[发明专利]一种用于检测手术器械安装状态的传感器

说明书

本发明提供一种用于检测手术器械安装状态的传感器，包括随动装置、压敏装置、数据采集与处理系统，所述压敏装置至少包括一压敏导电片，本发明的接触式用于检测手术器械安装状态的传感器，具有结构简单、安全可靠、成本低、易于操作的优点。

技术领域

本发明涉及外科手术用的医疗器械领域，尤其是涉及一种用于检测手术器械安装状态的传感器及包含该传感器的手术器械，以及应用该传感器的手术机械手和手术机器人。

背景技术

腹腔内窥手术临床中，手术机器人在微创手术中，应用得到越来越广泛的应用，其中，如何快速、准确确定手术器械是否安装到位，是必须解决的技术难题。在内窥镜手术机器人使用中，手术器械盒作为耗材与手术机器人的器械驱动盒通过快拆接口进行组装，由于手术机器人要求具有很高的可靠性与安全性，故需要对手术器械盒的安装状态进行检测。

目前具有代表性的内窥镜手术机器人是美国直观外科公司的达芬奇系列手术机器人。该公司是通过设置一组非接触式的霍尔效应传感器来检测手术器械是否安装到位。

具体的是，采用霍尔效应传感器以非接触方式检测手术器械的装配状态，由于手术机器人本身设置有大量的微型直流电机以及大量的传感器元件，因此手术机器人本身以及周围均具有高度复杂的磁场环境，这种磁场环境受到诸多不可确定的因素影响，包括手术机器人本身的设施产生的电磁影响以及来自外界环境的电磁影响，如果仅仅基于霍尔传感器对某一具体空间内磁场强度的检测判断器械盒的安装状态必然具有高度的不确定性，并且磁感应强度与到磁体距离的平方成反比，测量具有较大的非线性，也导致这种判断具有较高的难度和复杂性。

虽然现有技术中给出了利用非接触式的霍尔效应传感器进行手术器械安装位置判断的解决方案，但是，如上所述，作为手术机器人的技术现状中，不可避免的大量设置直流电机、各种感应元器件，都将产生一定的磁场感应，这些电磁场复合势必产生难以预料也无法控制的电磁环境，这些都将给霍尔效应传感器的应用造成困扰。实际应用中，一方面，手术机器手中包含有大量的微型直流电机，以及大量的各类传感器，及各种电子元器件，其必然会在手术机械手周围产生复杂的磁场环境；另一方面，来自手术室周边环境的电磁干扰复杂且难以预测和控制，也包括来自自然环境的电磁干扰，这些因素都将不同程度的干扰和影响基于霍尔传感器进行器械盒安装状态判断的准确性和可靠性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的一个目的在于提供一种不受周围磁场环境影响，也不对外产生电磁干扰的检测手术器械安装状态的传感器。

本发明的又一目的是提供一种外形尺寸小，便于集成在紧凑的机械结构中的检测手术器械安装状态的传感器。

本发明的又一目的是提供通过直接测量压敏导电片的阻值获得其受到的压力值，保证了测量可靠性；

本发明的又一目的是提供本发明的压敏导电片可以持续测量接触压力，不仅能够检测转接板和器械盒的安装是否在正确的工作位置，而且能够实时监测转接板和器械盒在使用过程中是否松动，是否在正确的工作位置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于检测手术器械安装状态的传感器，其包括

随动装置，所述随动装置至少包括一可随检测目标物运动的杆状结构，所述杆状结构的末端具有一弹性压块；

压敏装置，所述压敏装置至少包括一压敏导电片，所述压敏导电片压力检测面具有绝缘体，且所述压敏导电片通过电极以电连接的方式引出所述绝缘体；

数据采集与处理系统，至少包括采集电路、主控芯片，所述采集电路可以获取压敏导电片的原始数据，所述主控芯片用以计算压敏导电片相应压力值，并通过与系统内预置的压力阈值对比以判断手术器械的安装状态。