[发明专利]一种力反馈主操作手及穿刺手术机器人系统

说明书

本发明涉及一种力反馈主操作手及穿刺手术机器人系统，包括基座、操作装置、调姿装置和力反馈装置，所述基座具有一安装端面；操作装置包括连杆、铰接部和手柄，铰接部位于连杆的一端，连杆通过铰接部铰接于安装端面，连杆远离铰接部的一端远离安装端面设置，手柄沿连杆的轴线方向可滑动的安装于连杆；调姿装置包括姿态传动组件和深度传动组件，姿态传动组件和深度传动组件均与操作装置连接，调姿装置和力反馈装置可以帮助医生实时向从操作手传递手柄的相应调节动作并反馈从操作手进行相应调节动作时与物体的接触力，以便于给医生提供更真实的模拟实际握针时穿刺手术的感觉，提高手术成功率，保证患者生命安全。

技术领域

本发明涉及穿刺手术设备技术领域，尤其涉及一种力反馈主操作手和穿刺手术机器人系统。

背景技术

近年来，X射线计算机断层扫描成像技术(CT)无论是在基本技术方面，还是在新的临床应用方面都取得了巨大的进展。CT的各个组成部分，如光管、探测器、滑环、数据获取系统和算法等方面都取得了很大的进步。自从螺旋CT和多层CT面世以来，出现了许多新的临床应用，且具备扫描时间快、图像清晰等优点，可用于多种疾病的检查。CT技术经过三十多年的发展，再次成为医学图像领域中最令人兴奋的诊断方法之一；如今CT已不再作为一项单纯的影像检查而存在。在现代医学科学不断打破各科界限、互相依存共同探索等各种多元化模式的推动下，CT也配合着临床各科实现各种检查和治疗，并取得显著的医疗效果。

CT引导下经皮穿刺就是现在临床应用较多的一项技术。它其实就是在CT扫描的精确引导下，将穿刺针准确穿入体内的病灶并获取病变组织的一项技术，CT图像引导下的穿刺术是在CT成像(人体组织和穿刺针)的前提下，可以实时判断穿刺方向并及时做出调整，大大提高了手术成功率、降低手术风险，提高患者的康复速度和生活质量。但是CT设备均采用X射线或γ射线等完成工作，在CT侧完成手术会让医生长期暴露在辐射环境中，对身体健康造成极大威胁；通过主从式机器人辅助穿刺系统可以在CT间外通过主操作手远程操作从操作手机械臂完成穿刺过程，为了尽可能的模拟医生握针时的穿刺过程，在主手端需要设置满足穿刺深度的直线移动装置(一般为100mm以上)。

主操作手作为直接操作机械臂以完成穿刺手术的系统组成部件，自然扮演了非常重要角色，从临床调研结果可知，遥操作机器人辅助穿刺手术系统中的主操作手使用过程越接近于穿刺针尺寸且穿刺过程越接近实际握针时的穿刺实况，穿刺手术的成功率越高，现有技术中，主操作手在使用过程中，不能直接模拟常规穿刺手术中医生握针穿刺的过程，进而影响手术成功率，严重的甚至危及患者生命安全。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种力反馈主操作手，用以解决现有技术中主操作手使用时不能有效模拟实际握针时的穿刺实况的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种力反馈主操作手，包括基座、调姿装置、操作装置和力反馈装置；

所述基座具有一安装端面；

所述操作装置包括连杆和手柄，所述连杆一端活动连接于所述基座，所述手柄可滑动连接于所述连杆；

所述调姿装置采用并联结构，用于将所述操作装置的摆动转换为两个方向的规则运动，实现所述操作装置摆动的检测和控制；

所述力反馈装置包括姿态反馈组件和深度反馈组件，所述姿态反馈组件用于所述操作装置进行姿态调节的力反馈和调姿控制，所述深度反馈组件用于所述手柄进行深度调节的力反馈和进针控制。

优选的，所述调姿装置的并联运动机构包括第一传输条、第二传输条，所述第一传输条沿第一方向可转动的安装于所述基座，所述第二传输条沿第二方向可转动的安装于所述基座，所述第一方向和所述第二方向的转动轴线位于同一平面且相互垂直设置。