一種自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學技術領域，具體涉及一種手術操作系統(tǒng)，特別涉及一種自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，在做開放性手術或腹腔鏡手術時，通常采用的方法是從腹腔介入，切開20cm以上的創(chuàng)口，而即使是微創(chuàng)“腹腔鏡手術”也需要切開3-5個2-3cm的微創(chuàng)口。在進行這些手術時均需要將胃、腸組織切開，摘除內(nèi)部的腫瘤或息肉后，再進行縫合，術后恢復時間一般較長，存在并發(fā)癥的風險。
[0003]隨著醫(yī)學技術的逐步發(fā)展，傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡手術逐步得到應用，內(nèi)窺鏡手術通常是由胃或直腸介入直達患處，這樣不會給患者體表留下任何創(chuàng)口，不需徹底切開胃、腸組織，便可直接從內(nèi)部摘除腫瘤或息肉，手術后亦無需進行縫合，這樣術后恢復時間短，隔天即可出院。
[0004]但由于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡器械本身操作上的限制，操作起來較為復雜，需要高超技巧和長期訓練才能夠進行熟練操作，采用傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡器械進行手術，手術過程時間較長，早期臨床應用并發(fā)癥風險也相對較高。
[0005]隨著醫(yī)學技術的進一步發(fā)展，機器人輔助內(nèi)窺鏡手術逐漸開始應用到醫(yī)學治療領域，目前所采用的機器人輔助內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)包括操作機械臂、操作接口、接口控制器、接口端控制站、連接接口控制站和機器人控制站的通信通道，機器人控制站分別通過控制系統(tǒng)控制機械手臂進行手術操作。
[0006]另外，所述的機器人輔助內(nèi)窺鏡手術系統(tǒng)還包括輔助內(nèi)窺鏡手術的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，這樣通過機械手臂與內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的組合實現(xiàn)機器人輔助內(nèi)窺鏡手術。
[0007]目前，在實際操作機器人進行輔助內(nèi)窺鏡手術時，存在著末端機械手臂操作不靈活，外部機械操作手臂的操作指令無法精準快速傳輸至末端操作手臂，導致末端操作手臂動作執(zhí)行遲緩，操作不便的弊端。另外，現(xiàn)在所采用的機器人輔助系統(tǒng)的末端機械手臂存在自由度不夠，無法完全有效的模擬人手操作端所輸入的各種操作指令。另外，目前所采用的機器人輔助內(nèi)窺鏡手術多為在內(nèi)窺鏡末端設置單個末端機械手臂，無法完成完全模擬人的雙手進行相應的操作，實際使用過程中存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)，它克服了采用機器人輔助內(nèi)窺鏡手術時，內(nèi)部操作手臂無法快速有效執(zhí)行外部機械操作手臂相應指令以及由于末端機械手臂自由度的局限，內(nèi)部操作手臂無法完全有效模擬人手操作端所輸入的各種操作的問題，它解決了目前機器人輔助內(nèi)窺鏡手術系統(tǒng)存在的問題，在保留了目前機器人輔助內(nèi)窺鏡手術系統(tǒng)各種優(yōu)點的同時，使得內(nèi)部操作手臂對于外部操作手臂所執(zhí)行的各項動作響應速度更快，動作執(zhí)行的精準度更高，末端機械手臂操作的靈活性更強，大大降低了對醫(yī)生技巧和訓練經(jīng)驗的要求，操作精度高，能大大縮短了手術操作時間。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)，包括外部指令輸入裝置、動作指令執(zhí)行裝置以及內(nèi)窺鏡裝置；
[0010]所述的內(nèi)窺鏡裝置包括內(nèi)窺鏡、內(nèi)窺鏡工作站以及內(nèi)窺鏡監(jiān)視器，所述的內(nèi)窺鏡工作站分別通過信號線連接內(nèi)窺鏡和內(nèi)窺鏡監(jiān)視器；所述的內(nèi)窺鏡包括內(nèi)窺鏡管路以及設置在內(nèi)窺鏡管路下端部的內(nèi)窺鏡體，所述內(nèi)窺鏡體的端部設置有攝像裝置；
[0011]所述的動作指令執(zhí)行裝置包括末端機械手臂控制站、驅(qū)動單元、動作執(zhí)行單元，所述末端機械手臂控制站分別通過通訊線連接于驅(qū)動單元和內(nèi)窺鏡工作站；所述的驅(qū)動單元包括若干臺微型電機以及若干與微型電機對應設置的動力轉(zhuǎn)換裝置；所述的動力轉(zhuǎn)換裝置分別對應連接于動作執(zhí)行單元；
[0012]所述的動作執(zhí)行單元為兩套，所述的每套動作執(zhí)行單元包括手臂驅(qū)動連接端、蛇形頸、末端機械手臂；所述的手臂驅(qū)動連接端、蛇形頸、末端機械手臂依次相連；所述的蛇形頸連接末端機械手臂的一端伸入內(nèi)窺鏡裝置的內(nèi)窺鏡管路內(nèi)，且連接于蛇形頸末端的末端機械手臂伸出內(nèi)窺鏡管路，所述伸出內(nèi)窺鏡管路的末端機械手臂固定在內(nèi)窺鏡管路的末端;
[0013]所述的外部指令輸入裝置包括操作機械臂、外部指令接收器、指令傳輸控制站以及輸入裝置監(jiān)視器，所述的操作機械臂、外部指令接收器、指令傳輸控制站之間依次通過信號線相連接，所述輸入裝置監(jiān)視器分別通過通信線連接指令傳輸控制站和內(nèi)窺鏡裝置的內(nèi)窺鏡監(jiān)視器；
[0014]所述的外部指令輸入裝置與動作指令執(zhí)行裝置之間設置通信通道，所述通信通道連接外部指令輸入裝置的指令傳輸控制站和動作指令執(zhí)行裝置的末端機械手臂控制站。
[0015]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的末端機械手臂包括手指驅(qū)動裝置和操作手指，所述的手指驅(qū)動裝置包括偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述的操作手指設置在手指驅(qū)動裝置上。
[0016]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)包括拉線、滑移塊、偏轉(zhuǎn)齒輪結(jié)構(gòu)，所述拉線為兩根，滑移塊為兩個，偏轉(zhuǎn)齒輪結(jié)構(gòu)為兩副，所述的兩副偏轉(zhuǎn)齒輪結(jié)構(gòu)分別固定在與其相對應的滑移塊上，兩副偏轉(zhuǎn)齒輪結(jié)構(gòu)的齒部互相嚙合，所述的兩根拉線分別穿過其中一滑移塊兩側(cè)設置的滑移孔與另一滑移塊的兩側(cè)固定連接。
[0017]在本發(fā)明的另外一些【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)包括拉線、底座結(jié)構(gòu)、滑輪結(jié)構(gòu)，所述的滑輪結(jié)構(gòu)設置在底座結(jié)構(gòu)上部的支撐架上，所述的拉線為兩根，所述的兩根拉線分別穿過底座結(jié)構(gòu)，繞過滑輪固定在滑輪上。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括拉線、底座結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)關節(jié)，所述的拉線為兩根，兩根拉線分別穿過底座結(jié)構(gòu)進入旋轉(zhuǎn)關節(jié)內(nèi)部，所述的兩根拉線均沿旋轉(zhuǎn)關節(jié)內(nèi)部纏繞一周，所述拉線末端固定在旋轉(zhuǎn)關節(jié)上。
[0019]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的操作手指為雙指結(jié)構(gòu)，所述雙指結(jié)構(gòu)包括兩個夾持手指，所述兩夾持手指相對的內(nèi)側(cè)設置夾持齒。
[0020]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的雙指結(jié)構(gòu)包括兩個獨立的剪切手指，剪切手指的內(nèi)部相對的兩側(cè)對應設置有切片。
[0021]在本發(fā)明的另外一些【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的操作手指為單指結(jié)構(gòu)，單指結(jié)構(gòu)的末端連接切割工具或真空吸虹設備。
[0022]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述動作指令執(zhí)行裝置的驅(qū)動單元與所述的末端機械手臂的手指驅(qū)動裝置的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)一一對應設置，所述的驅(qū)動單元與手指驅(qū)動裝置的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)分別通過兩根拉線連接。
[0023]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述的末端機械手臂的手指驅(qū)動裝置的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)分別對應于動作指令執(zhí)行裝置的兩個驅(qū)動單元，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與對應設置的驅(qū)動單元之間通過拉線連接。
[0024]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述動作指令執(zhí)行裝置的驅(qū)動單元上還設置有力傳感器，所述的力傳感器為普通拉力傳感器或彈簧壓力傳感器。
[0025]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)中，所述內(nèi)窺鏡體的端部設置攝像裝置為集成攝像頭。
[0026]作為優(yōu)化，所述內(nèi)窺鏡體的端部設置攝像裝置為旋轉(zhuǎn)臂式攝像頭，所述的旋轉(zhuǎn)臂式攝像頭插置在內(nèi)窺鏡體端部設置的攝像管路內(nèi)。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:
[0028]本發(fā)明一種自動化內(nèi)窺鏡手術操作系統(tǒng)它克服了采用機器人輔助內(nèi)窺鏡手術時，內(nèi)部操作手臂無法快速有效執(zhí)行外部機械操作手臂相應指令以及由于末端機械手臂自由度的局限，內(nèi)部操作手臂無法完全有效模擬人手操作端所輸入的各種操作的問題，它解決了目前機器人輔助內(nèi)窺鏡手術系統(tǒng)存在的問題，在保留了目前機器人輔助內(nèi)窺鏡手術系統(tǒng)各種優(yōu)點的同時，使得內(nèi)部操作手臂對于外部操作手臂所執(zhí)行的各項動作響應速度更快，動作執(zhí)行的精準度更高，末端機械手臂操作的靈活性更強，大大降低了對醫(yī)生技巧和訓練經(jīng)驗的要求，操作精度高，能大大縮短了手術操作時間。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是動作執(zhí)行單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是圖2的A-A剖面圖；
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