[发明专利]用于开颅手术机器人机械臂末端的柔性安装机构

说明书

本发明公开了一种用于开颅手术机器人机械臂末端的柔性安装机构，属于医疗器械技术领域。该柔性安装机构包括颅铣固连组件、末端固连组件和弹簧；颅铣固连组件用于固定连接颅铣；末端固连组件用于与机械臂末端法兰固定连接；颅铣固连组件和末端固连组件之间通过弹簧形成弹性连接，当颅铣与颅骨底部保持接触力时，弹簧处于压缩状态，从而使颅铣与机器人末端的连接成为柔性连接。本发明能够实现颅铣与机械臂末端法兰在颅铣轴线方向的柔性连接，并可以实现颅钻周向的快速调整。

技术领域

本发明涉及六自由度机械臂末端工具的安装机构，具体涉及一种开颅手术机器人操作末端的安装方式，属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前，神经外科手术中开颅手术所占比例最高，仅解放军总医院每年开颅手术达千例以上。神经外科手术为外科手术中最费时费力的，尤其是去骨瓣的开颅手术。传统开颅手术均为人来完成，通常在手术能达到的部位，均可通过颅钻与颅铣达到与肿瘤形状大小相近的骨窗，在尽可能不造成重大神经功能障碍的前提下，借助显微镜进行肿瘤清除手术，做到完全切除或大部切除。一般开颅需要1小时，清除肿瘤需要2小时，关颅需要1小时，由此可见开颅/关颅在神经外科手术中无论是时间还是数量上都占据较大比重，为神经外科手术中最为消耗医生精力的工作，同时由于其特殊重要的部位，开颅手术也成为神经外科手术中兼具高复杂性与高风险性的典型代表。

开颅全程过程对医生经验的严重依赖与保证手术安全对医生精力的严重损耗会大大降低后续肿瘤清除过程的手术效率与安全性。神经外科手术步骤复杂、耗时多，其中开颅及关颅过程占用了整个手术的很大部分时间，耗费医生大量的体力，同时又是颅内操作的必需步骤。如何能够在保证安全开颅的同时缩短神经外科手术时间，减轻神经外科医生的手术负担已成为高效高质量的神经外科手术需要解决的首要问题。

为了降低神经外科医生的手术负担，目前已经出现了将六自由度机械臂应用于开颅手术中来代替医生的手持操作，通过这种方式来提高手术操作精度和安全性，同时降低医生的工作强度。

但是在采样六自由度机械臂进行的开颅手术操作中，在对颅骨进行铣削操作时，需要铣刀末端抵住颅骨内表面，实现脑硬膜与颅骨内表面的分离，这就需要机械臂带动颅铣进行铣削时，对颅铣产生一个时刻沿颅骨表面法向并指向外侧的力(即沿颅铣轴线方向)，以保证铣刀末端与颅骨内表面时刻接触。鉴于颅骨内表面不光滑，机器人对于这个力的检测会产生突变，所以机械臂末端法兰与颅铣的连接在该方向应为柔性连接。在这种情况下需要一种柔性安装机构来实现机械臂末端法兰与颅铣的连接和安装。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于开颅手术机器人机械臂末端的柔性安装机构，能够实现颅铣与机械臂末端法兰在颅铣轴线方向的柔性连接，并可以实现颅钻周向的快速调整。

用于开颅手术机器人机械臂末端的柔性安装机构，该柔性安装机构包括颅铣固连组件、末端固连组件和弹簧；

所述颅铣固连组件用于固定连接颅铣；

所述末端固连组件用于与机械臂末端法兰固定连接；

所述颅铣固连组件和末端固连组件之间通过弹簧形成弹性连接，当颅铣与颅骨底部保持接触力时，弹簧处于压缩状态，从而使颅铣与机器人末端的连接成为柔性连接。

进一步地，所述颅铣固连组件包括固定套、旋压环、旋压弹簧、装卡板、压盖、固定板、导向柱和导向装卡板；