[发明专利]一种用于术中心脏组织辅助固定的软体机器人

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，包括用于辅助固定心脏组织的U型吸附结构，与所述吸附结构连接件圆头端连接的刚柔转换支撑臂，用于U型吸附结构的支撑，U型吸附结构内部气体的抽取和输送；安装在所述刚柔转换支撑臂末端的尾端连接结构。本发明U型吸附结构及仿生吸盘结构设计，可保证吸盘结构与心脏组织的充分接触和吸附固定作用，同时软硬度转换，可有效防止心脏组织的吸附损伤。通过气动方式实现对心脏组织的柔性吸附和结构软硬态转换。可解决常压下的柔性变形和真空硬化下刚性支撑问题，保证软体机器人在抽负压时气道的完整性。所有部件均可采用3D打印精密成型技术，易于制造，成本较低。

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。

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具有多通道切换和多功能的柔性吸附心脏辅助固定软体机器人，可根据环境需要进行步态的状态切换和功能实现。。

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，包括：

用于辅助固定心脏组织的U型吸附结构，所述U型吸附结构包括两组仿生吸盘阵列、U型结构主体、硬化隔离板、吸附结构连接件；

所述仿生吸盘阵列包括呈线性阵列分布在吸盘安装块上的若干仿生吸盘；所述吸盘安装块内部设有第一硬化气道，及与所述仿生吸盘相连的第一吸附气道；

所述U型结构主体开口方向的两端部分别安装所述仿生吸盘阵列；所述U型结构主体内设有第二硬化气道、第二吸附气道，所述第二硬化气道的两个入口、与所述第二吸附气道的一个入口均设置在所述U型结构主体闭合的端部，所述第二硬化气道的两个出口，及所述第二吸附气道的两个出口分布在所述U型结构主体开口方向的两端部；所述第二硬化气道、第二吸附气道分别与所述第一硬化气道、第一吸附气道气密导通；

所述第一硬化气道、第二硬化气道内填充固体硬化颗粒；

所述硬化隔离板安装在所述U型结构主体闭合的端部，所述硬化隔离板中部设有第三吸附气道，所述第三吸附气道两侧分别设有第三硬化气道；所述第三吸附气道与所述第二吸附气道的入口气密导通，两条第三硬化气道分别与所述第二硬化气道的两个入口气密导通；

所述吸附结构连接件包括圆头端和矩形端，所述矩形端与所述硬化隔离板连接；所述吸附结构连接件中部设有第四吸附气道，所述第四吸附气道两侧分别设有第四硬化气道；所述第四吸附气道与所述第三吸附气道气密导通，两条第四硬化气道分别与两条第三硬化气道气密导通；