[发明专利]穿刺机器人及主手控制器

说明书

本发明涉及一种穿刺机器人及主手控制器。该主手控制器包括：穿刺结构，包括把手壳体、可运动设置于所述把手壳体的穿刺执行机构以及设置于所述把手壳体底部的力反馈机构，所述力反馈机构与所述穿刺执行机构连接，用于将穿刺末端的进针阻力反馈至所述穿刺执行机构；以及调姿结构，设置于所述穿刺结构的底部，所述调姿结构能够可摆动安装所述把手壳体，用于调节穿刺末端的姿态通过穿刺执行机构与力反馈机构的配合能够真实模拟临床穿刺工况，使得医护人员感受到穿刺针进针时的阻力，让整个穿刺过程更加安全、高效，提高操作精度，进而提高穿刺成功率。

技术领域

本发明涉及穿刺设备技术领域，特别是涉及一种穿刺机器人及主手控制器。

背景技术

在现代医学科学不断打破各科界限、互相依存共同探索等各种多元化模式的推动下，CT(计算机断层扫描)配合着临床各科实现了各种检查和治疗，并取得显著的医疗效果。CT引导下经皮穿刺就是目前临床应用较多的一项技术。它其实就是在CT扫描的精确引导下，将穿刺针准确穿入体内的病灶并获取病变组织的一项技术。

CT图像引导下的穿刺术是在CT成像(人体组织和穿刺针)的前提下，可以实时判断穿刺方向并及时做出调整，大大提高了手术成功率、降低手术风险，提高患者的康复速度和生活质量。但是，CT设备均采用X射线、γ射线等完成成像工作，在CT侧完成手术会让医生长期暴露在辐射环境中，对身体健康造成极大威胁。因此主从遥操作式穿刺手术应运而生。

主从遥操作式的机器人辅助穿刺手术模式作为比较前端的一种手术方式。通过远程操作控制图像引导穿刺机器人执行穿刺操作，可以有效的避免医生受到辐射照射。但是，主从遥操作式的机器人智能控制穿刺针以系统设定速度运动，无法模拟医生握针的穿刺过程，无法反馈穿刺力大小。若医生缺乏力觉感知会增加手术风险和不确定性，同时增加手术时间，降低手术效率，影响穿刺手术的成功率。

发明内容

基于此，有必要针对目前无法模拟医生握针的穿刺过程的问题，提供一种穿刺机器人及主手控制器。

一种主手控制器，包括：

穿刺结构，包括把手壳体、可运动设置于所述把手壳体的穿刺执行机构以及设置于所述把手壳体底部的力反馈机构，所述力反馈机构与所述穿刺执行机构连接，用于将穿刺末端的进针阻力反馈至所述穿刺执行机构；以及

调姿结构，设置于所述穿刺结构的底部，所述调姿结构能够可摆动安装所述把手壳体，用于调节穿刺末端的姿态。

在其中一个实施例中，所述主手控制器还包括主控单元，所述穿刺执行机构包括滑动组件、设置于所述滑动组件的穿刺使能组件以及所述把手壳体内的直线运动组件，所述滑动组件可滑动设置于所述把手壳体，并与所述直线运动组件连接，所述穿刺使能组件与所述主控单元电连接，能够将穿刺使能信号通过所述主控单元反馈至穿刺机器人。

在其中一个实施例中，所述滑动组件包括滑环以及与所述滑环连接的滑块，所述滑环套设于所述把手壳体的外侧。

在其中一个实施例中，所述直线运动组件包括第一滚轮、与所述第一滚轮间隔设置的第二滚轮以及连接所述第一滚轮与所述第二滚轮的连接绳，所述滑块与所述连接绳连接。

在其中一个实施例中，所述直线运动组件还包括第一限位件与第二限位件，所述第一限位件与所述第二限位件分别设置于所述第一滚轮与所述第二滚轮处，用于限制所述滑环的运动行程。

在其中一个实施例中，所述穿刺使能组件包括使能按键，所述使能按键可按动设置于所述滑环，当使能按键在触发状态下，能够将穿刺使能信号通过所述主控单元反馈至穿刺机器人。

在其中一个实施例中，所述力反馈机构包括执行电机以及位置检测单元，所述第二滚轮分别连接所述执行电机与所述位置检测单元，所述位置检测单元用于将所述滑环的移动量转化为转动变量并反馈至所述穿刺末端，所述执行电机用于将所述穿刺末端反馈的穿刺力转化为扭矩施加至所述连接绳。