專利名稱：智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于醫(yī)用器械領(lǐng)域，具體涉及智能電子膽囊鏡系統(tǒng)。 現(xiàn)有技術(shù)目前在醫(yī)學領(lǐng)域上使用的高端機器人系統(tǒng)是美國htuitive Surgical，he.公司開發(fā)完成的達芬奇機器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)，自從1998年12月第一臺達芬奇機器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)問世以來，目前已有超過390臺應(yīng)用于世界各地。達芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)主要由醫(yī)生控制臺(surgeon console)；—個裝有四支7 自由度交互手臂的床旁機械臂塔(patient cart)和一個高精度的3D HD視覺系統(tǒng)(vision cart)構(gòu)成。借助于高清立體成像、多關(guān)節(jié)臂自動化控制及光纜信號傳送等高科技設(shè)備，使其具備了三維高清術(shù)野、手臂無抖動、鏡頭固定、活動范圍廣、器械移動度大等優(yōu)點，并且改變了術(shù)者站在手術(shù)臺旁操作的傳統(tǒng)模式，由主刀醫(yī)師坐在控制臺前完成手術(shù)全過程，符合人體工程學原理，更適合于長時間復雜手術(shù)?？刂婆_由計算機系統(tǒng)、手術(shù)操作監(jiān)視器、機器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入輸出設(shè)備等組成。手術(shù)時外科醫(yī)生可坐在遠離手術(shù)臺的控制臺前，頭靠在視野框上，雙眼接受來自不同攝像機的完整圖像，共同合成術(shù)野的三維立體圖。醫(yī)生雙手控制操作桿，手部動作傳達到機械臂的尖端，完成手術(shù)操作，從而增加操作的精確性和平穩(wěn)性，這是一種新提出的主-仆式遠距離操作模式。現(xiàn)在，達芬奇機器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于普外科、心外科、泌尿外科、婦科和小兒外科。目前，內(nèi)鏡技術(shù)領(lǐng)域也日益發(fā)展，但是仍沒有機器手與經(jīng)人工通道的膽囊鏡有機結(jié)合后進行膽囊疾病診斷和治療的技術(shù)，因此，將機器手集成到膽囊鏡以達到精密進行手術(shù)治療的技術(shù)迫在眉睫。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一個經(jīng)由人工通道進入人體進行手術(shù)的智能系統(tǒng)控制的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，目的是利用人機的精密配合來達到精密手術(shù)，進一步提高手術(shù)準確率。本實用新型是通過以下方式實現(xiàn)的一種智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，包括電子膽囊鏡，還包括用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂、移動式調(diào)整手術(shù)平臺、自動供液系統(tǒng)、智能機器手、控制臺及中央處理系統(tǒng)；所述電子膽囊鏡包括內(nèi)鏡主體、硬質(zhì)工作端部、置于內(nèi)鏡主體上相互獨立的進水通道和出水通道，所述內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機器手通道，所述智能機器手置于直線型機器手通道內(nèi)并能從硬質(zhì)工作端部的前端伸出，所述內(nèi)鏡主體上連接有用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂；[0011]所述電子膽囊鏡、內(nèi)鏡夾持機械臂、移動式調(diào)整手術(shù)平臺、自動供液系統(tǒng)、智能機器手、控制臺均與中央處理系統(tǒng)連接。進一步，所述內(nèi)鏡夾持機械臂包括基座或卡緊在移動式調(diào)整手術(shù)平臺邊緣的卡口部分、帶關(guān)節(jié)的臂部及與內(nèi)鏡主體連接的末端執(zhí)行器，所述基座或卡口部分依次連接帶關(guān)節(jié)的臂部和末端執(zhí)行器，所述內(nèi)鏡夾持機械臂內(nèi)設(shè)有驅(qū)動其自由旋轉(zhuǎn)或升降運動的驅(qū)動元件。進一步，所述內(nèi)鏡夾持機械臂的帶關(guān)節(jié)的臂部至少包括三個關(guān)節(jié)件，且至少具有七個自由度，所述內(nèi)鏡夾持機械臂的進給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm。進一步，所述智能機器手包括至少兩個能相互對合動作機器爪、驅(qū)動機器爪動作的執(zhí)行結(jié)構(gòu)、用于傳遞執(zhí)行機構(gòu)的動力傳輸結(jié)構(gòu)以及控制執(zhí)行機構(gòu)動作的外部控制部分， 所述智能機器手的執(zhí)行機構(gòu)為微型驅(qū)動元件，所述傳輸結(jié)構(gòu)為一段外徑小于電子膽囊鏡的機器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，所述傳輸管線中還包括微型傳感器的傳輸線路。進一步，所述智能機器手的能相互對合的機器爪在機器爪全部閉合的狀態(tài)下，其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子膽囊鏡的機器手通道的直徑。進一步，所述智能機器手的至少一個機器爪的端部設(shè)有導電和絕緣材料做成的對病變進行電切除和止血治療的電凝部分，所述智能機器手上還設(shè)有電切設(shè)備；所述智能機器手的各機器爪上均設(shè)有一微型傳感器。進一步，所述智能機器手內(nèi)還設(shè)有一條供金屬網(wǎng)籃通過或者充當外部負壓作用的通道或者對細小結(jié)石進行吸取的通道，所述通道直徑小于等于2. 0mm。進一步，所述自動供液系統(tǒng)包括依次連接的底座、自動伸縮的支撐支架及置于支撐支架頂部位置的儲液罐，所述儲液罐內(nèi)設(shè)有壓力系統(tǒng)，所述儲液罐上還連接有與電子膽囊鏡的進水通道連通的供液管道。進一步，所述硬質(zhì)工作端部的前端為先端部，所述先端部前部安裝有雙目立體電子光學系統(tǒng)，或者多CCD陣列電子光學系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，所述先端部的端面和圓周面設(shè)有若干個測距器，所述先端部內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器或溫度傳感器。進一步，所述電子膽囊鏡的直線型機器手通道的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，獨立的進水通道和出水通道的內(nèi)徑大于等于1. 0mm。本實用新型所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其組成部分包括電子膽囊鏡，內(nèi)鏡夾持機械臂，可移動調(diào)整手術(shù)平臺，自動供液系統(tǒng)，控制臺，中央處理系統(tǒng)，智能機器手等。所述的電子膽囊鏡介入人體手術(shù)區(qū)域的、為智能機器手進入手術(shù)區(qū)域提供平臺和為醫(yī)生提供視覺圖像，其結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)的工作端部、內(nèi)鏡主體和主機器手通道及其他輔助通道等，其工作端部為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于15mm，長度250 300mm。所述的電子膽囊鏡，其硬質(zhì)工作端部的前端為先端部，先端部前部可以設(shè)計安裝雙目立體電子光學系統(tǒng)或者多CCD陣列電子光學系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，先端部的端面和圓周面設(shè)計有若干個測距器，用于監(jiān)控先端部在手術(shù)區(qū)域內(nèi)的位置，先端部設(shè)計有豐富的傳感器，如壓力傳感器，溫度傳感器等，用于監(jiān)控手術(shù)區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線提供給中央處理器處理，以作參考。所述的電子膽囊鏡的主機器手通道的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，其獨立的進水通道和出水通道，內(nèi)徑大于等于1. 0mm。所述的電子膽囊鏡的主體部分通過連接結(jié)構(gòu)與內(nèi)鏡夾持機械臂配合。所述的自動供液系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括可伸縮的支撐結(jié)構(gòu)，儲液罐，壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管道等。自動供液系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與中央處理系統(tǒng)連接，通過對手術(shù)區(qū)的壓力數(shù)據(jù)進行反饋， 自動控制可伸縮的支撐結(jié)構(gòu)做上下伸展運動來調(diào)節(jié)液流的速度和強度，也能配合壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過改變儲液罐的壓力來調(diào)節(jié)也留的速度和強度。所述的內(nèi)鏡夾持機械臂的結(jié)構(gòu)至少包括兩種第一種是包括基座、帶關(guān)節(jié)的臂部及末端執(zhí)行器，所述的基座內(nèi)部設(shè)計有大部分提供內(nèi)鏡夾持機械臂運動動能的執(zhí)行元件，包括傳動結(jié)構(gòu)、液壓元件、氣動元件、伺服電機和步進電機等，自身能做旋轉(zhuǎn)運動和升降運動；第二種是包括可卡死在可移動調(diào)整手術(shù)平臺邊緣的卡口部分、帶關(guān)節(jié)的臂部及末端執(zhí)行器，所述的卡口部分可以緊緊鎖死在手術(shù)平臺邊緣為支撐。上述兩種結(jié)構(gòu)中所述的帶關(guān)節(jié)的臂部的一端連接在基座或者卡口部分上，另外一端成為末端執(zhí)行器，末端執(zhí)行器通過連接結(jié)構(gòu)與電子膽囊鏡配合，臂部至少包括三個關(guān)節(jié)，至少7個自由度，內(nèi)鏡夾持機械臂的進給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm(以可移動調(diào)整的手術(shù)平臺平面為參考面)，內(nèi)鏡夾持機械臂的末端執(zhí)行器與電子膽囊鏡配合后，能驅(qū)動電子膽囊鏡的先端部達到上述工作空間內(nèi)的任何一點，通過電子膽囊鏡先端部端面和周面的測距器和相應(yīng)傳感器的反饋形成閉環(huán)控制，增加操作的安全系數(shù)，內(nèi)鏡夾持機械臂設(shè)計有防抖功能、越程警報功能和鎖死功能，增加操作的安全系數(shù)。內(nèi)鏡夾持機械臂的控制方式可以分為鍵盤自動控制和聲音控制等形式。鍵盤自動控制是指通過控制手把或者鍵盤的操控，控制內(nèi)鏡夾持機械臂進行前進、后退和旋轉(zhuǎn)等的動作；聲音控制形式是指通過麥克風接收操控者的聲音指令，達到制內(nèi)鏡夾持機械臂進行前進、后退和旋轉(zhuǎn)等的動作。所述的可移動調(diào)整的手術(shù)臺，其高低可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)調(diào)整，其平面能作不同角度的傾斜，配合電子膽囊鏡進行手術(shù)，進一步地，手術(shù)臺能通過固定結(jié)構(gòu)固定夾持式內(nèi)鏡夾持機械臂。所述的智能機器手是通過電子膽囊鏡的專用機器手通道進入手術(shù)區(qū)域進行手術(shù)操作的。所述的智能機器手的結(jié)構(gòu)包括機器爪、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)和外部控制部分等。智能機器手的至少包括兩個能對合動作的機器爪，智能機器手在機器爪全部閉合的狀態(tài)下， 其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子膽囊鏡的機器手通道的直徑。智能機器手的特點是多功能，其功能包括(1)至少一個機器爪的端部帶有導電和絕緣材料做成的電凝部分，可以作為單極電凝器械或者通過對合的兩個機器爪作為一個雙極電凝器械，對病變進行電切除和止血治療；(2)兩個能對合的機器爪能完成手術(shù)鉗的功能，能取活檢組織、摘除病變等；(3)當在機器爪全部閉合的狀態(tài)下，智能手術(shù)處理機器手可以當做碎石棒使用，擊碎大結(jié)石，方便取出；(4)智能手術(shù)處理機器手的正中或者適當位置設(shè)計有一直徑小于等于2. Omm的通道，通道內(nèi)可舒暢通過金屬材質(zhì)網(wǎng)籃，可以對大結(jié)石進行套取等動作，還能作為充當外部負壓作用的通道，對細小結(jié)石進行吸取的通道，也能通入微波探頭設(shè)備或者激光探頭設(shè)備，用于微波止血和激光切割等操作；(5)所述的智能手術(shù)處理機器手的每個機器爪都安裝有微型傳感器，目的是了解智能手術(shù)處理機器手的狀態(tài)，為控制提供數(shù)據(jù)參考，使得機器手的使用更加安全，所述的智能手術(shù)處理機器手的動作精度至少達到1. 0mm。所述的智能機器手的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的動作通過微型氣動元件或者微型液壓元件等實現(xiàn)，元件可以裝置在機器爪的前端或者通過微型管道連接在智能機器手的外部。智能機器手的各個機器爪部分都安裝有豐富的傳感器，包括溫度傳感器，壓力傳感器等，以獲得手術(shù)區(qū)域的詳細信息。所述的智能機器手的傳輸結(jié)構(gòu)是一段外徑小于電子膽囊鏡的機器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，其性質(zhì)可以是軟性或者硬性，管線為智能機器手的抓取和剪切等動作傳輸動力， 為機器爪的電凝治療動作提供符合安全的電壓，管線中還包括微型傳感器的傳輸線路等。所述的智能機器手的外部控制部分與系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)共用。智能機器手的控制方式可以分為人工控制和自動控制等形式。人工控制是指通過控制手把、鍵盤的操控，控制機器手進行前進、后退、旋轉(zhuǎn)和電凝等的動作；自動控制形式是指除人工控制外的控制形式。所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的控制臺，其結(jié)構(gòu)至少包括顯示屏、手部操作組件和若干控制按鈕及鍵盤等。通過手持手部操作組件和觀看顯示屏上的三維立體圖像，對智能電子膽囊鏡系統(tǒng)中的內(nèi)鏡夾持機械臂、手術(shù)平臺和智能機械手進行控制；通過電子膽囊鏡的光學系統(tǒng)，顯示屏能輸出5倍以上的高清圖像，醫(yī)生在高清的圖像指導下的操作更加安全。所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，其內(nèi)核采用具有高速運算性能的多核處理器，連接控制臺、電子膽囊鏡、內(nèi)鏡夾持機械臂、可移動調(diào)整的手術(shù)平臺和智能機械手于一體，是整個系統(tǒng)的大腦。中央處理系統(tǒng)的作用是根據(jù)醫(yī)生對控制臺的操作控制分解成指令，控制內(nèi)鏡夾持機械臂、可移動調(diào)整的手術(shù)平臺和智能機械手相互配合，達到進行手術(shù)的最優(yōu)位置，中央處理系統(tǒng)通過電子膽囊鏡返回的高清2D或者3D圖像，給提供醫(yī)生手術(shù)處理的最佳圖像依據(jù)；通過電子膽囊鏡、智能機械手等裝置的微型傳感器反饋的狀態(tài)信息， 中央處理器內(nèi)的報警裝置能可以實時控制電子膽囊鏡及智能機械手在膽囊內(nèi)的運動，以使得手術(shù)的安全進行。所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其手術(shù)入路如下所述術(shù)前，先把電子膽囊鏡安裝在內(nèi)鏡夾持機械臂的末端執(zhí)行器上，并把進水通道和出水通道等連接上相應(yīng)的設(shè)備，調(diào)試完好后作待機準備；病人平躺于可移動調(diào)整的手術(shù)平臺上，術(shù)處作消毒麻醉后，醫(yī)生把膽囊提取到體外，并在膽囊底部做微小切口，首先抽取膽汁做保存，然后通入智能化電子膽囊鏡手術(shù)系統(tǒng)的電子膽囊鏡的工作端部進入膽囊腔內(nèi)并定位，然后醫(yī)生通過顯示屏的高清圖像顯示，操作手部控制組件和相關(guān)控制按鈕等，可以控制內(nèi)鏡夾持機械臂、可移動調(diào)整的手術(shù)平臺及智能手術(shù)處理機器手，使得智能手術(shù)處理機器手在膽囊腔內(nèi)靈巧、精確地運行，進行結(jié)石的清除、息肉的摘除止血等操作。智能化電子膽囊鏡手術(shù)系統(tǒng)的智能手術(shù)處理機器手相當于醫(yī)生手部的延伸，電子膽囊鏡的光學系統(tǒng)則相當于醫(yī)生眼睛的延伸，通過精密的操控，可以在放大至少5倍的環(huán)境下對膽囊病變進行處理，而且由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以極大地提高手術(shù)的安全性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是智能電子膽囊鏡系統(tǒng)通過攝像系統(tǒng)能清晰觀察到膽囊腔體的真實情況，以電子膽囊鏡的機器手通道為平臺通入智能機器手進入，智能機器手的微型化、可變形、可變向和同時具有若干種手術(shù)器械功能(如手術(shù)抓鉗、電切設(shè)備和電凝設(shè)備等)，則決定不需要通入其他器械便能做多種手術(shù)處理，減少手術(shù)的難度和病人的痛苦。

圖1是本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。圖2A是本實用新型的內(nèi)鏡夾持機械臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B是本實用新型的內(nèi)鏡夾持機械臂的第二種形式結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的電子膽囊鏡示意圖。圖4本實用新型的自動供液系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。圖5本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的智能機器手的結(jié)構(gòu)簡圖及與電子膽囊鏡配合使用圖。圖6本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的可調(diào)整手術(shù)臺示意圖。圖7本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的手術(shù)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳述如圖1所示為本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。其組成部分電子膽囊鏡2，智能機器手3，內(nèi)鏡夾持機械臂1，可移動調(diào)整手術(shù)平臺4，自動供液系統(tǒng)5，控制臺 8，中央處理系統(tǒng)6和系統(tǒng)附件7等。在本實用新型中，所述內(nèi)鏡夾持機械臂按其結(jié)構(gòu)的不同也分為兩種不同形式如圖2A和圖2B所示為兩種不同形式的內(nèi)鏡夾持機械臂，圖2A所示的內(nèi)鏡夾持機械臂11結(jié)構(gòu)包括基座111，各關(guān)節(jié)112和與膽囊鏡2配合的末端執(zhí)行器113，圖2B所示為一種卡死在手術(shù)平臺的內(nèi)鏡夾持機械臂12，結(jié)構(gòu)包括帶卡口的基座121、帶關(guān)節(jié)122的臂部 123及末端執(zhí)行器124。所述的基座111內(nèi)部設(shè)計有大部分提供內(nèi)鏡夾持機械臂運動動能的執(zhí)行元件，包括傳動結(jié)構(gòu)、液壓元件、氣動元件、伺服電機和步進電機等，自身能做旋轉(zhuǎn)運動和升降運動；所述的卡口 121部分可以緊緊鎖死在手術(shù)平臺4邊緣為支撐；所述的帶關(guān)節(jié)的臂部112或者123的一端連接在基座111或者卡口基座121部分上，另外一端成為末端執(zhí)行器113或者123，末端執(zhí)行器113或者123通過連接結(jié)構(gòu)與電子膽囊鏡2配合，臂部至少包括三個關(guān)節(jié)，至少7個自由度，內(nèi)鏡夾持機械臂1的進給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm(以可移動調(diào)整的手術(shù)平臺平面為參考面)，內(nèi)鏡夾持機械臂1的末端執(zhí)行器113或者123與電子膽囊鏡2配合后，能驅(qū)動電子膽囊鏡2的先端部達到上述工作空間內(nèi)的任何一點，通過電子膽囊鏡2先端部端面和周面的測距器和相應(yīng)傳感器的反饋形成閉環(huán)控制，增加操作的安全系數(shù)，內(nèi)鏡夾持機械臂1設(shè)計有防抖功能、 越程警報功能和鎖死功能，增加操作的安全系數(shù)。[0060]內(nèi)鏡夾持機械臂1的控制方式可以分為鍵盤自動控制和聲音控制等形式。鍵盤自動控制是指通過控制手把或者鍵盤的操控，控制內(nèi)鏡夾持機械臂1進行前進、后退和旋轉(zhuǎn)等的動作；聲音控制形式是指通過麥克風接收操控者的聲音指令，達到制內(nèi)鏡夾持機械臂 1進行前進、后退和旋轉(zhuǎn)等的動作。如圖3所示為電子膽囊鏡的結(jié)構(gòu)簡圖。電子膽囊鏡2結(jié)構(gòu)包括工作端部21、內(nèi)鏡主體22，與內(nèi)鏡夾持機械臂1配合的連接器M和主機器手通道及其他輔助通道23等。電子膽囊鏡2的工作端部21為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于15mm，長度250-300mm。如圖4所示為自動供液系統(tǒng)5的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的自動供液系統(tǒng)5，其結(jié)構(gòu)包括基座51，可伸縮的支撐結(jié)構(gòu)52，儲液罐M，壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53和管道55等。自動供液系統(tǒng) 5通過數(shù)據(jù)線與中央處理系統(tǒng)連接，通過對手術(shù)區(qū)的壓力數(shù)據(jù)進行反饋，自動控制可伸縮的支撐結(jié)構(gòu)52做上下伸展運動來調(diào)節(jié)液流的速度和強度，也能配合壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53，通過改變儲液罐M的壓力來調(diào)節(jié)液流的速度和強度。如圖5所示為智能機器手3的結(jié)構(gòu)簡圖及與電子膽囊鏡配合使用圖。所述的智能機器手3是通過電子膽囊鏡2的專用機器手通道23進入手術(shù)區(qū)域進行手術(shù)操作的。所述的智能機器手3的結(jié)構(gòu)包括機器爪33、34、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)31和外部控制部分38等。 智能機器手3的至少包括兩個能對合動作的機器爪33、34，智能機器手3在機器爪33、34全部閉合的狀態(tài)下，其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子膽囊鏡2的機器手通道的直徑。智能機器手3的特點是多功能，其功能包括(1)至少一個機器爪33、34的端部帶有導電和絕緣材料做成的電凝部分，可以作為單極電凝器械或者通過對合的兩個機器爪作為一個雙極電凝器械，對病變進行電切除和止血治療；(2)兩個能對合的機器爪33、34能完成手術(shù)鉗的功能，能取活檢組織、摘除病變等；(3)所述的智能機器手3的適當位置設(shè)置有用于切除腔體內(nèi)病變組織的電切設(shè)備 35，電切設(shè)備35不使用時與智能機器手3組合成一體，使用時伸出，做切割病變組織的作用；(4)智能機器手3的正中或者適當位置設(shè)計有一直徑小于等于2. Omm的通道能作為充當外部負壓作用的通道，能通入金屬材質(zhì)的網(wǎng)籃32，套取膽囊腔內(nèi)的結(jié)石，也能通入微波探頭設(shè)備或者激光探頭設(shè)備36，用于微波止血和激光切割等操作；(5)所述的智能機器手3的每個機器爪33、34都安裝有微型傳感器，目的是了解智能機器手3的狀態(tài)，為控制提供數(shù)據(jù)參考，使得智能機器手3的使用更加安全，所述的智能機器手3的動作精度至少達到1. 0mm。所述的智能機器手3的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的動作通過微型氣動元件或者微型液壓元件等實現(xiàn)，元件可以裝置在前端或者通過微型管道連接在智能機器手3的外部。智能機器手3 的各個機器爪33、34部分都安裝有豐富的傳感器，包括溫度傳感器，壓力傳感器等，以獲得手術(shù)區(qū)域的詳細信息。所述的智能機器手3的傳輸結(jié)構(gòu)是一段外徑小于電子膽囊鏡2的機器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，其性質(zhì)可以是軟性或者硬性，管線為智能機器手3的抓取和剪切等動作傳輸動力，為機器爪的電凝治療動作提供符合安全的電壓，管線中還包括微型傳感器的傳輸線路等。所述的智能機器手3的外部控制部分37與系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)6共用。智能機器手3的控制方式可以分為人工控制和自動控制等形式。人工控制是指通過控制手把、鍵盤的操控，控制機器手3進行前進、后退、旋轉(zhuǎn)和電凝等的動作；自動控制形式是指除人工控制外的控制形式。如圖6為可移動調(diào)整的手術(shù)臺4，其高低可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)42調(diào)整，其平面能作不同角度的傾斜，配合電子膽囊鏡2進行手術(shù)，進一步地，手術(shù)臺4能通過固定結(jié)構(gòu)43固定夾持式內(nèi)鏡夾持機械臂12。如圖7是本實用新型的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的手術(shù)示意圖。其手術(shù)入路如下所述術(shù)前，先把電子膽囊鏡2安裝在內(nèi)鏡夾持機械臂1的末端執(zhí)行器113或者IM上，并把進水通道和出水通道等連接自動供液系統(tǒng)5，調(diào)試完好后作待機準備；病人平躺于可移動調(diào)整的手術(shù)平臺4上，術(shù)處作消毒麻醉后，醫(yī)生把膽囊9提取到體外，并在膽囊底部做微小切口，首先抽取膽汁做保存，然后通入智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的電子膽囊鏡2的工作端部進入膽囊腔9內(nèi)并定位，然后醫(yī)生通過顯示屏的高清圖像顯示，操作手部控制組件和相關(guān)控制按鈕等，可以控制內(nèi)鏡夾持機械臂2、可移動調(diào)整的手術(shù)平臺4及智能機器手3，使得智能機器手3在膽囊腔9內(nèi)靈巧、精確地運行，進行結(jié)石的清除、息肉的摘除止血等操作。智能電子膽囊鏡系統(tǒng)的智能機器手3相當于醫(yī)生手部的延伸，電子膽囊鏡2的光學系統(tǒng)則相當于醫(yī)生眼睛的延伸，通過精密的操控，可以在放大至少5倍的環(huán)境下對膽囊病變進行處理， 而且由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以極大地提高手術(shù)的安全性。本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。
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權(quán)利要求1.一種智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，包括電子膽囊鏡，其特征在于還包括用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂、移動式調(diào)整手術(shù)平臺、自動供液系統(tǒng)、智能機器手、控制臺及中央處理系統(tǒng)；所述電子膽囊鏡包括內(nèi)鏡主體、硬質(zhì)工作端部、置于內(nèi)鏡主體上相互獨立的進水通道和出水通道，所述內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機器手通道，所述智能機器手置于直線型機器手通道內(nèi)并能從硬質(zhì)工作端部的前端伸出，所述內(nèi)鏡主體上連接有用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂；所述電子膽囊鏡、內(nèi)鏡夾持機械臂、移動式調(diào)整手術(shù)平臺、自動供液系統(tǒng)、智能機器手、 控制臺均與中央處理系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)鏡夾持機械臂包括基座或卡緊在移動式調(diào)整手術(shù)平臺邊緣的卡口部分、帶關(guān)節(jié)的臂部及與內(nèi)鏡主體連接的末端執(zhí)行器，所述基座或卡口部分依次連接帶關(guān)節(jié)的臂部和末端執(zhí)行器，所述內(nèi)鏡夾持機械臂內(nèi)設(shè)有驅(qū)動其自由旋轉(zhuǎn)或升降運動的驅(qū)動元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)鏡夾持機械臂的帶關(guān)節(jié)的臂部至少包括三個關(guān)節(jié)件，且至少具有七個自由度，所述內(nèi)鏡夾持機械臂的進給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機器手包括至少兩個能相互對合動作機器爪、驅(qū)動機器爪動作的執(zhí)行結(jié)構(gòu)、用于傳遞執(zhí)行機構(gòu)的動力傳輸結(jié)構(gòu)以及控制執(zhí)行機構(gòu)動作的外部控制部分，所述智能機器手的執(zhí)行機構(gòu)為微型驅(qū)動元件，所述傳輸結(jié)構(gòu)為一段外徑小于電子膽囊鏡的機器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，所述傳輸管線中還包括微型傳感器的傳輸線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機器手的能相互對合的機器爪在機器爪全部閉合的狀態(tài)下，其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子膽囊鏡的機器手通道的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機器手的至少一個機器爪的端部設(shè)有導電和絕緣材料做成的對病變進行電切除和止血治療的電凝部分， 所述智能機器手上還設(shè)有電切設(shè)備；所述智能機器手的各機器爪上均設(shè)有一微型傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機器手內(nèi)還設(shè)有一條供金屬網(wǎng)籃通過或者充當外部負壓作用的通道或者對細小結(jié)石進行吸取的通道，所述通道直徑小于等于2. 0mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征包括所述自動供液系統(tǒng)包括依次連接的底座、自動伸縮的支撐支架及置于支撐支架頂部位置的儲液罐，所述儲液罐內(nèi)設(shè)有壓力系統(tǒng)，所述儲液罐上還連接有與電子膽囊鏡的進水通道連通的供液管道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征包括所述硬質(zhì)工作端部的前端為先端部，所述先端部前部安裝有雙目立體電子光學系統(tǒng)，或者多CCD陣列電子光學系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，所述先端部的端面和圓周面設(shè)有若干個測距器，所述先端部內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器或溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其特征包括所述電子膽囊鏡的直線型機器手通道的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，獨立的進水通道和出水通道的內(nèi)徑大于等于1. Omm0
專利摘要本實用新型屬于醫(yī)用器械領(lǐng)域，具體涉及智能電子膽囊鏡系統(tǒng)，其包括電子膽囊鏡，用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂、移動式調(diào)整手術(shù)平臺、自動供液系統(tǒng)、智能機器手、控制臺及中央處理系統(tǒng)；所述電子膽囊鏡包括內(nèi)鏡主體，該內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機器手通道，所述智能機器手置于直線型機器手通道內(nèi)并能從硬質(zhì)工作端部的前端伸出，所述內(nèi)鏡主體上連接有用于固定住電子膽囊鏡的內(nèi)鏡夾持機械臂。該智能電子膽囊鏡通過智能機器手和計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的有機結(jié)合，在醫(yī)生的經(jīng)驗技術(shù)指導下進行手術(shù)治療，減少手術(shù)的難度和病人的痛苦，達到精密地進行手術(shù)治療的目的，進一步提高手術(shù)準確率。
文檔編號A61B19/00GK202191265SQ20112018190
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者喬鐵, 黃萬潮 申請人:廣州寶膽醫(yī)療器械科技有限公司