[发明专利]手术机器人系统及其手术器械

说明书

本发明提供了一种手术机器人系统及其手术器械，有助于简化接触力测量的结构，还可以提高测量的精度。所述手术器械包括机械结构单元和压力传感器，所述机械结构单元包括器械杆和末端执行器，所述器械杆包括本体和从本体的远端延伸的连接部，所述连接部包括径向分布的第一、二连接件，所述第一连接件与本体固定连接，所述第二连接件与末端执行器固定连接；所述压力传感器包括敏感元件，所述敏感元件设置在第一、二连接件之间，用于感测连接部对其作用，以获得末端执行器受到的笛卡尔力。所述手术机器人系统包括从端设备，所述从端设备包括机械臂和手术器械，所述机械臂的末端与手术器械可拆卸式连接，以驱动手术器械围绕不动点运动。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种手术机器人系统及其手术器械。

背景技术

微创伤手术(minimal invasive surgical)由于其具有创口小、恢复快等优点，被越来越多的患者所接受，并且越来越多的手术模式都由传统的开放式手术

(open surgical)慢慢地发展到微创伤手术。同时，手术方法的不断进步也大大地推动着相应的手术器械的发展与进步，早期的手持式手术器械在不断地被机械化、智能化的手术器械所取代。作为当代最为先进的手术方式，手术机器人系统在不断地冲击着人们的医疗理念，各种功能不同的微创伤手术机器人系统正在不断涌现。

微创伤手术中，腹腔镜手术由于其实现较早，现在已基本实现普及。作为其中的佼佼者，达芬奇手术机器人系统已经获得了全世界的认可，其基本覆盖了欧美国家，可见其系统具有绝对的优势。达芬奇手术机器人系统基本的控制理念即是主从遥控操作的控制方式，医生通过主控制台的主操作手，实现对病人端机器人的器械的控制。一般，病人端机器人具有多个机械臂，可持手术器械和内窥镜。但是，手术机器人系统的手术器械不同于一般的手术器械，其更具有自动化和智能化的特征。

手术机器人系统的手术器械一般含有自转、摆动、俯仰和开合四个自由度，使其能最好的拟合人手的功能，当医生在操作机器人的过程中，手术器械的运动就像医生本人用手进行操作一样。更者，手术器械相对于人手更加的灵活，能完成人手不能进行的操作。但是，目前国内外，包括达芬奇手术机器人系统均存在着某些不足，主要包括：

(1)一些手术机器人本身不含有力反馈机制；即在实际的手术过程中，手术器械不能向医生反馈其实际的工作环境及受力状态，这会使得医生在操作过程中无法感知器械碰到的视野之外的干扰，或是器械触碰到某些人体结构，而医生却不知道，任由机器人进行手术操作；这些都会很大程度的影响医生的使用感觉，同时会影响手术的效果，甚至会导致手术失败。

(2)另外一些手术机器人虽含有力反馈机制，但是实现力反馈机制的结构繁杂；一般采用间接的力反馈结构实现手术器械的力反馈机制，例如添加额外的零件，或是对传动机构进行测量，转变为手术器械的受力情况等；这将较大增加手术器械的重量以及结构的复杂性，不符合手术机器人用手术器械的设计宗旨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术机器人系统及其手术器械，以解决现有技术中手术器械末端接触力测量的结构和计算复杂以及准确度低等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种手术器械，包括机械结构单元和压力传感器，其中，所述机械结构单元包括器械杆和末端执行器，所述器械杆包括本体和从本体的远端延伸的一连接部，所述连接部包括径向分布的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述器械杆的本体固定连接，所述第二连接件与所述末端执行器固定连接；

所述压力传感器包括敏感元件，所述敏感元件设置在所述第一连接件和所述第二连接件之间，用于感测所述连接部对其作用，以获得所述末端执行器受到的笛卡尔力。

可选地，所述第一连接件为一中空的支撑轴，所述第二连接件为一中空的底座，所述底座由所述末端执行器的近端轴向延伸形成，所述底座用于与所述支撑轴相套接。