CN108606836B - 外科手术系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外科手术系统，其包括床旁控制台与支架结构；所述支架结构设置有固定位、活动支架以及医用机械臂；所述活动支架固定于所述固定位；所述医用机械臂固定于所述活动支架；所述床旁控制台与所述医用机械臂信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。上述外科手术系统具有简单的设计和轻便的结构，通过床旁控制台获取并显示手术信号使得主刀医生能够近距离接触病患且获得更全面的手术信息，从而提升了现场控制能力，活动支架固定医用机械臂的设计，无论是对于自动机械臂还是对于人工机械臂都提升了系统稳定性，更符合用户的操作习惯，从而能够减少由于操作失误导致医疗事故的发生且有利于提升手术效率。

Description

外科手术系统

技术领域

本发明涉及外科手术装置领域，特别是涉及外科手术系统。

背景技术

达芬奇外科手术系统，俗称达芬奇手术机器人或达芬奇机器人手术系统，是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为基础。Intuitive Surgical公司(以下简称Intuitive)与IBM、麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开发。FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。简单地说，达芬奇机器人就是高级的腹腔镜系统。达芬奇外科手术系统具有以下优点：一是突破了人眼局限，可以进入人体内部，手术视野放大了20倍；二是突破了人手局限，在人手伸不进的区域，机器手可360度灵活穿行，具有人手无法相比的稳定性和精确度，防止人手可能出现的抖动；三是不需要开腹，创口仅在1厘米左右，创伤小、出血少、恢复快，大大缩短术后住院时间。

达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统与成像系统。外科医生控制台是由主刀医生坐在控制台中，位于手术室无菌区之外，使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。正如在立体目镜中看到的那样，手术器械尖端与外科医生的双手同步运动。床旁机械臂系统(Patient Cart)是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。为了确保患者安全，助手医生比主刀医生对于床旁机械臂系统的运动具有更高优先控制权。成像系统(Video Cart)内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，在手术过程中位于无菌区外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。外科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维(3D)镜头，对手术视野具有10倍以上的放大倍数，能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，使主刀医生较普通腹腔镜手术更能把握操作距离，更能辨认解剖结构，提升了手术精确度。

达芬奇外科手术系统的床旁机械臂系统采用多条机械臂，在进行手术操作的时候可能会需要机械臂穿过胸部、腹壁。但是，达芬奇外科手术系统的机械臂是一种耗材，在使用时固定安装到达芬奇外科手术系统的床旁机械臂系统的可移动基座处，中心机械臂是持镜臂，负责握持摄像机系统。其余机械臂是持械臂，负责握持特制外科手术器械；并且，Intuitive公司为垄断市场，控制机械臂具有使用次数限制，使用次数限定为10次，且不同的机械臂的价格都存在一定差异。当前，机械臂的价格大约为每条6～20万元人民币左右，每台手术至少要使用4条机械臂或者更多；由此，Intuitive公司的耗材收入约占总收入的50％。

以浙大一院为例，于2016年采用完成了888台手术，平均每天要完成2.4台手术。在医院里，手术医生轮着休息，但机器人不能休息，就连节假日都在忙着做手术。这种情况下，每天都需要更换多条机械臂影响手术效率，且由于Intuitive公司对于机械臂的垄断设置问题，导致了大量材料的浪费。并且，为了节省费用，有些医院仅使用3条机械臂，由此可能导致手术风险。

因此，达芬奇外科手术系统存在以下问题：结构过大，需要另设控制室以放置外科医生控制台；垄断性设置导致价格过高；设计方向致使外科医生控制台与床旁机械臂系统相距太远，主刀医生难以近距离接触病患，从而缺乏现场控制能力，难以应对突发事件。

发明内容

基于此，有必要提供一种外科手术系统。

一种外科手术系统，其包括床旁控制台与支架结构；所述支架结构设置有固定位、活动支架以及医用机械臂；所述活动支架固定于所述固定位；所述医用机械臂固定于所述活动支架；所述床旁控制台与所述医用机械臂信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。

上述外科手术系统具有简单的设计和轻便的结构，通过床旁控制台获取并显示手术信号使得主刀医生能够近距离接触病患且获得更全面的手术信息，从而提升了现场控制能力，活动支架固定医用机械臂的设计，无论是对于自动机械臂还是对于人工机械臂都提升了系统稳定性，更符合用户的操作习惯，从而能够减少由于操作失误导致医疗事故的发生且有利于提升手术效率。

在其中一个实施例中，所述固定位的数量为多个，所述活动支架固定于任一所述固定位。

在其中一个实施例中，所述活动支架的数量与所述医用机械臂的数量均为两个，

每一所述活动支架固定于一所述固定位；

每一所述医用机械臂固定于一所述活动支架。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置安装支架与位置调整结构；

所述安装支架用于固定所述支架结构；

所述位置调整结构设置安装座及其横向移动装置、纵向移动装置与角度调整装置，所述横向移动装置用于受控横向移动所述安装座，所述纵向移动装置用于受控纵向移动所述安装座，所述角度调整装置用于受控调整所述安装座相对于所述安装支架的角度；

所述安装座设置有至少一所述固定位。

在其中一个实施例中，所述床旁控制台还分别连接所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置，分别用于控制所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置。

在其中一个实施例中，所述角度调整装置为旋转装置，用于360度调整所述安装座相对于所述安装支架的角度。

在其中一个实施例中，所述安装支架固定设置于所述床旁控制台上。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有吊装位，所述吊装位用于吊装所述支架结构。这样有利于支撑受力，使得医生可以采用支架结构助力以免双臂悬空手术，极大节约了医生体力，避免双手震颤。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有套管结构及其固定部，所述套管结构用于套置腔内手术器械，所述固定部用于固定所述套管结构。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有位移限制模块，所述位移限制模块用于连接所述腔内手术器械，根据所述腔内手术器械的图像数据判断可用手术区域并限制所述医用机械臂的移动距离处于所述可用手术区域中。这样有利于避免位移过大导致发生手术意外。

例如，所述支架结构还设置有随动引导模块，所述随动引导模块用于连接所述腔内手术器械并根据所述腔内手术器械的一端部位置随动引导所述腔内手术器械的另一端部位置。这样可以无需直接控制即可引导腹腔镜的腔内手术器械。

附图说明

图1为本发明一实施例的示意图。

图2为本发明另一实施例的示意图。

图3为本发明另一实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的一个实施例是，一种外科手术系统，其包括床旁控制台与支架结构；所述支架结构设置有固定位、活动支架以及医用机械臂；所述活动支架固定于所述固定位；所述医用机械臂固定于所述活动支架；所述床旁控制台与所述医用机械臂信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。上述外科手术系统具有简单的设计和轻便的结构，通过床旁控制台获取并显示手术信号使得主刀医生能够近距离接触病患且获得更全面的手术信息，从而提升了现场控制能力，活动支架固定医用机械臂的设计，无论是对于自动机械臂还是对于人工机械臂都提升了系统稳定性，更符合用户的操作习惯，从而能够减少由于操作失误导致医疗事故的发生且有利于提升手术效率。

进一步地在其中一个实施例中，所述床旁控制台设置相连接的信号接收装置与显示装置，所述信号接收装置与所述医用机械臂信号连接以获取所述医用机械臂传输的手术信号，所述显示装置与所述信号接收装置连接以显示所述医用机械臂传输的手术信号。在其中一个实施例中，所述活动支架用于在预设范围内活动。在其中一个实施例中，所述医用机械臂可拆卸地固定于所述活动支架；在其中一个实施例中，所述医用机械臂固定于所述活动支架，所述活动支架用于为所述医用机械臂提供一定的支撑力并且在一定范围内随所述医用机械臂而动，亦即所述医用机械臂固定于所述活动支架并在所述活动支架的限定范围内带动所述活动支架，这样，提升了活动支架与医用机械臂的系统稳定性，使得手术过程中医用机械臂的操作范围是有限的，受控的，从而能够减少由于操作失误导致医疗事故的发生且有利于提升手术效率。

如图1所示，在其中一个实施例中，一种外科手术系统，其包括床旁控制台100与支架结构200；所述支架结构设置有固定位210、活动支架220以及医用机械臂230；所述活动支架220固定于所述固定位210；所述医用机械臂230固定于所述活动支架220；所述床旁控制台100与所述医用机械臂230无线信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。如图2所示，在其中一个实施例中，所述床旁控制台100与所述医用机械臂230通过信号线300相连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。

在其中一个实施例中，所述固定位的数量为多个，所述活动支架固定于任一所述固定位。这样，可以较为灵活地设计固定位及活动支架。在其中一个实施例中，所述活动支架的数量与所述医用机械臂的数量均为两个，每一所述活动支架固定于一所述固定位；每一所述医用机械臂固定于一所述活动支架。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置安装支架与位置调整结构；所述安装支架用于固定所述支架结构；所述位置调整结构设置安装座及其横向移动装置、纵向移动装置与角度调整装置，所述横向移动装置用于受控横向移动所述安装座，所述纵向移动装置用于受控纵向移动所述安装座，所述角度调整装置用于受控调整所述安装座相对于所述安装支架的角度；所述安装座设置有至少一所述固定位。这样，可以方便地调整所述安装座。在其中一个实施例中，所述床旁控制台还分别连接所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置，分别用于控制所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置。在其中一个实施例中，所述角度调整装置为旋转装置，用于360度调整所述安装座相对于所述安装支架的角度。在其中一个实施例中，所述安装支架固定设置于所述床旁控制台上。这样，可以通过所述床旁控制台来控制和调整所述安装座。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有吊装位，所述吊装位用于吊装所述支架结构。这样有利于支撑受力，使得医生可以采用支架结构助力以免双臂悬空手术，极大节约了医生体力，避免双手震颤。如图3所示，在其中一个实施例中，外科手术系统的支架结构200设置有固定位210、活动支架220、医用机械臂230以及吊装位240；所述固定位210通过所述吊装位240吊装设置，所述活动支架220固定于所述固定位210；所述医用机械臂230固定于所述活动支架220；所述床旁控制台100与所述医用机械臂230无线信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有套管结构及其固定部，所述套管结构用于套置腔内手术器械，所述固定部用于固定所述套管结构。例如所述固定部将所述套管结构固定于所述固定位、所述活动支架或所述安装支架上。在其中一个实施例中，所述套管结构的横截面为圆角三角形、梨形或由具有相等半径的6段圆弧顺序连接而成的旋转角为120度的旋转对称图形。这样可以配合实现单孔操作，中间放上腔镜和气管，通过上述设计尽量做到区分三个不同的操作角度，三个角位存在间隔以免手术器械发生碰撞，且可以通过三点定面实现立体操作视图。

在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有位移限制模块，所述位移限制模块用于连接所述腔内手术器械，根据所述腔内手术器械的图像数据判断可用手术区域并限制所述医用机械臂的移动距离处于所述可用手术区域中。这样有利于避免位移过大导致发生手术意外。

进一步地在其中一个实施例中，所述支架结构还设置有随动引导模块，所述随动引导模块用于连接所述腔内手术器械并根据所述腔内手术器械的一端部位置随动引导所述腔内手术器械的另一端部位置。这样可以无需直接控制即可引导腹腔镜的腔内手术器械。

进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂包括若干装置，所述若干装置包括座体连接装置、转动装置、横移装置、伸缩装置与安装装置；所述座体连接装置用于固定所述医用机械臂例如所述座体连接装置固定于所述活动支架从而用于固定所述医用机械臂于所述活动支架；所述转动装置固定于所述座体连接装置上，所述转动装置设置有横移转动电机与旋转槽；所述横移装置滑动设置于所述转动装置的所述旋转槽上，所述横移转动电机连接所述横移装置，用于驱动所述横移装置于所述旋转槽上转动；所述横移装置设置有横向驱动电机与横槽；例如所述横移转动电机用于驱动所述横移装置每次步进一个预定转角，例如1度，以便精确控制；所述伸缩装置滑动设置于所述横移装置的所述横槽上，所述横向驱动电机连接所述伸缩装置，用于驱动所述伸缩装置于所述横槽上平移；所述伸缩装置设置有伸缩驱动电机与伸缩件，所述伸缩驱动电机用于驱动所述伸缩件伸缩；所述伸缩件远离所述横移装置的端部与所述安装装置连接；所述安装装置设置有安装位，所述安装位用于安装腔内手术器械。例如所述横向驱动电机用于驱动所述伸缩装置于所述横槽上每次步进一个预定位移，例如1mm，以便精确控制；所述伸缩驱动电机用于驱动所述伸缩件每次伸缩一个预定长度，例如1mm，以便精确控制。在其中一个实施例中，所述横移装置的长度大于等于所述转动装置的直径。这样，可以使所述伸缩装置具有更长的平移位置。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括行程控制模块，所述行程控制模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别控制各装置的最大行程。这样可以限制动作比例以避免手术误操作。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括微量控制模块，所述微量控制模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别控制各装置的最小行程。这样有利于消除震颤以免手术出错。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括力度反馈模块，所述力度反馈模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别获取各装置的操作并提供力度反馈。这样有利于控制力度并反馈给操作人员。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括组织形变反馈模块，所述组织形变反馈模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别获取各装置的操作并提供组织形变反馈。这样，能够控制组织形变反馈给操作人员。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括手势识别模块，所述手势识别模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于识别手势以分别控制各装置。这样可以识别医生的手势，还可与医生手上的无线设备交互作用，提供在患者身体内获取的数据及分析结果，并帮助医生操作。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括控制模块，所述控制模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别控制各装置的可操作状态。这样，可以必要时易于切换成手工操作。

进一步地在其中一个实施例中，所述若干装置还包括第一轴向旋转装置与弯曲装置；所述伸缩件远离所述横移装置的端部、所述第一轴向旋转装置、所述弯曲装置与所述安装装置顺序连接，所述伸缩件远离所述横移装置的端部通过所述第一轴向旋转装置及所述弯曲装置实现与所述安装装置连接；以所述伸缩件的伸缩方向为第一方向，所述第一轴向旋转装置用于控制所述弯曲装置沿所述第一方向旋转，所述弯曲装置用于控制所述安装装置以第二方向为旋转轴旋转，以实现弯曲功能，所述第二方向与所述第一方向相垂直，且所述第二方向平行于所述伸缩装置的平移方向；所述第一轴向旋转装置设置有第一轴向转动电机，所述第一轴向转动电机的输出轴与所述弯曲装置连接，且所述第一轴向转动电机的输出轴的延伸方向与所述第一方向相同；所述弯曲装置设置有弯曲驱动电机及齿轮组，所述弯曲驱动电机的输出轴与所述齿轮组连接，所述齿轮组具有连接件，所述连接件与所述安装装置连接。

在其中一个实施例中，所述若干装置还包括第一径向旋转装置与角度调整装置；所述弯曲装置、所述第一径向旋转装置、所述角度调整装置与所述安装装置顺序连接，所述弯曲装置通过所述第一径向旋转装置及所述角度调整装置实现与所述安装装置连接；其中，所述连接件通过所述第一径向旋转装置及所述角度调整装置实现与所述安装装置连接；即，所述伸缩件远离所述横移装置的端部通过所述第一轴向旋转装置、所述弯曲装置、所述第一径向旋转装置及所述角度调整装置实现与所述安装装置连接；所述弯曲装置用于控制所述第一径向旋转装置以所述第二方向为旋转轴旋转，所述第一径向旋转装置用于控制所述角度调整装置沿第三方向旋转，所述第三方向分别与所述第一方向及所述第二方向相垂直，所述角度调整装置用于控制所述安装装置相对于所述第一方向转动。所述第一径向旋转装置设置有第一径向转动电机，所述第一径向转动电机的输出轴与所述角度调整装置连接，且所述第一径向转动电机的输出轴的延伸方向与所述第二方向相同；所述角度调整装置设置有角度转动电机，所述角度转动电机的输出轴与所述安装装置连接。进一步地在其中一个实施例中，所述若干装置还包括第二径向旋转装置，所述第二径向旋转装置设置于所述第一轴向旋转装置与所述弯曲装置之间，所述第二径向旋转装置设置有第二径向转动电机，所述第二径向转动电机的输出轴与所述弯曲装置连接，且所述第二径向转动电机的输出轴的延伸方向与所述第二方向相同。及/或，所述若干装置还包括第二轴向旋转装置，所述第二轴向旋转装置设置于所述弯曲装置与所述第一径向旋转装置之间，所述第二轴向旋转装置设置有第二轴向转动电机，所述第二轴向转动电机的输出轴与所述第一径向旋转装置连接。这样可以实现9维度控制，运动自由度高。

进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂包括若干结构，所述若干结构包括安装结构、支架结构、驱动结构与控制结构；所述安装结构用于固定到用户的操作手上；所述支架结构一端固定于所述安装结构，另一端设置安装位，所述安装位用于安装腔内手术器械；所述驱动结构设置于所述支架结构内并于所述安装位中与所述腔内手术器械驱动连接；所述控制结构连接于所述安装结构，且所述控制结构一端朝向所述安装位，所述控制结构用于通过所述驱动结构连接所述腔内手术器械并同向控制所述腔内手术器械。这样能够避免传统机械臂结构较大的问题，用户只需单手就能够实现手术操作，同时也避免了传统机械臂昂贵且垄断性设置使用次数限制所导致的材料严重浪费的问题，且由于结构简单故使用时不会发生碰撞，还通过同向控制方式避免了传统模式用户需要反向操控的问题，更符合用户的操作习惯，从而能够减少由于操作失误导致医疗事故的发生且有利于提升手术效率。在其中一个实施例中，所述支架结构内部开设有驱动腔体，所述驱动腔体内设置有所述驱动结构；在其中一个实施例中，所述驱动腔体连通所述安装位，所述驱动结构设置于所述支架结构的所述驱动腔体内并于所述安装位中与所述腔内手术器械驱动连接。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括连接结构，所述控制结构通过所述连接结构连接于所述安装结构；进一步地在其中一个实施例中，所述连接结构为形变连接结构，用于受力时在预设范围内发生形变。进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂包括对称设置的一对所述形变连接结构。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括连接线，所述连接线一端与所述控制结构连接，另一端与所述驱动结构连接，所述控制结构通过所述连接线与所述驱动结构连接以通过所述驱动结构连接所述腔内手术器械并同向控制所述腔内手术器械。进一步地在其中一个实施例中，所述支架结构设有弧形支架体与连接稳定端，所述弧形支架体的一端通过所述连接稳定端固定于所述安装结构，另一端设置所述安装位，所述弧形支架体形成有用于提供操作空间的操作区。进一步地在其中一个实施例中，所述连接稳定端具有大端与小端，所述弧形支架体的一端与所述连接稳定端的小端连接，所述连接稳定端的大端固定于所述安装结构；在其中一个实施例中，所述连接稳定端具有V形截面，尖端为小端，分岔为大端，这样结构更轻。进一步地在其中一个实施例中，所述弧形支架体上开设有至少三个通槽，用于减轻所述支架结构的整体重量。进一步地在其中一个实施例中，所述弧形支架体与所述连接稳定端一体成型设置，以降低生产工序，提升产品生产效率。这样，一方面支架结构与安装结构的连接更为稳固，避免发生手术意外导致严重医疗事故，另一方面有利于减轻医用机械臂产品的重量，为用户节省体力以应对漫长的手术工作日。

进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括设置于所述控制结构的无线发送单元以及设置于所述支架结构并与所述驱动结构连接的无线接收单元，所述控制结构通过所述无线发送单元发送控制信号，所述驱动结构通过所述无线接收单元接收所述控制信号并用于驱动所述腔内手术器械。这样，可以实现无线控制功能。在其中一个实施例中，所述安装结构设置有可调套环，所述安装结构通过调节所述可调套环的周长以固定到用户的操作手上。进一步地在其中一个实施例中，所述安装结构设置有外壳体以及位于所述外壳体内侧的可调套环，所述支架结构一端固定于所述安装结构的所述外壳体，或者，所述支架结构与所述外壳体一体成型设置；所述外壳体类似于手环或者手镯，所述可调套环设置于所述外壳体内侧。进一步地在其中一个实施例中，所述可调套环设有两连接体，每一所述连接体的固定端固定于所述外壳体内侧，每一所述连接体通过其自由端匹配连接另一所述连接体的自由端。进一步地在其中一个实施例中，所述连接体的所述自由端设置有多个连接位，用于通过与另一所述连接体的自由端的多个连接位匹配连接，以调节所述可调套环的周长从而固定到用户的操作手上。

在其中一个实施例中，所述控制结构设置使能单元，所述使能单元用于在受控时使能控制所述腔内手术器械。这样，可以避免手术误操作。在其中一个实施例中，所述使能单元包括联动设置的按压件与握压件。这样，只有按压件与握压件同时被压下时，才能驱动腔内手术器械，可以避免手术误操作。进一步地在其中一个实施例中，所述控制结构设置与所述使能单元相连接的转动控制模块，用于在所述使能单元受控时，通过所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械转动。进一步地在其中一个实施例中，所述控制结构设置与所述使能单元相连接的横移控制模块，用于在所述使能单元受控时，通过所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械横移。进一步地在其中一个实施例中，所述控制结构设置与所述使能单元相连接的伸缩控制模块，用于在所述使能单元受控时，通过所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械伸缩。这样，所述控制结构只有在使能单元受控时，才能通过所述驱动结构控制所述腔内手术器械，能够较好地避免手术误操作的发生，从而避免发生医疗事故。在其中一个实施例中，所述驱动结构包括转动结构、横移结构与伸缩结构，分别用于控制所述腔内手术器械转动、横移与伸缩。即，所述转动结构用于控制所述腔内手术器械转动，所述横移结构用于控制所述腔内手术器械横移，所述伸缩结构用于控制所述腔内手术器械伸缩。

各实施例中，所述腔内手术器械可采用市售的腔内手术器械且安装调整对应的操作控制线于所述安装位中并与所述腔内手术器械驱动连接。或者，各实施例中，所述腔内手术器械采用自制的腔内手术器械，可以理解，其中的操作控制线安装于所述安装位中并与所述腔内手术器械驱动连接。在其中一个实施例中，所述医用机械臂还包括所述腔内手术器械。这样，可以单独做医用机械臂产品，装上腔内手术器械使用，从而节约成本且提升产品的适用性和灵活性；也可以做成一套具有腔内手术器械的医用机械臂，使用更为方便；相对于Intuitive公司的达芬奇外科手术系统的机械臂，具有结构简单和使用方便的优点。进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂设置有N组所述驱动结构，所述腔内手术器械对应设置有N组器械，各组所述驱动结构与各组器械一一对应地驱动连接；其中，N为1至4中的任一自然数，例如N为1、2、3或4；这样，通过设计控制方式，一个所述医用机械臂可以同时操作数组器械，能够实现更复杂的手术控制。

进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂设置有两组所述驱动结构，所述腔内手术器械对应设置有一组器械及一组照明摄像模块，一组所述驱动结构与一组所述器械驱动连接，另一组所述驱动结构与一组所述照明摄像模块驱动连接；这样，通过设计控制方式，一个所述医用机械臂可以同时实现照明、摄像与手术功能，可以方便地进行照明的开关和方向控制，也可以方便地进行摄像的调焦控制。进一步地在其中一个实施例中，所述医用机械臂设置有三组所述驱动结构，其中一组所述驱动结构为充气驱动结构；所述腔内手术器械对应设置有一组器械、一组照明摄像模块及一组充气管道，一组所述驱动结构与一组所述器械驱动连接，另一组所述驱动结构与一组所述照明摄像模块驱动连接，一组所述充气驱动结构与一组所述充气管道连接；这样，通过设计控制方式，一个所述医用机械臂可以同时实现充气、照明、摄像与手术功能，不仅缝合非常轻松，还可以以任意角度缝合，特别适合较精细的手术控制，例如几毫米粗的血管上进行缝合等。

进一步地在其中一个实施例中，所述同向控制所述腔内手术器械，通过以下两种方式实现，第一种方式是将主驱动控制的具体结构放在所述控制结构，从驱动控制放在所述驱动结构，此时所述驱动结构只需设计实现被动的力传导功能，可称为被动驱动结构或传动驱动结构，类似于传球或牵线木偶；第二种方式将主驱动控制的具体结构放在所述驱动结构，所述控制结构只需输出控制信号即可，此时所述驱动结构需设计实现主动的力控制功能，例如设有电控元器件和力输出结构等。

在其中一个实施例中，采用上述第一种方式，所述控制结构采用力传导线组与所述驱动结构连接，力传导线组包括若干力传导线，所述控制结构设置驱动控制模块，例如，所述驱动控制模块包括转动控制模块、横移控制模块与伸缩控制模块，转动控制模块用于通过转动力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械转动，横移控制模块用于通过横移力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械横移，伸缩控制模块用于通过伸缩力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械伸缩；这样就实现了对所述腔内手术器械中的器械的转动、横移与伸缩控制。在其中一个实施例中，所述转动控制模块、所述横移控制模块与所述伸缩控制模块的数量为至少一个，这样可以实现所述腔内手术器械中的一个乃至多个器械的控制。可以理解，力传导线为用于输出转动力、横移力与伸缩力并体现其力度或者幅度的传导线，例如为钢丝；在其中一个实施例中，所述驱动结构包括齿轮、齿轮组、滑轮、滑轮组及/或力传导线，具体与腔内手术器械的连接方式，根据不同的腔内手术器械而有对应的设计，例如推结器、电针、电刀、单动剪、双动剪、抓钳、牵引钳、持针钳及夹线钳等。一般来说，如果涉及电相关腔内手术器械，还需额外设计电线及其连接，本领域的技术人员根据本申请的各实施例增设即可，在此从略。在其中一个实施例中，所述驱动结构对于所述转动控制模块、所述横移控制模块与所述伸缩控制模块分别一一对应地设有转动驱动模块、横移驱动模块与伸缩驱动模块，分别用于驱动所述腔内手术器械的器械进行转动、横移与伸缩。可以理解，转动、横移与伸缩仅仅是基本操作的组成部分，在此基础上，可以设计一个、两个或多个转动驱动模块，一个、两个或多个横移驱动模块与一个、两个或多个伸缩驱动模块来实现较为复杂的腔内手术器械的多器械控制；通过总数量大于3的转动驱动模块、横移驱动模块与伸缩驱动模块的设置，能够更好地实现驱动输出复杂控制效果。在其中一个实施例中，所述控制结构设有握持部并且在握持部上设有转动部件、横移部件与伸缩部件，转动部件用于通过第一力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械转动，横移部件用于通过第二力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械横移，伸缩部件用于通过第三力传导线经所述驱动结构控制所述腔内手术器械中的器械伸缩；在其中一个实施例中，转动部件为转动连接于握持部的环体，在其中一个实施例中，横移部件为滑动连接于握持部的条体或齿轮连接于握持部的轮体，优选地横移部件为滑动阻尼连接于握持部的条体或齿轮阻尼连接于握持部的轮体，在其中一个实施例中，伸缩部件为弹性按压连接于握持部的块体。在其中一个实施例中，转动部件为转动连接于握持部的环体且用于与用户手掌相接触，以被用户掌心握住或由大拇指与食指圈握；横移部件为滑动连接于握持部的条体或齿轮连接于握持部的轮体且用于与用户大拇指相对设置，以被用户大拇指所控制滑动或转动，优选为阻尼滑动或阻尼转动，伸缩部件为弹性按压连接于握持部的块体且用于与用户至少三个手指相接触，以被用户按压，其中至少三个手指包括中指、无名指与尾指，或者包括食指、中指与无名指，或者包括食指、中指、无名指与尾指。这样，随着用户手的动作，可以方便且灵活地控制转动、横移与伸缩，其余实施例以此类推。

在其中一个实施例中，采用上述第二种方式，所述支架结构内部开设有驱动腔体，所述驱动腔体内设置有所述驱动结构，所述驱动腔体连通所述安装位，所述驱动结构设置于所述驱动腔体内并于所述安装位中与所述腔内手术器械驱动连接；这里又可以进一步采用两种实施方式：第一种实施方式是电池驱动所述驱动结构，第二种实施方式是外接电源驱动所述驱动结构。在其中一个实施例中，所述驱动结构包括驱动电机(例如微型电动马达等)、连杆、齿轮、齿轮组、滑轮、滑轮组及/或力传导线等，本领域的技术人员根据目标腔内手术器械进行组合连接即可。在其中一个实施例中，所述控制结构设有握持部，在其中一个实施例中，所述握持部内开设有安装腔体，所述安装腔体内设置有驱动控制模块，所述医用机械臂还包括设置于所述控制结构的信号发送单元以及设置于所述支架结构的所述驱动腔体内并与所述驱动结构连接的信号接收单元，所述驱动控制模块通过所述信号发送单元发送控制信号，所述驱动结构通过所述信号接收单元接收所述控制信号并用于驱动所述腔内手术器械。在其中一个实施例中，所述信号发送单元为无线发送单元且所述信号接收单元为无线接收单元，这样可以减少信号线路，有助于简化手术环境。在其中采用第一种实施方式的一个实施例中，所述驱动腔体内设置有供电结构例如蓄电池及其供电电路等，在其中采用第二种实施方式的一个实施例中，所述驱动腔体内设置有供电电路。在其中一个实施例中，所述控制结构上设有与所述信号发送单元连接的控制按钮，例如所述控制结构于所述握持部上设有与所述信号发送单元连接的控制按钮，所述控制按钮用于控制所述信号发送单元发送控制信号及其持续时间，所述控制信号包括转动信号、横移信号与伸缩信号；在其中一个实施例中，所述控制结构上设有与所述驱动控制模块连接的控制按钮，例如所述控制结构于所述握持部上设有与所述驱动控制模块连接的控制按钮，所述控制按钮通过所述驱动控制模块与所述信号发送单元连接并用于控制所述信号发送单元发送控制信号及其持续时间，所述控制信号包括转动信号、横移信号与伸缩信号；在其中一个实施例中，所述控制按钮为复合按钮，用于接受转动、横移与伸缩控制，并分别实现转动及其方向与持续时间，横移及其持续时间，以及伸缩及其持续时间的控制信号输出，由此分别控制所述信号发送单元发送转动控制信号及其方向与持续时间、横移控制信号及其持续时间、以及伸缩控制信号及其持续时间；这样可以仅设计一个复合按钮解决所述腔内手术器械中的器械位置控制问题。在其中一个实施例中，所述控制按钮的数量为多个，例如所述控制按钮包括至少一个转动控制按钮、至少一个横移转动控制按钮与至少一个伸缩控制按钮，并分别实现转动及其方向与持续时间，横移及其持续时间，以及伸缩及其持续时间的控制信号输出，至少一个转动控制按钮、至少一个横移转动控制按钮与至少一个伸缩控制按钮分别与所述信号发送单元连接或分别通过所述驱动控制模块与所述信号发送单元连接，由此分别控制所述信号发送单元发送转动控制信号及其方向与持续时间、横移控制信号及其持续时间、以及伸缩控制信号及其持续时间。这样，用户在使用时，只需要对所述控制结构的控制按钮进行简单操作即可，使用非常方便。在其中一个实施例中，所述驱动结构设有固定结构，转动结构、横移结构与伸缩结构，所述固定结构固定于所述驱动腔体的壁部或固定于所述支架结构内部，所述转动结构固定于所述固定结构上，所述转动结构设置有横移转动电机与旋转槽；所述横移结构滑动设置于所述转动结构的所述旋转槽上，所述横移转动电机连接所述横移结构，用于驱动所述横移结构于所述旋转槽上转动；所述横移结构设置有横向驱动电机与横槽；所述伸缩结构滑动设置于所述横移结构的所述横槽上，所述横向驱动电机连接所述伸缩结构，用于驱动所述伸缩结构于所述横槽上平移；所述伸缩结构设置有伸缩驱动电机与伸缩件，所述伸缩驱动电机用于驱动所述伸缩件伸缩；所述伸缩件远离所述横移结构的端部用于与所述腔内手术器械的器械连接。在其中一个实施例中，所述横移转动电机用于驱动所述横移结构每次步进一个预定转角，例如1度，以便精确控制；在其中一个实施例中，所述横向驱动电机用于驱动所述伸缩结构于所述横槽上每次步进一个预定位移，例如1mm，以便精确控制；在其中一个实施例中，所述伸缩驱动电机用于驱动所述伸缩件每次伸缩一个预定长度，例如1mm，以便精确控制。

需要说明的是，本发明的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的外科手术系统。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种外科手术系统，其特征在于，包括床旁控制台与支架结构；

所述支架结构设置有固定位、活动支架以及医用机械臂；所述活动支架固定于所述固定位；所述医用机械臂固定于所述活动支架并在所述活动支架的限定范围内带动所述活动支架；其中，所述医用机械臂包括若干装置，所述若干装置包括座体连接装置、转动装置、横移装置、伸缩装置与安装装置；所述座体连接装置固定于所述活动支架；所述转动装置固定于所述座体连接装置上，所述转动装置设置有横移转动电机与旋转槽；所述横移装置滑动设置于所述转动装置的所述旋转槽上，所述横移转动电机连接所述横移装置，用于驱动所述横移装置于所述旋转槽上转动；所述横移装置设置有横向驱动电机与横槽；所述伸缩装置滑动设置于所述横移装置的所述横槽上，所述横向驱动电机连接所述伸缩装置，用于驱动所述伸缩装置于所述横槽上平移；所述伸缩装置设置有伸缩驱动电机与伸缩件，所述伸缩驱动电机用于驱动所述伸缩件伸缩；所述伸缩件远离所述横移装置的端部与所述安装装置连接；所述安装装置设置有安装位，所述安装位用于安装腔内手术器械；所述医用机械臂还包括行程控制模块，所述行程控制模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别控制各装置的最大行程；所述医用机械臂还包括微量控制模块，所述微量控制模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别控制各装置的最小行程；所述医用机械臂还包括力度反馈模块，所述力度反馈模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别获取各装置的操作并提供力度反馈；所述医用机械臂还包括组织形变反馈模块，所述组织形变反馈模块分别连接所述若干装置中的各装置，用于分别获取各装置的操作并提供组织形变反馈；

所述床旁控制台与所述医用机械臂信号连接以获取并显示所述医用机械臂传输的手术信号；其中，所述床旁控制台设置相连接的信号接收装置与显示装置，所述信号接收装置与所述医用机械臂信号连接以获取所述医用机械臂传输的手术信号，所述显示装置与所述信号接收装置连接以显示所述医用机械臂传输的手术信号。

2.根据权利要求1所述外科手术系统，其特征在于，所述固定位的数量为多个，所述活动支架固定于任一所述固定位。

3.根据权利要求2所述外科手术系统，其特征在于，所述活动支架的数量与所述医用机械臂的数量均为两个，

每一所述活动支架固定于一所述固定位；

每一所述医用机械臂固定于一所述活动支架。

4.根据权利要求1所述外科手术系统，其特征在于，所述支架结构还设置安装支架与位置调整结构；

所述安装支架用于固定所述支架结构；

所述位置调整结构设置安装座及其横向移动装置、纵向移动装置与角度调整装置，所述横向移动装置用于受控横向移动所述安装座，所述纵向移动装置用于受控纵向移动所述安装座，所述角度调整装置用于受控调整所述安装座相对于所述安装支架的角度；

所述安装座设置有至少一所述固定位。

5.根据权利要求4所述外科手术系统，其特征在于，所述床旁控制台还分别连接所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置，分别用于控制所述横向移动装置、所述纵向移动装置与所述角度调整装置。

6.根据权利要求4所述外科手术系统，其特征在于，所述角度调整装置为旋转装置，用于360度调整所述安装座相对于所述安装支架的角度。

7.根据权利要求4所述外科手术系统，其特征在于，所述安装支架固定设置于所述床旁控制台上。

8.根据权利要求1所述外科手术系统，其特征在于，所述支架结构还设置有吊装位，所述吊装位用于吊装所述支架结构。

9.根据权利要求1所述外科手术系统，其特征在于，所述支架结构还设置有套管结构及其固定部，所述套管结构用于套置腔内手术器械，所述固定部用于固定所述套管结构。

10.根据权利要求9所述外科手术系统，其特征在于，所述支架结构还设置有位移限制模块，所述位移限制模块用于连接所述腔内手术器械，根据所述腔内手术器械的图像数据判断可用手术区域并限制所述医用机械臂的移动距离处于所述可用手术区域中。

11.根据权利要求9所述外科手术系统，其特征在于，所述支架结构还设置有随动引导模块，所述随动引导模块用于连接所述腔内手术器械并根据所述腔内手术器械的一端部位置随动引导所述腔内手术器械的另一端部位置。

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