CN104783897A - 一种集束多臂智能外科手术辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种集束多臂智能外科手术辅助装置，包括智能摄像单元、补光单元、恒温冲洗单元、牵拉装置单元、包括固定臂、承载臂、柔性臂以及由两根可定型管组成的副臂，固定臂底端通过手术台上的旋转锁扣固定于手术台上，顶端与承载臂的底端连接，承载臂的顶端与柔性臂的一端连接，柔性臂的另一端悬空，组成副臂的每根可定型管的一端均连接于柔性臂上，另一端悬空，整套设备不仅体积小、易拆卸、可消毒，减少了造价，且集成化程度和功能大大提高；通过该手术智能辅助装置，可有效解决手术过程中人手不足的难题，同时有助于深部术野的暴露以及术中图像资料的采集，优化手术操作过程，缩短手术时间，给医生手术操作带来便捷。

Description

一种集束多臂智能外科手术辅助装置

技术领域

本发明属于医用设备技术领域，特别涉及一种集束多臂智能外科手术辅助装置。

背景技术

外科手术中切口的牵拉、术野的充分暴露、视野的照明、手术过程视频及图像记录在整个外科手术操作中有着重要作用。现有的能够完成以上功能的外科辅助装置包括各式各样的牵拉装置、手术头灯、手术无影灯、手术视频摄像仪等。尽管上述外科手术辅助装置众多，但至今仍无令外科手术医生满意和实用的装置，其缺点归结如下：1照明装置不能满足术中医生需要，由于手术无影灯悬于手术台上方，光线受到术者及助手肢体的遮挡而难以达到术区深部，加之某些病灶部位深，切口范围有限，极容易出现术区深部照明不足良的问题；2视频一般由台下人员进行录制，无法进行深部术野的拍摄，而且不能准确地记录主刀医生关键手术操作过程；3没有专用的术野冲洗装置，现有的冲洗过程凭借器械护士提供的吸有冲洗水的注射器来完成术野冲洗，费时费力，还耽误手术操作；4、牵拉装置灵活性较差，一旦固定好牵拉装置后，术中调整困难，而且在调整过程中极易造成手术区域污染；5以上各装置均为独立装置，在使用过程中占据较大的手术空间，需动用多名助手来完成。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集束多臂智能外科手术辅助装置，通过集束整合照明装置、摄像装置、牵拉装置、冲洗装置等，实现了小体积、多功能、人性化和完全遵循术者需求的智能化外科手术辅助，一次性解决了术中照明不良、无法进行深部术野视频或图像记录、靠吸有冲洗水的注射器来完成冲洗以及牵拉装置灵活性较差等多方面问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集束多臂智能外科手术辅助装置，包括固定臂5、承载臂6以及柔性臂7，固定臂5底端通过手术台上的旋转锁扣固定于手术台上，顶端与承载臂6的底端连接，承载臂6的顶端与柔性臂7的一端连接，柔性臂7的另一端悬空，还包括：

智能摄像单元1，其摄像头12以及控制按钮11位于柔性臂7的悬空端，电源线16走行于固定臂5、承载臂6以及柔性臂7上，智能摄像单元1内置用于将摄像信息存储的存储卡13和用于将摄像信息同步发送至固定于手术台前的WIFI平板显示终端17的WiFi发送装置14；

补光单元2，由冷光源21与用于将冷光源21发射的光源投射到术野的光导纤维管22组成，其中冷光源21中含有光源控制模块，光源控制模块可无线接收智能摄像单元1发出的图像信息，并自动提取其中的画面亮度数据，对比预先设定的亮度值，加大或减小冷光源21的功率，使图像亮度达到预定值，改善术野光照环境，光导纤维管22走行于固定臂5、承载臂6以及柔性臂7上；

恒温冲洗单元3，由恒温装置31、泵组装置32、命令触发脚踏装置33以及引流管道34组成，其中泵组装置32入口接生理盐水，恒温装置31设置于泵组装置32中控制生理盐水的温度，命令触发脚踏装置33与泵组装置32连接控制其启闭，引流管道34与泵组装置32出口连接将恒温生理盐水精准传送至术野区，引流管道34走行于固定臂5、承载臂6以及柔性臂7上；

牵拉装置单元4，由伸缩调节装置41与用于牵拉腹壁开创口的反C型牵拉末端42组成，其中伸缩调节装置41的一端与承载臂6的顶端连接，另一端与反C型牵拉末端42连接。

所述固定臂5为纵向杆，承载臂6为纵向管，柔性臂7为横向可定型管。

本发明还可包括由两根可定型管组成的副臂8，每根可定型管的一端均连接于柔性臂7上，光导纤维管24走行于一根可定型管上，且光导纤维管24的末端位于该可定型管的另一端，引流管34走行于另一根可定型管上，且引流管34的末端位于该可定型管的另一端。

所述命令触发脚踏装置33由控制器、踏板、压力传感器以及视觉控制模块构成，压力传感器设置于踏板上，踏板与设置在引流管34中的流量阀联动，压力传感器采集的压力信号在控制器中转换为所述流量阀的开度信号，实现根据踩踏力量对流量的控制，所述视觉控制模块以无线接方式收智能摄像单元1发出的图像信息并对其进行筛检，当图像中出现普迪丝线以及预设密度的血液、胆汁时，控制器接收到该信息并向流量阀发出启动信号，引流管34中喷出相应流量流速的冲洗水。

优选地，所述踏板包括左侧踏板和右侧踏板，其上分别设置压力传感器，其中左侧踏板与流量阀联动时流量范围为低流量，右侧踏板与流量阀联动时流量范围为高流量，所述低流量指用于外科手术中管道重建操作的冲洗水的流量，所述高流量指用于外科手术中腹腔冲洗操作的冲洗水的流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

智能摄像单元、补光单元、恒温冲洗单元以及牵拉单元4，均易拆卸、可消毒、体积小。整个平台易于固定与手术台上，不占用手术操作空间。智能摄像单元有助于医师获得有价值的术中图像资料；补光单元可以协助暴露深部术野，优化手术操作环境；恒温冲洗单元、牵拉单元可以帮助术者完成简单但必要的手术操作，从而解放人力，便利手术操作过程。柔性臂的设计使得外科医生可以在手术台上根据实际进行有效的摄像、补光、冲洗，同时也可以根据固定方位的不同，通过伸缩调节装置，为术中操作提供开阔的空间。此外，小体积多功能手术智能辅助装置，具有智能化、集成化等效果，为术中操作全方位提供便捷，大幅度缩短手术时间。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明智能摄像单元结构示意图。

图3是本发明补光单元结构示意图。

图4是本发明恒温冲洗单元结构示意图。

图5是本发明牵拉装置单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，一种集束多臂智能外科手术辅助装置，包括机械部分与功能部分，机械部分主要包括固定臂5、承载臂6、柔性臂7以及由两根可定型管组成的副臂8，固定臂5为纵向杆，承载臂6为纵向管，柔性臂7为横向可定型管。固定臂5底端通过手术台上的旋转锁扣固定于手术台上，顶端与承载臂6的底端连接，承载臂6的顶端与柔性臂7的一端连接，柔性臂7的另一端悬空，组成副臂8的每根可定型管的一端均连接于柔性臂7上，另一端悬空。而功能部分主要包括智能摄像单元1、补光单元2、恒温冲洗单元3以及牵拉装置单元4。

其中，如图2所示，智能摄像单元1包含控制按钮11、摄像头12、存储13、WiFi发送装置14、电源15、电源线16以及WIFI平板显示终端17。摄像头12、电源15、控制按钮11位于柔性臂7的悬空端，电源线16走行于固定臂5、承载臂6以及柔性臂7上，存储卡13和WiFi发送装置14内置，存储卡13用于将摄像信息存储，WiFi发送装置14用于将摄像信息同步发送至固定于手术台前的WIFI平板显示终端17。WIFI平板显示终端17包含无线WiFi接收装置，实时显示摄像头12采集的图像信息；

如图3所示，补光单元2由冷光源21与用于将冷光源21发射的光源投射到术野的光导纤维管22组成，其中冷光源21中含有光源控制模块，光源控制模块可无线接收智能摄像单元1发出的图像信息，并自动提取其中的画面亮度数据，对比预先设定的亮度值，加大或减小冷光源21的功率，使图像亮度达到预定值，改善术野光照环境，光导纤维管22走行于固定臂5、承载臂6、柔性臂7以及副臂8的其中一根可定型管且光导纤维管24的末端位于该可定型管的悬空端。

如图4所示，恒温冲洗单元3由恒温装置31、泵组装置32、命令触发脚踏装置33以及引流管道34组成，其中泵组装置32入口接生理盐水，恒温装置31设置于泵组装置32中控制生理盐水的温度，命令触发脚踏装置33与泵组装置32连接控制其启闭，引流管道34与泵组装置32出口连接，引流管道34走行于固定臂5、承载臂6、柔性臂7以及副臂8的另一根可定型管且引流管34的末端位于该可定型管的悬空端。通过命令触发脚踏装置33，控制恒温装置31与泵组装置32输出恒温生理盐水，通过引流管道34传送至需处。脚踏装置33由左侧踏板、右侧踏板、压力传感器以及视觉控制模块构成，术者踩踏踏板则引流管34中喷出低流量冲洗水，用于外科手术中管道重建的操作，术者踩踏踏板则引流管34中喷出高流量冲洗水，用于外科手术中腹腔冲洗的操作，压力传感器可以将术者踩踏踏板时的压力信号转化为流速控制信号，术者踩踏的压力越大则引流管34中喷出的冲洗水流速越高，视觉控制模块可以无线接收智能摄像单元1发出的图像信息，并对其进行筛检，当图像中出现普迪丝线、一定密度的血液、胆汁时，视觉控制模块可使引流管34中喷出一定流量流速的冲洗水，易化手术操作。

如图5所示，牵拉装置单元4由伸缩调节装置41与用于牵拉腹壁开创口的反C型牵拉末端42组成，其中伸缩调节装置41的一端与承载臂6的顶端连接，另一端与反C型牵拉末端42连接。

本发明中，智能摄像单元1、牵拉装置单元4、固定臂5、承载臂6、柔性臂7、副臂8，均能通过医用环氧乙烷消毒环温max≤65℃无菌处理，为医师术中能够自主操作，提供良好条件。

智能摄像单元1消毒后，应用于手术环境，术者可以根据自己需要对画面进行捕捉，并将其信号用WiFi传送给WIFI平板显示终端17。恒温冲洗单元3，可以通过命令触发脚踏装置33，使恒温装置31对所需生理盐水进行恒温处理，并调节泵组装置32的动力。牵拉单元4，通过调节固定臂5与伸缩调节装置41，实现反C型牵拉末端42对腹部开创处牵拉，为术者提供敞亮的操作空间。补光单元2，通过冷光源21发射光源，利用光导纤维管22传送至需处，冷光源21中含有光源控制模块，光源控制模块可无线接收智能摄像单元1发出的图像信息，并自动提取其中的画面亮度数据，对比预先设定的亮度值，加大或减小冷光源21的功率，使图像亮度达到预定值，改善术野光照环境，为摄像和术中操作提供光源，色温达到6000K左右。

本发明智能摄像单元1，不仅集成化程度高，而且可消毒设计使之能够固定于手术台上，术者可通过柔性臂7调节智能摄像单元1的视场；补光单元2，利用光导纤维管22对冷光源21进行传送，为手术环境提供良好的视觉；恒温冲洗单元3，利用恒温装置31、泵组装置32，根据命令触发脚踏装置33对恒温液体进行传输至所需部位，脚踏装置33由左侧踏板、右侧踏板、压力传感器以及视觉控制模块构成，术者踩踏踏板则引流管34中喷出低流量冲洗水，用于外科手术中管道重建的操作，术者踩踏踏板则引流管34中喷出高流量冲洗水，用于外科手术中腹腔冲洗的操作，压力传感器可以将术者踩踏踏板时的压力信号转化为流速控制信号，术者踩踏的压力越大则引流管34中喷出的冲洗水流速越高，视觉控制模块可以无线接收智能摄像单元1发出的图像信息，并对其进行筛检，当图像中出现普迪丝线、一定密度的血液、胆汁时，视觉控制模块可使引流管34中喷出一定流量流速的冲洗水，易化手术操作。牵拉单元4，通过调节固定臂5与伸缩调节装置41，实现反C型牵拉末端42对腹部开创处牵拉，为手术实施提供很好的视野。整套设备不仅体积小、易拆卸、可消毒，减少了造价且集成化程度和功能大大提高。通过该手术智能辅助装置，有效解决手术过程中人手不足的难题，同时有助于深部术野的暴露以及术中图像资料的采集，优化手术操作过程，缩短手术时间，为医生手术操作带来便捷。

Claims (6)

1.一种集束多臂智能外科手术辅助装置，包括固定臂(5)、承载臂(6)以及柔性臂(7)，固定臂(5)底端通过手术台上的旋转锁扣固定于手术台上，顶端与承载臂(6)的底端连接，承载臂(6)的顶端与柔性臂(7)的一端连接，柔性臂(7)的另一端悬空，其特征在于，还包括：

智能摄像单元(1)，其摄像头(12)以及控制按钮(11)位于柔性臂(7)的悬空端，电源线(16)走行于固定臂(5)、承载臂(6)以及柔性臂(7)上，智能摄像单元(1)内置用于将摄像信息存储的存储卡(13)和用于将摄像信息同步发送至固定于手术台前的WIFI平板显示终端(17)的WiFi发送装置(14)；

补光单元(2)，由冷光源(21)与用于将冷光源(21)发射的光源投射到术野的光导纤维管(22)组成，其中光导纤维管(22)走行于固定臂(5)、承载臂(6)以及柔性臂(7)上；

恒温冲洗单元(3)，由恒温装置(31)、泵组装置(32)、命令触发脚踏装置(33)以及引流管道(34)组成，其中泵组装置(32)入口接生理盐水，恒温装置(31)设置于泵组装置(32)中控制生理盐水的温度，命令触发脚踏装置(33)与泵组装置(32)连接控制其启闭，引流管道(34)与泵组装置(32)出口连接将恒温生理盐水精准传送至术野区，引流管道(34)走行于固定臂(5)、承载臂(6)以及柔性臂(7)上；

牵拉装置单元(4)，由伸缩调节装置(41)与用于牵拉腹壁开创口的反C型牵拉末端(42)组成，其中伸缩调节装置(41)的一端与承载臂(6)的顶端连接，另一端与反C型牵拉末端(42)连接。

2.根据权利要求1所述集束多臂智能外科手术辅助装置，其特征在于，所述固定臂(5)为纵向杆，承载臂(6)为纵向管，柔性臂(7)为横向可定型管。

3.根据权利要求1所述集束多臂智能外科手术辅助装置，其特征在于，还包括由两根可定型管组成的副臂(8)，每根可定型管的一端均连接于柔性臂(7)上，光导纤维管(24)走行于一根可定型管上，且光导纤维管(24)的末端位于该可定型管的另一端，引流管(34)走行于另一根可定型管上，且引流管(34)的末端位于该可定型管的另一端。

4.根据权利要求1所述集束多臂智能外科手术辅助装置，其特征在于，所述命令触发脚踏装置(33)由控制器、踏板、压力传感器以及视觉控制模块构成，压力传感器设置于踏板上，踏板与设置在引流管(34)中的流量阀联动，压力传感器采集的压力信号在控制器中转换为所述流量阀的开度信号，实现根据踩踏力量对流量的控制，所述视觉控制模块以无线接方式收智能摄像单元(1)发出的图像信息并对其进行筛检，当图像中出现普迪丝线以及预设密度的血液、胆汁时，控制器接收到该信息并向流量阀发出启动信号，引流管(34)中喷出相应流量流速的冲洗水。

5.根据权利要求4所述集束多臂智能外科手术辅助装置，其特征在于，所述踏板包括左侧踏板和右侧踏板，其上分别设置压力传感器，其中左侧踏板与流量阀联动时流量范围为低流量，右侧踏板与流量阀联动时流量范围为高流量，所述低流量指用于外科手术中管道重建操作的冲洗水的流量，所述高流量指用于外科手术中腹腔冲洗操作的冲洗水的流量。

6.根据权利要求1所述集束多臂智能外科手术辅助装置，其特征在于，所述冷光源(21)中含有光源控制模块，光源控制模块以无线方式接收智能摄像单元(1)发出的图像信息并提取其中的画面亮度数据，对比预先设定的亮度值，加大或减小冷光源(21)的功率，使图像亮度达到预定值，改善术野光照环境。