技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)療手術(shù)器械，具體涉及的是一種用于腹腔微創(chuàng)手術(shù)的多自由度的機(jī)械手。

背景技術(shù)

為了避免傳統(tǒng)的腹腔開腹手術(shù)帶來的創(chuàng)口大、失血多、臟器暴露于空氣中的危險(xiǎn)，目前的腹腔微創(chuàng)手術(shù)通常要在腹腔開三個(gè)孔徑為8mm左右孔。不過對(duì)于手術(shù)精度要求和康復(fù)角度來說，三個(gè)孔對(duì)病人的康復(fù)甚至手術(shù)后美觀等方面還會(huì)有很大影響。因此，單孔腹腔鏡手術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)明專利201110007611.5(公開日2011-04-27，公開號(hào)102028548A)發(fā)明了一種腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人用夾鉗式手術(shù)器械，以解決現(xiàn)有腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人左指和右指的多余運(yùn)動(dòng)得不到補(bǔ)償，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)左指和右指的鋼絲易拉斷的問題。

國(guó)外發(fā)明專利PCT/KR2010/007314(SURGICAL?INSTRUMENT?AND?ADAPTER?FOR?SINGLE?PORT?SURGERY)發(fā)明了一種外科手術(shù)儀器，用管形軸在縱向方向延伸，為制成更薄的儀器結(jié)構(gòu)提供了一種方法。

檢索中還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)姜海軍等在《中國(guó)微創(chuàng)外科雜志》2010年第10卷第1期上發(fā)表的“單孔腹腔鏡手術(shù)進(jìn)展與未來”和徐大華在《腹腔鏡外科雜志》2010年1月第15卷第1期發(fā)表的“單孔腹腔鏡手術(shù)器械的研發(fā)與應(yīng)用”，現(xiàn)有的腹腔鏡手術(shù)仍存在如下缺點(diǎn)：

1)在單孔條件下，所有器械都幾乎平行進(jìn)入病人腹腔內(nèi)完成手術(shù)，無法形成醫(yī)師習(xí)慣的三角形的操作空間，使得器械間容易造成干涉，加大了操作的難度；

2)現(xiàn)有最尖端的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人在進(jìn)行復(fù)雜手術(shù)時(shí)需要在病人身上定位并開三個(gè)創(chuàng)口實(shí)施手術(shù)，如此一來對(duì)病人的康復(fù)以及日后皮膚的美觀都有很大影響；

3)借助電子攝像設(shè)備代替人眼使手術(shù)視野失去三維真實(shí)視覺，使醫(yī)師對(duì)距離和位置的判斷產(chǎn)生困難；

4)為了使手術(shù)過程更接近于傳統(tǒng)的手術(shù)，通常需要研制專用器械，如多通道、可變形的穿刺套管等，使成本增高。

腹腔鏡器械是由眾多復(fù)雜的高科技器械所組成的一整套醫(yī)療儀器設(shè)備，包括光源、氣腹機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)、攝錄像系統(tǒng)、麻醉機(jī)、監(jiān)護(hù)儀以及手術(shù)工具等。多自由度單孔腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人是基于腹腔鏡器械手術(shù)工具的改進(jìn)，它是用機(jī)械臂代替原來的手工操作。在實(shí)際應(yīng)用中，單孔腹腔鏡手術(shù)中必需的儀器是是開口器。開口器是一個(gè)帶有多個(gè)操作孔道的套管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種單孔操作的多自由度機(jī)構(gòu)，即多自由度單創(chuàng)孔腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人靈巧手，可以置入開口器中的一個(gè)12mm直徑的孔道，以代替原先人工操作的手術(shù)刀，從而改進(jìn)手術(shù)的可操作性和精確度。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：兩個(gè)末端安裝手術(shù)刀的7自由度的機(jī)械手臂，一個(gè)末端安裝攝像頭的5自由度的機(jī)械手臂。

所述7自由度的機(jī)械手臂，所述7個(gè)自由度從根部算起，依次為：繞手臂中心軸旋轉(zhuǎn)自由度、手臂前后伸縮自由度、水平擺動(dòng)自由度、豎直擺動(dòng)自由度、水平擺動(dòng)自由度、豎直擺動(dòng)自由度、工具自由度，從根部算起第二個(gè)自由度后，五個(gè)自由度都在開口器內(nèi)部(即人體內(nèi))完成，每個(gè)自由度都由一根鋼絲控制。手臂在開口器內(nèi)部有5個(gè)自由度，整條手臂處于伸直狀態(tài)時(shí)，由靠近開口器處算起，分別為連續(xù)兩個(gè)關(guān)節(jié)、第一手臂、第三關(guān)節(jié)、第二手臂、第四關(guān)節(jié)、可更換的專用工具。每?jī)蓚€(gè)相鄰關(guān)節(jié)間形成的自由度方向空間垂直。所述7自由度的機(jī)械手臂完全伸直時(shí)長(zhǎng)度約為70mm，每個(gè)擺動(dòng)自由度關(guān)節(jié)的擺角可達(dá)180°加上整個(gè)手臂在開口器外部的旋轉(zhuǎn)和伸縮自由度，整個(gè)手臂的工作空間可以達(dá)到現(xiàn)今醫(yī)用腹腔手術(shù)的要求。

所述5自由度的機(jī)械手臂，工作時(shí)與開口器接觸的末端手臂有前后伸縮和繞手臂中心線旋轉(zhuǎn)2個(gè)自由度，深入開口器內(nèi)部，從根部開始有3個(gè)平面擺動(dòng)自由度，前端為攝像頭。手臂在開口器內(nèi)部有3個(gè)自由度，整條手臂處于伸直狀態(tài)時(shí)，由靠近開口器處算起，分別為第五關(guān)節(jié)和第六關(guān)節(jié)、第三手臂、第七關(guān)節(jié)、第四手臂、攝像頭。每?jī)蓚€(gè)相鄰關(guān)節(jié)間形成的自由度方向空間垂直。所述5自由度的機(jī)械手臂完全伸直時(shí)長(zhǎng)度約為55mm，每個(gè)擺動(dòng)自由度關(guān)節(jié)的擺角可達(dá)180°，加上整個(gè)手臂在開口器外部的旋轉(zhuǎn)和伸縮自由度，整個(gè)手臂的工作空間可以達(dá)到手術(shù)中的視野要求。