[发明专利]一种用于单孔微创术式的柔性手术机器人及其使用方法

说明书

本发明涉及一种用于单孔微创术式的柔性手术机器人及其使用方法，该系统的主控台车与设备台车之间通过主控线缆连接，手术台车与设备台车之间均通过手术台车线缆连接，第一手术台车的驱动模组前端通过柔性手术臂连接腹腔镜，并能够驱动柔性手术臂的姿态，使腹腔镜提供不同的视角；第二手术台车的远端结构体前端设置有手术工具，用于控制手术工具的运动，第二手术台车的驱动模组前端通过柔性手术臂连接手术工具，并能够驱动柔性手术臂的姿态，使手术工具具有不同姿态；设备台车用于定位手术台车，并接收主控台车发送的控制信号为手术台车提供动力电和控制信号；单孔穿刺器用于在预定位置进行穿刺，并能够封闭穿刺部和进行腹腔镜工具和手术工具导向。

技术领域

本发明是关于一种用于单孔微创术式的柔性手术机器人及其使用方法，涉及手术机器人技术领域。

背景技术

单孔腹腔镜微创手术相比于多孔腹腔镜微创手术，其创口规模更小、术后产出更高，在外科手术中日益受到重视。现有Intuitive Surgical公司(美国直觉外科公司)的daVinci(达芬奇)SP手术机器人系统辅助医生完成单孔腹腔镜微创手术，开创了单孔腹腔镜手术机器人投入应用的先例。该系统由一个病人侧台车，一个医师主控端以及一个视觉台车构成。病人侧台车由一支具有远端运动中心定位能力的定位臂，搭载三支手术臂和一支视觉臂完成手术操作。手术操作由医师参考视觉台车提供的实时信息，操作医师主控端输入运动，控制病人侧台车各功能单元驱动手术工具和视觉工具进行工作。现有手术工具的远端结构主要为多杆件的串联铰接，采用钢丝绳拉力驱动，使手术器械在铰接关节处实现弯转。

现有病人侧台车使用单一定位臂搭载多支手术臂及视觉臂，受负载和动态响应需求限制，台车体积硕大，病人侧台车仅针对单孔微创术式研发，多术式适应灵活性差，不可根据手术复杂程度调整工作臂数量。手术操作过程中，多支定位臂需在病人体外进行运动以调整病人体内的工具姿态，容易产生碰撞而对病人和设备带来风险。另外，现有手术器械的远端结构中使用的钢丝绳须通过滑轮保持持续的张紧状态，此种驱动方式难以实现手术器械的进一步小型化，亦难以进一步提升器械的运动性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够避免手术过程中的手术工具干涉的用于单孔微创术式的柔性手术机器人及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于单孔微创术式的柔性手术机器人，该系统包括一台主控台车，一台设备台车、一台第一手术台车、至少一台第二手术台车以及一单孔穿刺器，所述主控台车与所述设备台车之间通过主控线缆连接，所述第一手术台车、第二手术台车与所述设备台车之间均通过手术台车线缆连接，所述主控台车和设备台车均通过电源电缆连接外部电源；所述第一手术台车和第二手术台车均包括柔性手术臂、定位机械臂、线性模组和驱动模组，所述柔性手术臂包括柔性连续体结构，所述柔性连续体结构包括远端结构体、近端结构体和中部连接体，所述远端结构体包括远端构节，所述远端构节包括远端间隔盘、远端固定盘和结构骨；所述近端结构体包括数量与远端构节数相等的近端构节，所述近端构节包括近端间隔盘、近端固定盘和结构骨；所述定位机械臂的活动端设置有所述线性模组，所述线性模组顶部可滑动地设置所述驱动模组，所述线性模组用于带动所述驱动模组沿着所述驱动模组轴线方向进给；所述第一手术台车的远端结构体前端设置有腹腔镜工具，用于控制所述腹腔镜工具的运动，所述第一手术台车的驱动模组前端通过所述柔性手术臂连接所述腹腔镜，并能够驱动所述柔性手术臂的姿态，使所述腹腔镜提供不同的视角；所述第二手术台车的远端结构体前端设置有手术工具，用于控制所述手术工具的运动，所述第二手术台车的驱动模组前端通过所述柔性手术臂连接所述手术工具，并能够驱动所述柔性手术臂的姿态，使所述手术工具具有不同的姿态；所述设备台车用于定位所述手术台车，并接收所述主控台车发送的控制信号为所述线性模组和驱动模组提供动力电和控制信号；所述单孔穿刺器包括穿刺针和单孔穿刺器鞘套，用于在一个预定位置进行穿刺，当所述穿刺完成，拔出所述穿刺针后所述单孔穿刺器鞘套能够封闭穿刺部和进行所述腹腔镜工具和手术工具导向。