[发明专利]一种基于柔性手术臂的经皮穿刺机器人系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性手术臂的经皮穿刺机器人系统及其使用方法，本发明采用柔性手术臂代替医生的双手，采用影像辅助机代替医生的眼睛，通过医生控制柔性手术臂和影像辅助机进行经皮穿刺手术，减轻了现有经皮穿刺手术医生体能消耗大、工作负担大的问题。同时避免了医生因长期暴露在影像辅助机的辐射环境对医师身体造成的伤害。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种基于柔性手术臂的经皮穿刺机器人系统及其使用方法。

背景技术

经皮穿刺术不需要患者切开大切口，不仅降低了患者术中的痛苦和流血感染的可能性，而且术后切口密封更容易，患者伤口愈合也愈快，因而，经皮穿刺术常用于建立管腔管道、活检和穿刺治疗等中。然而，目前的经皮穿刺术由于持续时间长、手术操作精度高，这就要求主刀医生不仅要有丰富的持刀手术经验，还要求主刀医生具有体力。

此外，在经皮穿刺手术过程中，经常需要使用CT机、核磁共振成像机或B超机等影像辅助机获取病人患处的图像，众所周知，这些影像辅助机发射放射性粒子时是由辐射的，对于长期暴露在这种辐射环境下的医生身体造成伤害，其身体健康情况令人担忧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于柔性手术臂的经皮穿刺机器人系统及其使用方法，用以解决目前主刀医生在经皮穿刺手术过程中体能消耗不支和放射性介质对医生身体造成伤害的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种基于柔性手术臂的经皮穿刺机器人系统，该系统包括主控台车、设备台车、手术床、透视影像机和至少一台手术台车，所述手术台车设置在所述手术床的旁边，所述透视影像机设置于所述手术床的一侧，所述主控台车和所述手术台车通过信号传输线缆相连，所述设备台车通过电力传输线缆相连；手术台车上设置有柔性手术臂，所述柔性手术臂包括柔性连续体结构、驱动模组和运动控制器，所述柔性连续体结构包括从远端至近端依次设置的远端结构体、中部连接体和近端结构体，所述远端结构体的前端设置有手术执行器；所述驱动模组与所述远端结构体和所述近端结构体关联；所述运动控制器与所述驱动模组和手术执行器关联；主控台车上设置有显示设备、操控设备和工控机，所述工控机内设接收模块和信号转换模块，所述接收模块和所述信号转换模块之间连接信号线；所述显示设备、所述操控设备、所述运动控制器和所述透视影像机均通过信号传输线缆与所述工控机相连；所述设备台车上设置有电源模块，所述电源模块通过电力传输线缆线与所述驱动模组和所述手术执行器相连；其中，所述透视影像机实时采集影像，并将影像信息发送至所述主控台车的工控机，工控机再将影像信息传送至所述显示设备；所述操控设备接收外界的控制指令并将控制指令发送至工控机的接收模块；所述接收模块将控制指令发送到工控机的信号转换模块，信号转换模块将控制指令转换成驱动量参数信息，并将该驱动量参数信息发送到手术台车上的运动控制器；所述运动控制器根据驱动量参数信息控制驱动模组的动力输入，所述驱动模组得到动力输入后推动柔性连续体结构运动，柔性连续体结构运动的同时带动手术执行器运动；工控机向运动控制器发送控制手术执行器动力输入的控制信号，手术执行器得到动力输入执行操作。

优选地，所述手术台车还包括线性模组，所述远端柔性臂体包括第一远端构节和第二远端构节，第二远端构节通过中部连接体与所述近端结构体连接，所述第一远端构节包括第一远端间隔盘、第一远端固定盘和第一结构骨；所述第一近端结构体包括数量与远端构节数相等的第一近端构节，所述第一近端构节包括第一近端间隔盘、第一近端固定盘和第一结构骨，所述手术执行器设置于第一远端结构体的前端；所述驱动模组包括传动驱动单元和电机组单元，传动驱动单元均与第一远端构节和近端结构体关联，电机组单元与传动驱动单元之间设有无菌屏障，电机组单元固定于线性模组的端部，线性模组内置有线性模组电机；所述传动驱动单元、所述电机组单元和所述线性模组电机均通过电力传输线缆与所述电源模块相连。