[发明专利]一种全膝关节置换手术辅助机器人

说明书

本发明公开了一种全膝关节置换手术辅助机器人，设计了一条拥有七个关节的两组立体视觉与光源的机械臂，实现了膝关节手术的快速准确立体重构的功能；设计了两条具有支撑和夹持定位组件的机械臂，实现了全膝关节置换手术中大腿与小腿的固定，从而固定了膝关节，为手术的精确性提供保证；设计了两条皮肤肌肉组织翻夹机械臂，四个新型翻夹组件协同工作，实现了膝关节切口皮肤肌肉组织的微创精确翻开，减少了手术切口翻开的二次创伤；设计了一条带有四个执行部件的手术机械臂，实现了全膝关节置换手术的膝关节皮肤肌肉组织切割、切口止血、腿骨切割、腿骨钻孔等功能，并能实时实现功能切换，大大提高了手术的准确性、稳定性与效率。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种全膝关节置换手术辅助机器人。

背景技术

随着工业技术的突飞猛进，机器人技术得到了快速的发展，其中机器人技术进入医疗领域，给医疗领域带来了新的重大技术变革。在骨外科领域，特别是全膝关节置换手术，手术效果过于依赖外科医生的经验，这无疑加大了手术效果的不稳定性。比如医生在切割关节骨骼等多项步骤中，医生和患者双方在过程中都难免会出现小状况，比如咳嗽、疲劳，定位精度不够或测量误差等，使植入关节的位置超出允许的标准范围，影响手术精准度。

机器人技术被应用到全膝关节置换手术中后，可以实现高精度的手术定位，高精度的切削与运动控制，避免由于人手震颤和疲劳而引起的手术操作误差等缺点，提高了手术操作精度，同时机器人系统中新型手术工具的使用增加了手术操作的灵活性与效率；机器人技术的应用降低了医生的劳动强度，使医生将更多的精力投入到手术操作中，降低了劳动力成本；机器人系统建立多传感器检测与反馈机制，保证了手术的安全性；机器人技术应用到手术中会更加规范手术操作，提高了手术的质量，所以设计一种全膝关节置换手术辅助机器人极为必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种全膝关节置换手术辅助机器人，既可以切开膝关节外皮肤并止血，又可以外翻创口，实现全膝关节切除与钻孔置换的功能。

本发明采用以下技术方案：

一种全膝关节置换手术辅助机器人，包括：

具有七个关节的皮肤肌肉组织翻夹机械臂，用于打开切口处皮肤肌肉组织，包括对称设置的左侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂和右侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂；

具有七个关节的手术机械臂，用于全膝关节置换手术中的皮肤切开、膝盖骨立体切削造型、膝盖骨连接处钻孔和手术中电刀止血；

腿部支撑夹紧机械臂，用于手术中大腿与小腿的固定，包括结构相同、相对设置的小腿支撑夹紧机械臂和大腿支撑夹紧机械臂；

立体视觉与光源机械臂，设置有双目摄像头及补充光源组件，用于术中视觉识别；

支架立柱，用于支撑机器人，支架立柱包括两个，两个支架立柱之间设置有支架连接板和支架盖板，支架连接板用于固定左侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂、右侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂、手术机械臂、小腿支撑夹紧机械臂、大腿支撑夹紧机械臂和立体视觉与光源机械臂；左侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂与右侧皮肤肌肉组织翻夹机械臂设置在支架立柱的一侧，对称分布于腿部支撑夹紧机械臂的两边，手术机械臂设置在支架立柱的另一侧，支架盖板上设置有顶灯，立体视觉与光源机械臂位于顶灯的下方。