[发明专利]颅颌面整形外科手术机器人

说明书

本发明提供了一种颅颌面整形外科手术机器人，包括基座模块、连接模块、位姿模块和手术末端执行器模块，其中：基座模块由基座底架、轴承、伞齿轮组、伺服电机、直齿轮组及圆形套筒组成；连接模块由连接杆、伞齿轮组、轴承和伺服电机组成；位姿模块由三个互相垂直的圆形套筒由螺丝固定，并分别通过轴承支撑实现三维方向的转动，包括轴承、伞齿轮组、伺服电机、直齿轮组及圆形套筒；手术末端执行器模块包括六维力传感器、连接片、刀具夹具、传感器夹具、传感器夹具垫片和刀具。本发明所述机器人在手术过程中可以实时监测、反馈力的大小，判断手术进程，从而保证手术的安全性。

技术领域

本发明涉及微创外科整形手术机器人领域，具体地，涉及一种颅颌面整形外科手术机器人。

背景技术

外科手术计算机辅助导航即利用计算机图形图像技术对放射影像学资料进项处理，重建二维或三维的医学图像模型，帮助手术医生在术前对预行的手术操作进行虚拟演示，以更好的规划手术路径。机器人辅助手术已成为微创外科整形手术的主流。机器人辅助手术具有传统手术无法比拟的精确性与稳定性，创伤小，更快的恢复时间，可以有效的减少手术时间，减少术后并发症的产生，大幅提高手术成功率。

整形外科手术主要是针对于先天或后天因素造成颅骨、颅颌面即相应软组织创伤或严重畸形。由于颅颌面解剖学结构复杂，感觉器官分布密集，多数情况下手术视野严重受限，重要的神经与血管遍布骨组织内或围绕其分布，使得手术的复杂性大大增加。此外，整形手术还学要兼顾患者的容貌和功能，这可能会引起医疗纠纷。传统颅颌面整形手术仅仅依靠医生徒手操作手术刀具，手术方法目前可以通过术前CT规划、3D打印患者模型等，但手术方案通常取决于医生个人主观经验，手术中医生尽量需保持手部平稳，以防稍有偏差引起动脉出血。术中，手术刀受力复杂且不均匀，需要医生花费大量气力保持手术刀稳定。长时间操作极易产生疲劳，难以保证手术稳定性。因此，机器人辅助手术帮助外科整形手术减轻医生的疲劳作业，减少手术创伤，提高手术安全性及成功率，具有十分重要的应用价值。

经对现有专利技术检索发现。未发现针对于颅颌面整形手术相关专利。

基于上述原因，技术人员致力于研发一款自动精确定位的颅颌面整形外科手术机器人装置。在此装置中，机器人可以自动精确定位并且在狭小手术视野中完成手术操作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种颅颌面整形外科手术机器人，以咬合板为标志物，提供术中导航匹配的坐标系；本发明是一种自动精确手术的机器人系统，能够在狭小的手术视野中精确完成手术。

为实现以上目的，本发明提供一种颅颌面整形外科手术机器人，包括：基座模块、连接模块、位姿模块和手术末端执行器模块；

所述基座模块包括第一驱动传动单元、第一圆形套筒和基座轴，其中：第一驱动传动单元连接第一圆形套筒，基座轴固定在手术床上，第一圆形套筒支撑在基座轴上；所述第一驱动传动单元驱动第一圆形套筒相对于基座轴转动；

所述连接模块包括第二驱动传动单元、连接杆、第二圆形套筒，其中：第二圆形套筒的一端与第一圆形套筒的一端连接，第二圆形套筒的上端与连接杆的下端连接，第二驱动传动单元连接第二圆形套筒；所述第二驱动传动单元带动第二圆形套筒相对于第一圆形套筒转动，进而实现连接模块与基座模块之间的相对转动；

所述位姿模块包括第三驱动传动单元、第四驱动传动单元、第五驱动传动单元、L型圆形套筒、大圆形套筒、小圆形套筒，其中：大圆形套筒的下端与连接杆的上端连接，小圆形套筒的一端连接大圆形套筒的一端，小圆形套筒的另一端连接L型圆形套筒；第三驱动传动单元连接手术末端执行器模块，第三驱动传动单元带动手术末端执行器模块转动；第四驱动传动单元连接L型圆形套筒，第四驱动传动单元带动L型圆形套筒相对于小圆形套筒转动；第五驱动传动单元连接大圆形套筒，第五驱动传动单元带动大圆形套筒相对于小圆形套筒转动；