
其中：所述传感部件用以检测所述腕部结构的转动并将得到的转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用以根据所述腕部结构的所述转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用以通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构跟随所述腕部结构的转动而做相同方向的转动。


4.根据权利要求2所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一连接结构包括第一外管和第一内管，所述第二连接结构包括第二外管和第二内管；所述第一外管套接在所述第一内管上，所述第二外管套接在所述第二内管上；
所述第一内管的近端与所述操作端连接，所述第一内管的远端为自由端并用于插入所述第一外管中；所述第一外管的近端为自由端并设置在所述器械平台的外部，所述第一外管的远端与所述器械平台连接；
所述第二内管的远端连接所述末端执行器，所述第二内管的近端为自由端并用于插入所述第二外管中；所述第二外管的近端与所述器械平台连接，且所述第二外管的远端为自由端并设置在所述器械平台的外部；
所述第一柔性结构设置于所述第一外管，所述第二柔性结构设置于所述第二外管。


5.根据权利要求4所述的手术器械平台，其特征在于，所述第二内管的远端通过第三柔性结构连接所述末端执行器，所述第三柔性结构具有至少一个转动自由度；和/或，所述第一内管的远端延伸进入所述器械平台的内部，所述第二内管的近端延伸进入所述器械平台的内部。


6.根据权利要求2或3所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第一轴线转动的转动自由度以及绕第二轴线转动的转动自由度；
所述第二柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第三轴线转动的转动自由度以及绕第四轴线转动的转动自由度；
所述第三轴线与第一轴线平行，所述第四轴线与第二轴线平行，所述第一轴线与第二轴线垂直；
当所述第一柔性结构被驱动绕所述第一轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第一轴线转动的转动并将得到的第一转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第三轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的转动；
当所述第一柔性结构被驱动绕所述第二轴线转动时，所述传感部件用于检测所述第一柔性结构绕所述第二轴线转动的转动并将得到的第二转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第二转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二柔性结构绕所述第四轴线以与所述第一柔性结构转动方向相反的方向转动。


7.根据权利要求4所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一内管能够相对于所述第一外管移动，所述第二内管能够相对于所述第二外管移动；
所述传感部件还用于检测所述第一内管和/或所述操作端的移动并将得到的所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第一内管和/或所述操作端的移动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第二内管移动。


8.根据权利要求7所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一内管包括由近及远依次连接的第一近端区段、第一中部区段以及第一远端区段，所述第一近端区段与所述操作端连接；所述第一近端区段和所述第一远端区段均为刚性件，所述第一中部区段为柔性件；所述第一外管包括由近及远依次连接的第一近端部分、第一柔性结构和第一远端部分，所述第一远端部分与所述器械平台连接；
所述第一近端区段和所述第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和所述第一柔性结构的轴向长度之和；所述第一远端区段容置在所述第一远端部分，且所述第一远端区段延伸进入所述器械平台。


9.根据权利要求8所述的手术器械平台，其特征在于，所述第一近端区段的近端包括第一子内管和第二子内管，所述第一子内管的外径不大于所述第一近端部分的内径，所述第二子内管的外径大于所述第一近端部分的内径；所述第一子内管和所述第一中部区段的轴向长度之和大于所述第一近端部分和所述第一柔性结构的轴向长度之和。


10.根据权利要求7所述的手术器械平台，其特征在于，所述第二内管包括由近及远依次连接的第二近端区段、第二中部区段和第二远端区段；所述第二近端区段和所述第二远端区段均为刚性件，所述第二中部区段为柔性件；所述第二远端区段与所述末端执行器连接，所述第二近端区段延伸进入所述器械平台的内部与所述驱动部件连接；
所述第二外管包括由近及远依次连接的第二近端部分、第二柔性结构和第二远端部分，所述第二近端部分与所述器械平台连接；所述第二近端部分与所述器械平台连接；所述第二中部区段和所述第二远端区段的轴向长度之和大于所述第二柔性结构和所述第二远端部分的轴向长度之和。


11.根据权利要求10所述的手术器械平台，其特征在于，所述第二远端区段的远端由第三子内管和第四子内管组成，所述第三子内管的外径不大于所述第二远端部分的内径，所述第四子内管的外径大于所述第二远端部分的内径；所述第三子内管和所述第二中部区段的轴向长度之和大于所述第二远端部分和所述第二柔性结构的轴向长度之和。


12.根据权利要求3所述的手术器械平台，其特征在于，所述腕部结构具有两个转动自由度，分别为绕第五轴线转动的转动自由度以及绕第六轴线转动的转动自由度；
所述第三柔性结构具有两个转动自由度，分别为绕第七轴线转动的转动自由度以及绕第八轴线转动的转动自由度；
所述第五轴线平行于所述第七轴线，所述第六轴线平行于所述第八轴线，所述第五轴线垂直于所述第六轴线；
当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第五轴线转动时，所述传感部件用于检测所述腕部结构绕所述第五轴线转动的转动并将得到的第三转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第三转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第七轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动；
当所述腕部结构被所述操控结构驱动绕所述第六轴线转动时，所述传感部件用于检测所述腕部结构绕所述第六轴线转动的转动并将得到的第四转动检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述第四转动检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述第三柔性结构绕所述第八轴线以与所述腕部结构转动方向相同的方向转动。


13.根据权利要求3所述的手术器械平台，其特征在于，所述操控结构具有绕第九轴线转动的自转自由度，所述末端执行器具有绕第十轴线转动的自转自由度；所述操控结构可转动地设置在所述腕部结构上；所述末端执行器可转动地与所述第三柔性结构连接；
当所述操控结构绕所述第九轴线做自转运动时，所述传感部件用于检测所述操控结构的自转并将得到的所述操控结构的自转检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述操控结构的自转检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述末端执行器做自转运动；所述末端执行器的自转方向与所述操控结构的自转方向相同。


14.根据权利要求2或3所述的手术器械平台，其特征在于，所述末端执行器包括至少一个工具瓣；所述操作端还包括开合控制结构，设置于所述操控结构上，且所述开合控制结构能够做开合运动；
当所述开合控制结构做开合运动时，所述传感部件用于检测所述开合控制结构的开合运动并将得到的开合检测信息发送给所述控制部件；所述控制部件用于根据所述开合检测信息控制所述驱动部件输出动力；所述驱动部件用于通过所述传动部件驱动所述工具瓣做开合运动；所述开合控制结构的开合运动方式与所述末端执行器的开合运动方式相同。


15.根据权利要求3所述的手术器械平台，其特征在于，所述传感部件包括若干传感器，用于检测所述操作端的运动和所述第一柔性结构的运动。


16.根据权利要求15所述的手术器械平台，其特征在于，所述传感部件包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器和第七传感器；
所述第一传感器用于检测所述腕部结构的俯仰运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，何超，周金龙，
申请(专利权)人：微创上海医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31