一種自動化內窺鏡手術操作系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學技術領域，具體涉及一種手術操作系統，特別涉及一種自動化內窺鏡手術操作系統。
【背景技術】
[0002]目前，在做開放性手術或腹腔鏡手術時，通常采用的方法是從腹腔介入，切開20cm以上的創口，而即使是微創“腹腔鏡手術”也需要切開3-5個2-3cm的微創口。在進行這些手術時均需要將胃、腸組織切開，摘除內部的腫瘤或息肉后，再進行縫合，術后恢復時間一般較長，存在并發癥的風險。
[0003]隨著醫學技術的逐步發展，傳統的內窺鏡手術逐步得到應用，內窺鏡手術通常是由胃或直腸介入直達患處，這樣不會給患者體表留下任何創口，不需徹底切開胃、腸組織，便可直接從內部摘除腫瘤或息肉，手術后亦無需進行縫合，這樣術后恢復時間短，隔天即可出院。
[0004]但由于傳統內窺鏡器械本身操作上的限制，操作起來較為復雜，需要高超技巧和長期訓練才能夠進行熟練操作，采用傳統的內窺鏡器械進行手術，手術過程時間較長，早期臨床應用并發癥風險也相對較高。
[0005]隨著醫學技術的進一步發展，機器人輔助內窺鏡手術逐漸開始應用到醫學治療領域，目前所采用的機器人輔助內窺鏡手術操作系統包括操作機械臂、操作接口、接口控制器、接口端控制站、連接接口控制站和機器人控制站的通信通道，機器人控制站分別通過控制系統控制機械手臂進行手術操作。
[0006]另外，所述的機器人輔助內窺鏡手術系統還包括輔助內窺鏡手術的內窺鏡系統，這樣通過機械手臂與內窺鏡系統的組合實現機器人輔助內窺鏡手術。
[0007]目前，在實際操作機器人進行輔助內窺鏡手術時，存在著末端機械手臂操作不靈活，外部機械操作手臂的操作指令無法精準快速傳輸至末端操作手臂，導致末端操作手臂動作執行遲緩，操作不便的弊端。另外，現在所采用的機器人輔助系統的末端機械手臂存在自由度不夠，無法完全有效的模擬人手操作端所輸入的各種操作指令。另外，目前所采用的機器人輔助內窺鏡手術多為在內窺鏡末端設置單個末端機械手臂，無法完成完全模擬人的雙手進行相應的操作，實際使用過程中存在一定的局限性。

【發明內容】

[0008]本發明提供了一種自動化內窺鏡手術操作系統，它克服了采用機器人輔助內窺鏡手術時，內部操作手臂無法快速有效執行外部機械操作手臂相應指令以及由于末端機械手臂自由度的局限，內部操作手臂無法完全有效模擬人手操作端所輸入的各種操作的問題，它解決了目前機器人輔助內窺鏡手術系統存在的問題，在保留了目前機器人輔助內窺鏡手術系統各種優點的同時，使得內部操作手臂對于外部操作手臂所執行的各項動作響應速度更快，動作執行的精準度更高，末端機械手臂操作的靈活性更強，大大降低了對醫生技巧和訓練經驗的要求，操作精度高，能大大縮短了手術操作時間。
[0009]為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是:一種自動化內窺鏡手術操作系統，包括外部指令輸入裝置、動作指令執行裝置以及內窺鏡裝置；
[0010]所述的內窺鏡裝置包括內窺鏡、內窺鏡工作站以及內窺鏡監視器，所述的內窺鏡工作站分別通過信號線連接內窺鏡和內窺鏡監視器；所述的內窺鏡包括內窺鏡管路以及設置在內窺鏡管路下端部的內窺鏡體，所述內窺鏡體的端部設置有攝像裝置；
[0011]所述的動作指令執行裝置包括末端機械手臂控制站、驅動單元、動作執行單元，所述末端機械手臂控制站分別通過通訊線連接于驅動單元和內窺鏡工作站；所述的驅動單元包括若干臺微型電機以及若干與微型電機對應設置的動力轉換裝置；所述的動力轉換裝置分別對應連接于動作執行單元；
[0012]所述的動作執行單元為兩套，所述的每套動作執行單元包括手臂驅動連接端、蛇形頸、末端機械手臂；所述的手臂驅動連接端、蛇形頸、末端機械手臂依次相連；所述的蛇形頸連接末端機械手臂的一端伸入內窺鏡裝置的內窺鏡管路內，且連接于蛇形頸末端的末端機械手臂伸出內窺鏡管路，所述伸出內窺鏡管路的末端機械手臂固定在內窺鏡管路的末端;
[0013]所述的外部指令輸入裝置包括操作機械臂、外部指令接收器、指令傳輸控制站以及輸入裝置監視器，所述的操作機械臂、外部指令接收器、指令傳輸控制站之間依次通過信號線相連接，所述輸入裝置監視器分別通過通信線連接指令傳輸控制站和內窺鏡裝置的內窺鏡監視器；
[0014]所述的外部指令輸入裝置與動作指令執行裝置之間設置通信通道，所述通信通道連接外部指令輸入裝置的指令傳輸控制站和動作指令執行裝置的末端機械手臂控制站。
[0015]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的末端機械手臂包括手指驅動裝置和操作手指，所述的手指驅動裝置包括偏轉機構和旋轉機構，所述的操作手指設置在手指驅動裝置上。
[0016]在本發明的一些【具體實施方式】中，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的偏轉機構包括拉線、滑移塊、偏轉齒輪結構，所述拉線為兩根，滑移塊為兩個，偏轉齒輪結構為兩副，所述的兩副偏轉齒輪結構分別固定在與其相對應的滑移塊上，兩副偏轉齒輪結構的齒部互相嚙合，所述的兩根拉線分別穿過其中一滑移塊兩側設置的滑移孔與另一滑移塊的兩側固定連接。
[0017]在本發明的另外一些【具體實施方式】中，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的偏轉機構包括拉線、底座結構、滑輪結構，所述的滑輪結構設置在底座結構上部的支撐架上，所述的拉線為兩根，所述的兩根拉線分別穿過底座結構，繞過滑輪固定在滑輪上。
[0018]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的旋轉機構包括拉線、底座結構、旋轉關節，所述的拉線為兩根，兩根拉線分別穿過底座結構進入旋轉關節內部，所述的兩根拉線均沿旋轉關節內部纏繞一周，所述拉線末端固定在旋轉關節上。
[0019]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的操作手指為雙指結構，所述雙指結構包括兩個夾持手指，所述兩夾持手指相對的內側設置夾持齒。
[0020]在本發明的一些【具體實施方式】中，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的雙指結構包括兩個獨立的剪切手指，剪切手指的內部相對的兩側對應設置有切片。
[0021]在本發明的另外一些【具體實施方式】中，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的操作手指為單指結構，單指結構的末端連接切割工具或真空吸虹設備。
[0022]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述動作指令執行裝置的驅動單元與所述的末端機械手臂的手指驅動裝置的偏轉機構和旋轉機構一一對應設置，所述的驅動單元與手指驅動裝置的偏轉機構和旋轉機構分別通過兩根拉線連接。
[0023]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述的末端機械手臂的手指驅動裝置的偏轉機構和旋轉機構分別對應于動作指令執行裝置的兩個驅動單元，偏轉機構和旋轉機構與對應設置的驅動單元之間通過拉線連接。
[0024]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述動作指令執行裝置的驅動單元上還設置有力傳感器，所述的力傳感器為普通拉力傳感器或彈簧壓力傳感器。
[0025]優選地，本發明提供的自動化內窺鏡手術操作系統中，所述內窺鏡體的端部設置攝像裝置為集成攝像頭。
[0026]作為優化，所述內窺鏡體的端部設置攝像裝置為旋轉臂式攝像頭，所述的旋轉臂式攝像頭插置在內窺鏡體端部設置的攝像管路內。
[0027]本發明的有益效果是:
[0028]本發明一種自動化內窺鏡手術操作系統它克服了采用機器人輔助內窺鏡手術時，內部操作手臂無法快速有效執行外部機械操作手臂相應指令以及由于末端機械手臂自由度的局限，內部操作手臂無法完全有效模擬人手操作端所輸入的各種操作的問題，它解決了目前機器人輔助內窺鏡手術系統存在的問題，在保留了目前機器人輔助內窺鏡手術系統各種優點的同時，使得內部操作手臂對于外部操作手臂所執行的各項動作響應速度更快，動作執行的精準度更高，末端機械手臂操作的靈活性更強，大大降低了對醫生技巧和訓練經驗的要求，操作精度高，能大大縮短了手術操作時間。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明整體結構示意圖；
[0030]圖2是動作執行單元的結構示意圖；
[0031]圖3是圖2的A-A剖面圖；
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