[发明专利]一种流体式力反馈穿刺手术辅助装置及机器人穿刺系统

说明书

本发明公开了一种流体式力反馈穿刺手术辅助装置，包括穿刺针装置和力反馈控制装置；穿刺针装置包括穿刺针、磁性滑块及无杆缸，穿刺针安装在磁性滑块上，磁性滑块通过与磁性活塞磁性吸附连接在无杆缸上；力反馈控制装置包括手柄、活塞杆及有杆缸，活塞杆的一端连接在有杆缸内的有杆活塞上，活塞杆伸出有杆缸的一端开口并连接在手柄上；无杆缸上设有分别与缸筒内腔连通的第一流体出口和第一流体入口，所述穿刺针的穿刺力通过所述有杆缸和所述无杆缸内的流体反馈到所述手柄上。本发明能够有效地实现穿刺针在进针过程中的力反馈，便于手术医生掌握穿刺针在进针过程中力的大小，从而有利于提供虚拟真实的手术环境，并降低穿刺手术的风险性。

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种流体式力反馈穿刺手术辅助装置及机器人穿刺系统。

背景技术

目前，穿刺手术属于一种微创手术，如经皮肾穿刺手术、经皮神经外科穿刺术、经皮骨科穿刺术等，用于建立进入体腔的人工通道。在穿刺手术中，主要通过穿刺针在患者皮肤的切口处穿透体壁进入体腔，通常需要医生握持穿刺针并施加较大的穿刺操作力，用于克服刺破和割开组织的阻力，以及扩张和胀大组织的阻力，由于医生的人工穿刺需要借助X光机进行，医生会暴露在X光线的照射下，穿刺过程在一定程度上会影响到手术医生的身体健康。

为保证医护人员的身体健康，穿刺手术机器人代替医生的手动操作，医生可以远离X光机，在铅屏的保护下，一方面通过显示屏观察手术情况，另一方面通过操作台控制机器人操纵穿刺针执行穿刺手术动作。

然而，这种穿刺手术机器人虽然能够代替医生手动操作穿刺手术，但是在进行穿刺手术时，医生却无法感知到穿刺针在穿透体壁进入体腔的过程中其力度的大小变化，仅仅依赖于人眼观察显示屏上的图像，导致医生只能通过操作台控制穿刺针的进入体腔的程度，而无法掌握穿刺针在进针过程中力的大小，不能全方位的掌握手术状况。这不仅导致这种穿刺手术的操作难度较大，且仍然具有一定的手术风险性。

发明内容

本发明实施例提供了一种流体式力反馈穿刺手术辅助装置及机器人穿刺系统，以解决现有的穿刺手术机器人无法向手术医生反馈穿刺针在进针过程中力的大小的技术问题，从而有效地实现穿刺针在进针过程中的力反馈，便于手术医生掌握穿刺针在进针过程中力的大小，进而有利于提供虚拟真实的手术环境，降低穿刺手术的风险性。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种流体式力反馈穿刺手术辅助装置，包括穿刺针装置和力反馈控制装置；

所述穿刺针装置包括穿刺针、磁性滑块及无杆缸，所述穿刺针安装在所述磁性滑块上，所述无杆缸的缸筒内设有磁性活塞，所述磁性滑块通过与所述磁性活塞磁性吸附连接在所述无杆缸上，且可带动所述穿刺针沿所述无杆缸的轴向往返运动；

所述力反馈控制装置包括手柄、活塞杆及有杆缸，所述活塞杆的一端连接在所述有杆缸内的有杆活塞上，所述活塞杆的另一端伸出所述有杆缸的一端开口并连接在所述手柄上；

所述无杆缸上设有分别与所述缸筒内腔连通的第一流体出口和第一流体入口，所述有杆缸上设有分别与所述有杆缸内腔连通的第二流体出口和第二流体入口，所述第一流体出口通过流体管路与所述第二流体入口连通，所述第一流体入口通过流体管路与所述第二流体出口连通，所述穿刺针的穿刺力通过所述有杆缸和所述无杆缸内的流体反馈到所述手柄上。

作为优选方案，所述力反馈控制装置还包括安装架，所述有杆缸安装在所述安装架上。

作为优选方案，所述有杆缸通过铰链连接在所述安装架的顶端上，且所述安装架的顶端上设有用于固定所述有杆缸与所述安装架之间的锁紧结构。

作为优选方案，所述穿刺针的中心轴线与所述无杆缸的中心轴线平行，且所述穿刺针的尖端与所述磁性滑块的运动方向一致。

作为优选方案，所述穿刺针装置还包括持针器，所述持针器固定在所述磁性滑块上，所述穿刺针可拆卸地安装在所述持针器上。