[发明专利]一种适于眼底显微手术的微创执行机构

说明书

一种适于眼底显微手术的微创执行机构，它涉及一种微创执行机构。本发明为了解决现有的手术器械存在手术操作的精准度和稳定性差的问题。本发明的悬臂与旋转模块连接，悬臂直线导轨模块安装在悬臂内，悬臂滑块安装在悬臂直线导轨模块上，悬臂滑块连接件安装在悬臂滑块上；驱动杆的一端铰接在悬臂滑块连接件上，平行四边形连杆机构的底部铰接在悬臂的另一端上，驱动杆的另一端与平行四边形连杆机构的侧端面进行连接；末端基座与平行四边形连杆机构的侧端面进行铰接，末端执行器直线导轨模块安装在末端基座上，六维力传感器安装在末端基座上，手术注射器与滑块固接，基于FBG光纤光栅微力传感器安装在手术注射器上。本发明用于眼底显微手术。

技术领域

本发明涉及一种微创执行机构，具体涉及一种适于眼底显微手术的微创执行机构。

背景技术

由于眼球的体积较小、眼球组织构造精细且脆弱，所以，眼科显微手术要求医生有着极高的手眼协调能力和对精细操作的感知能力。较高的手术难度也使得患者容易因术中的微小创伤产生术后并发症。近年来，随着医疗机器人的快速发展，医疗机器人相对于人的高精确度、高稳定性等特点，为患者提供了更加安全高效的手术解决方案。而采用医疗机器人进行微创眼底显微手术时，难点在于手术器械需要从巩膜刺入点刺入患者的眼球内部，在不引起孔膜扩大的情况下围绕刺入点灵活转动，完成相应的手术操作。这一旋转点被称作RCM，RCM(英文为：Remote center of motion)指不动点。

针对微创眼科显微手术中如何构建RCM的问题，目前主要采用机械约束下的运动机构来实现，而很少采用主动式软件算法来实现RCM，这主要因为机械约束型的RCM点机械强度高，安全性能强，且较易实现的特性。

由于人眼视力有限，操纵手术刀精确移动范围有限，况且手持手术刀时，人手不可抑制的生理震颤造成眼科显微手术精准度稳定性变差。因此，现有的手术器械需要从巩膜刺入点刺入患者的眼球内部时，存在手术操作的精准度和稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的手术器械需要从巩膜刺入点刺入患者的眼球内部时，存在手术操作的精准度和稳定性差的问题。进而提供一种适于眼底显微手术的微创执行机构。

本发明的技术方案是：一种适于眼底显微手术的微创执行机构，包括悬臂旋转模块；它还包括连杆组件和末端执行器组件，悬臂旋转模块包括旋转模块、悬臂基座、悬臂、悬臂直线导轨模块、悬臂滑块、悬臂滑块连接件和旋转模块外壳，悬臂基座的一端与外置移动装置连接，悬臂基座的另一端与旋转模块连接，悬臂与旋转模块连接，悬臂直线导轨模块安装在悬臂内，悬臂滑块滑动安装在悬臂直线导轨模块上，悬臂滑块连接件安装在悬臂滑块上，旋转模块外壳罩在旋转模块和悬臂基座上；连杆组件包括驱动杆和单自由度的平行四边形连杆机构，驱动杆的一端铰接在悬臂滑块连接件上，单自由度的平行四边形连杆机构的底部铰接在悬臂的另一端上，驱动杆的另一端与单自由度的平行四边形连杆机构的一侧侧端面进行连接；末端执行器组件包括末端基座、六维力传感器、末端执行器直线导轨模块、手术注射器和基于FBG光纤光栅微力传感器，末端基座与单自由度的平行四边形连杆机构的另一侧侧端面进行铰接，末端执行器直线导轨模块安装在末端基座上，六维力传感器安装在末端基座和末端执行器直线导轨模块之间，手术注射器与末端执行器直线导轨模块上的滑块固接，基于FBG光纤光栅微力传感器安装在手术注射器上，手术注射器尖端的延长线与悬臂中心轴的延长线的交点形成RCM点。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明采用平行四边形的四杆机构进行RCM点的确定。眼科显微手术的关键在于RCM点，如果是人手持六轴机械臂的话，需要末端手术执行器的一点位置不变，姿态却在不停的变化，这要求机械臂的各关节都要进行复杂的调整，使得在求取机械臂逆解时难度增加，有时还会出现奇异点情况。本发明通过借助四杆机构的机械设计，使得不动点的确定变得极其简单，手术注射器尖端的延长线与悬臂中心轴的延长线的交点形成RCM点；使得在保证微创执行机构高强度高稳定性的同时，构建RCM的难度大大降低。