一种机器人臂直肠镜系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种机器人臂直肠镜系统。
【背景技术】
[0002]目前在医学领域上使用的高端机器人系统是美国IntuitiveSurgical，Inc.公司开发完成的达芬奇机器人辅助外科手术系统，自从1998年12月第一台达芬奇机器人辅助外科手术系统问世以来，目前已有超过390台应用于世界各地。
[0003]达芬奇机器人手术系统主要由医生控制台(surgeon console)、一个装有四支7自由度交互手臂的床旁机械臂塔(patient cart)和一个高精度的3D HD视觉系统(vis1ncart)构成。借助于高清立体成像、多关节臂自动化控制及光缆信号传送等高科技设备，使其具备了三维高清术野、手臂无抖动、镜头固定、活动范围广、器械移动度大等优点，并且改变了手术者站在手术台旁操作的传统模式，由主刀医师坐在控制台前完成手术全过程，符合人体工程学原理，更适合于长时间复杂手术。
[0004]控制台由计算机系统、手术操作监视器、机器人控制监视器、操作手柄和输入输出设备等组成，手术时外科医生可坐在远离手术台的控制台前，头靠在视野框上，双眼接受来自不同摄像机的完整图像，共同合成术野的三维立体图。医生双手控制操作杆，手部动作传达到机器人臂的尖端，完成手术操作，从而增加操作的精确性和平稳性，这是一种新的主一仆式远距离操作模式。
[0005]现在，达芬奇机器人辅助外科手术系统已被广泛应用于普外科、心外科、泌尿外科、妇科和小儿外科。目前，内镜技术领域也日益发展，但是仍没有机器人臂与直肠镜有机结合后进行检查或手术的技术，因此，本实用新型提出一个将机器人臂集成到直肠镜以达到降低手术难度和提高手术安全系数的机器人臂直肠镜系统技术迫在眉睫。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，公开一种机器人臂直肠镜系统，该系统有效地将机器人臂集成到直肠镜以达到降低手术难度和提高手术安全系数，而且在可控机器人臂的协助下，直肠镜可以被稳定控制，减少了医生的手部持镜时间，避免医生因呼吸等原因引起的直肠镜轻微抖动，提高手术准确率和手术安全系数，可达到临床快捷、安全、舒适的要求，造福广大患者。
[0007]为了满足以上技术目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0008]本实用新型所述的一种机器人臂直肠镜系统，包括带鞘管的直肠镜，所述直肠镜包括直肠镜主体、鞘管、硬质工作端部、置于直肠镜主体上相互独立的充气通道和出气通道，所述直肠镜主体的末端还设有一条贯穿硬质工作端部的直线型器械通道，还包括机器人臂以及移动式可调手术平台、移动式控制台车、光源主机、摄像主机、中央控制系统、显示器，所述机器人臂包括基座、带关节的臂部和能与直肠镜配合用于固定直肠镜鞘管的末端夹持机构，所述基座固定在移动式可调手术平台或者移动式控制台车上，所述直肠镜、机器人臂、移动式控制台车均与中央控制系统连接。
[0009]作为上述技术的进一步改进，所述鞘管卡接在直肠镜主体的硬质工作端部上，保护直肠不受直肠镜运动时的摩擦伤害，所述直肠镜主体上的鞘管由末端夹持机构固定住，鞘管呈硬质圆筒状，其内径大于20mm，长度为200-450mm。
[0010]作为上述技术的更进一步改进，所述直肠镜的硬质工作端部为硬质圆管状，其外径小于等于20mm，长度为200-450mm，所述直肠镜内的器械通道内径小于5.0mm，充气通道、出气通道内径大于1.0_。
[0011]在本实用新型中，所述直肠镜的硬质工作端部的先端部集成有光学成像系统、充气通道出口、出气通道出口、器械通道出口，所述先端部安装的光学成像系统为立体电子光学系统或者多CCD阵列电子光学系统，或者非立体的电子摄像系统;先端部的端面和圆周面可以设计有若干个测距传感器，用于监控前端部在手术区域内的位置;先端部也可以设计有不同的传感器，如压力传感器，温度传感器等，用于监控手术区域内的状态，数据通过数据线传输至中央控制系统，显示器能输出5倍以上的高清图像，医生在高清的图像指导下进行操作会更加安全。
[0012]在本实用新型中，所述直肠镜鞘管的末端夹持机构形式至少包括两种:
[0013]第一种，所述末端夹持机构为鞘管插入夹持机构，所述末端夹持机构通过轴向螺纹连接后锁紧固定鞘管，并与直肠镜主体对应卡接。
[0014]第二种，所述直肠镜鞘管的末端夹持机构通过两个不同方向的螺丝逼紧鞘管，固定鞘管后再与直肠镜卡接。
[0015]此外，在本实用新型中，所述机器人臂的臂部至少包括三个关节和七个自由度，所述末端夹持机构的进给精度小于1.0mm，其工作半径至少500mm，工作的垂直高度O?500mm(以可移动调整的手术平台平面为参考面)，机器人臂的夹持机构与直肠镜配合后，能驱动直肠镜的先端部达到上述工作空间内的任何一点，机器人臂设计具有防抖功能、越程警报功能和锁死功能，增加操作的安全系数。所述中央控制系统至少包括显示器、控制手把和若干控制按钮及键盘，机器人臂的控制方式可以设计成键盘自动控制和声音控制等形式。键盘自动控制是指通过控制手把或者键盘的操控，控制机器人臂进行前进、后退和旋转等的动作;声音控制形式是指通过麦克风接收操控者的声音指令，达到控制机器人臂进行前进、后退和旋转等的动作。
[0016]所述机器人臂直肠镜系统的中央控制系统，其内核采用具有高速运算性能的多核处理器，连接直肠镜、直肠镜夹持机构、移动式可调手术平台于一体，是整个系统的大脑，中央控制系统的作用是医生对机器人臂直肠镜系统的操作控制分解成指令传输至中央控制系统，来控制直肠镜夹持机构、可移动调整的手术平台和手术器械相互配合，达到进行手术的最优位置，中央控制系统通过直肠镜内置光学镜头返回的高清2D或者3D图像，实时监控直肠镜及手术器械在直肠道内的动作，给医生提供手术处理的最佳图像依据。
[0017]本实用新型所述的机器人臂肛肠镜系统，其手术时的步骤如下所述:
[0018]术前，先将鞘管安装固定在机器人臂的末端夹持机构上，再卡接好直肠镜，并把充气通道和出气通道等连接上相应的设备，调试完好后作待机准备；
[0019]然后，病人在移动调整的手术平台上采用适当体位，手术处作消毒麻醉后，医生键盘自动控制和声音控制等形式控制机器人臂夹持的直肠镜缓慢通过患者肛门，进入直肠内，定位并启动控制系统，则可以对直肠内病况做一个全面诊断；
[0020]最后，通入手术器械对相应病变进行处理。
[0021 ]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0022]本实用新型不需要对患者进行开刀，直肠镜通过自然腔道通入直肠，以末端夹持机构固定直肠镜代替人手持镜，在可控机器人臂的协助下，直肠镜可以被稳定控制，减少了医生的手部持镜时间，避免医生因呼吸等原因引起的直肠镜轻微抖动影响到手术效果，降低手术的难度和减少病人的痛苦，是结合医学方法、精密机械技术和软件技术的新一代手术系统。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明:
[0024]图1是本实用新型所述的机器人臂直肠镜系统的系统示意图；
[0025]图2是本实用新型中直肠镜末端夹持机构第一种形式结构示意图；
[0026]图3是本实用新型中直肠镜末端夹持机构第二种形式结构示意图；
[0027]图4是本实用新型中机器人臂结构示意图；
[0028]图5是本实用新型中直肠镜结构示意图；
[0029]图6是本实用新型中直肠镜鞘管示意图；
[0030]图7是本实用新型中直肠镜先端部示意图；
[0031 ]图8是本实用新型所述的机器人臂直肠镜系统的手术示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型作进一步详述:
[0033]如图1至图