一种用于微创外科手术单节软体操作器制作模具
文献发布时间:2023-06-19 11:17:41
技术领域
本发明属于微创外科手术领域,特别涉及一种用于微创外科手术单节软体操作器制作模具。
背景技术
微创外科是医学未来主要的发展方向之一,受到全世界关注。机器人微创外科手术是最前沿的技术,也是目前外科手术所能达到的微创极致水平。与传统开放性手术相比,机器人微创手术具有切口小、创伤轻、痛苦少和恢复快等优点,已在外科各专业领域得到应用。但是,现有手术机器人在临床应用中存在若干不足之处,主要体现在:手术操作器的运动自由度少、灵活性和适应性差,限制了手术器械可以到达的区域;操作器本体采用刚性材料制造,易造成术中组织损伤;力反馈功能缺失,容易因用力过度损伤组织,导致并发症;难以精确测量操作器空间姿态和末端位置,影响操作精度,很难完成吻合等精细操作。上述问题成为手术机器人技术的瓶颈,制约着微创外科手术技术的应用和发展,亟待研究有效的新方法。
软体机器人是机器人领域新兴门类和研究热点,也是微创手术机器人研究的前沿方向,近年来受到广泛关注。与现有手术操作器不同,软体操作器本体采用软材料制造,在原理上具有无限自由度,在微创手术狭小空间操作时本质安全、不易造成损伤,具有很高的灵活性、适应性和安全性。因此,该技术在微创手术应用中优势明显,为解决手术操作器瓶颈问题供了新的思路和契机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种用于微创外科手术单节软体操作器制作模具,通过采用硅胶塑模的方式,实现了单节软体手术机器人的制作,在微创手术狭小空间操作时本质安全、不易造成损伤,具有很高的灵活性、适应性和安全性。因此,该技术在微创手术应用中优势明显,为解决手术操作器瓶颈问题供了新的思路和契机,增加装置的适用性。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种用于微创外科手术单节软体操作器制作模具,所述模具包括底座,所述底座上由外到内依次设置有侧壁、流体室模具和加强室模具,所述侧壁顶部设置有顶盖;其中,所述侧壁包括第一侧壁和第二侧壁,所述流体室模具设置有三个,三个所述流体室模具均匀环设在所述加强室模具周围。
优选的,所述流体室模具横截面为半圆形;所述加强室模具横截面为圆形。
一种用于微创外科手术单节软体操作器制备方法,所述方法包括以下步骤:步骤a、将加强室模具和三个流体室模具安装在底座上;步骤b、将第一侧壁和第二侧壁安装在所述底座上,并位于所述流体室模具外部;步骤c、将硅树脂倒入所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述流体室模具和所述加强室模具形成的空腔内;步骤d、在所述第一侧壁和所述第二侧壁上盖上顶盖,经过一段时间的冷却凝固后,对其进行脱模处理,形成单节软体操作器。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过采用硅胶塑模的方式,实现了单节软体手术机器人的制作,在微创手术狭小空间操作时本质安全、不易造成损伤,具有很高的灵活性、适应性和安全性。因此,该技术在微创手术应用中优势明显,为解决手术操作器瓶颈问题供了新的思路和契机。
应当理解,前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释,并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图,本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明,其中:
图1示意性示出了本发明单节操作器模具结构设计示意图;
图2示意性示出了本发明单节操作器模具实物图示意图;
图3示意性示出了本发明软体操作器制作流程示意图;
图4示意性示出了本发明软体操作器结构示意图;
图5示意性示出了本发明单节操作器原型示意图。
图中:
1、底座 2、第一侧壁
3、第二侧壁 4、加强室模具
5、流体室模具 6、顶盖
7、硅树脂 8、流体室
9、凯夫拉线 10、加劲室
11、基座 12、导气管
具体实施方式
通过参考示范性实施例,本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而,本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例;可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中,将参考附图描述本发明的实施例。在附图中,相同的附图标记代表相同或类似的部件,或者相同或类似的步骤。
本发明自主设计并制作了一种用于单节软体手术操作器制作的模具,通过采用硅胶塑模的方式,实现了单节软体手术机器人的制作。
微创手术软体操作器制作模具结构设计如图1所示,实物图如图2所示。软体操作器的制造分几步进行。如图3所示。首先,将用于铸造加劲室10和流体室8的铝棒固定在底座1上,确保了加劲室10和流体室8的正确对准【见图3(a)】。随后,将第一侧壁2和第二侧壁3[参见图3(b)]也固定在底座1上,硅树脂7倒入完全组装的模具[参见图3(c)]。最后,顶盖6被盖住。使它形成一个封闭的腔室。经过一段时间的冷却凝固后,对其进行脱模处理,形成软体机构如图4所示。
脱模后的软体手术操纵器如图5(a)所示。为了产生更明显的弯曲效应,应尽量减小加强室的径向膨胀,从而产生最大的纵向变形。将凯夫拉线9用Sil-Poxy硅橡胶粘合剂均匀缠绕在其周围[见图5(b)],达到限制其径向膨胀的作用。基座11内部是带有嵌入式腔室的机构。软体结构可以用硅氧基硅酮粘合剂固定在基座11上[见图5(c)]。导气管12与基座11连接,驱动机械手的腔室。用于对加劲室10进行真空处理和对流体室8进行充气的管道均为柔性硅胶。sil环氧硅酮粘合剂用于将其粘合到硅酮通道上,硅酮通道用于向流体室8供应空气。制造的原型如图5(d)所示。
本发明的有益效果:通过采用硅胶塑模的方式,实现了单节软体手术机器人的制作,在微创手术狭小空间操作时本质安全、不易造成损伤,具有很高的灵活性、适应性和安全性。因此,该技术在微创手术应用中优势明显,为解决手术操作器瓶颈问题供了新的思路和契机。
结合这里披露的本发明的说明和实践,本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的,本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
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