[发明专利]用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统

说明书

本发明公开了一种用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统，软体机器人用于辅助固定心脏组织；气动系统用于向软体机器人输入或抽取空气；监测系统用于实时监测系统工作状态；软体机器人通过气动系统输入或抽取空气实现对心脏组织的吸附，及自身软硬态的转换；监测系统通过设置在软体机器人上的传感器监测心脏组织吸附状态级软硬态转换情况及形状。本发明可实现非体外循环冠状动脉手术中心脏组织的无损吸附固定软体机器人采用软质材料制作，不损伤吸附组织；采用抽负压的方式实现软体机器人的吸附固定和硬化，灵活性、适应性和安全性较好，制造工艺和驱动方式的创新，便于组装使用，且成本较低，易于实现器件的批量加工。

技术领域

本发明涉及医疗机器人领域，尤其涉及一种用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统。

背景技术

非体外循环冠状动脉搭桥术可显著改善心肌缺血、最大限度的避免设备对患者各脏器造成的损伤，在治疗重症冠心病方面效果显著。但是，为了达到良好的治疗效果，必须采用有效的技术和仪器对患者进行精确的检测，并借助先进的手术器械完成手术。

心脏固定器是非体外循环冠状动脉搭桥手术中必不可少的装置，它可以保证在心脏跳动情况下，其所固定的局部手术操作区域相对稳定，为微小血管吻合提供保障。但是，现有心脏固定器所提供的吸附力较为固定且需要手工调整，为了维持手术视野的稳定清晰，医生通常忽视患者心肌所能承受的压力进行固定，容易造成患者术后心脏固定区域出现心肌损伤、心脏水肿、心功能不全等。同时现有可调机械臂式固定器对心脏位置的调整幅度有限，固定后机械臂对心脏的固定生硬，导致桥血管吻合过程中血压变化较大，可能引起脑血管并发症等，手术风险大幅提高。

基于刚性机构的机器人广泛应用于医疗领域各类手术，但这类机器人的灵活性、适应性和安全性差，容易造成人体组织损伤。近年来，采用软性材料制作而成软体机器人,能够柔软连续地变形适应各类组织结构，通过气动等方式实现软体机构的动作及转换，可显著提高手术机器人系统的适应性和安全性。软体机器人技术作为一项新兴的前沿技术迅速发展，逐渐在医疗领域得到应用，已成为手术机器人技术的重要发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用仿生学原理，基于软体机构柔性吸附的术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人系统，包括：

软体机器人，用于辅助固定心脏组织；

气动系统，用于向所述软体机器人输入或抽取空气；

监测系统，用于实时监测系统工作状态；

所述软体机器人通过气动系统输入或抽取空气实现对心脏组织的吸附，及自身软硬态的转换；所述监测系统通过设置在所述软体机器人末端的传感器监测心脏组织吸附状态；所述监测系统通过设置在所述软体机器人内部的传感器监测所述软体机器人软硬态转换情况及形状。

优选的，所述软体机器人包括：

U型吸附结构，用于吸附固定心脏组织；

刚柔转换支撑臂，用于支撑所述U型吸附结构，并向所述U型吸附结构输入或抽取空气；

所述U型吸附结构安装在刚柔转换支撑臂末端。

优选的，所述软体机器人内设有至少一条的吸附气道和至少一条的硬化气道，所述吸附气道、硬化气道分别独立与所述气动系统连通，所述气动系统向所述吸附气道、硬化气道内输入或抽取空气。