[发明专利]柔性手术器械、操作臂系统及微创手术机器人从手系统

说明书

本公开提供了一种柔性手术器械、操作臂系统及微创手术机器人从手系统，其中，柔性手术器械，包括：器械驱动机构、器械柔性臂、器械柔性臂主动执行机构和操作钳；器械柔性臂其第一端与所述器械驱动机构连接；器械柔性臂主动执行机构第一端与所述器械柔性臂第二端连接；操作钳与所述器械柔性臂主动执行机构第二端连接；所述器械驱动机构驱动所述器械柔性臂主动执行机构动作；所述器械柔性臂随着所述器械柔性臂主动执行机构运动；所述器械驱动机构还驱动所述操作钳动作。本公开系统小巧，布局灵活，支撑臂与器械导引臂均可进行被动调整，调整范围大，占用手术室空间小，可依据手术室环境自由布局。

技术领域

本公开涉及微创手术机器人领域，尤其涉及一种柔性手术器械、操作臂系统及微创手术机器人从手系统。

背景技术

微创手术具手创口小，出血量少，恢复时间快及美容效果好等诸多优点，传统微创手术工具多为长直杆状，由医生手持，经由胸腔、腹腔或其它部位的微小创口置入，配合医用内窥镜，在显示器画面下完成手术操作，在此种操作模式中，需由主刀医生、持镜医生及其他辅助医生多人配合下进行手术操作，手术过程中，常因相互配合不协调或显示器画面中视野不合理以及手术器械运动不符合直觉操作规律等多种原因，出现手术工具干涉等问题，进而影响手术的顺利进行。

微创手术机器人是针对微创手术所研发的外科手术机器人，其手术器械工作原理与传统微创手术器械相似，将长直杆型手术器械通过微小创口置入患者体腔内，但医生并不直接操作机器人手术器械，而是通过操作机器人的操纵平台对手术器械进行运动控制，微创手术机器人多采用主-从控制系统，通过运动学、动力学、控制系统原理、机器人学、机器视觉等多种原理，使手术器械的运动能够精准模拟医生手部动作，从而达到更加高效安全地实施手术。

微创手术机器人可大致分为三类：多孔微创手术机器人、单孔微创手术机器人及经人体自然腔道微创手术机器人。此三类手术机器人依据不同手术类型特点与约束，各自针对适应的环境进行手术，因此，某一类手术机器人只能适用于一类手术，即：多孔微创手术机器人只能用于多孔微创手术，单孔微创手术机器人只能用于单孔微创手术，自然腔道手术机器人只能用于自然腔道手术。

鉴于微创手术种类繁多，病灶部件各不相同，环境需求迥异，体内操作空间约束繁杂，某一类微创手术机器人亦不能完全适应其所针对的手术领域，医院需要配备多种类型手术机器人才能满足不同患者的手术需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种柔性手术器械、操作臂系统及微创手术机器人从手系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种柔性手术器械，包括：器械驱动机构、器械柔性臂、器械柔性臂主动执行机构和操作钳；器械柔性臂第一端与所述器械驱动机构连接；器械柔性臂主动执行机构第一端与所述器械柔性臂第二端连接；操作钳与所述器械柔性臂主动执行机构第二端连接；所述器械驱动机构用于驱动所述器械柔性臂主动执行机构和操作钳动作；所述器械柔性臂随着所述器械柔性臂主动执行机构运动。

在本公开的一些实施例中，所述器械柔性臂主动执行机构包括：多段弹性关节、关节连接环和驱动丝；关节连接环连接相邻两段所述弹性关节；驱动丝置于所述关节连接环内；器械驱动机构用于驱动所述驱动丝，所述驱动丝在拉力作用下带动所述多段弹性关节运动，使所述器械柔性臂主动执行机构产生弯曲偏转运动；拉力作用消除后，所述器械柔性臂主动执行机构回复原状态。

在本公开的一些实施例中，还包括：器械导引臂，所述器械柔性臂和所述器械柔性臂主动执行机构自所述器械导引臂内部穿设而出；所述器械导引臂包括：导引臂内管、内包覆膜、通水管和外包覆膜；所述器械柔性臂和所述器械柔性臂主动执行机构自所述导引臂内管穿设而出；内包覆膜置于所述导引臂内管外侧；通水管绕设于所述内包覆膜上；外包覆膜包覆于所述通水管外；所述内包覆膜和外包覆膜形成密封空间，所述密封空间内充有低温相变材料。