ОЦЕНКА УСИЛИЯ НА РОБОТОХИРУРГИЧЕСКОМ ИНСТРУМЕНТЕ

Изобретение относится к медицине, а именно к системе минимального инвазивного вмешательства. Система включает манипулятор и систему оценки сил, воздействующих на инструмент в течение хирургической операции. Манипулятор имеет опору, сконфигурированную для закрепления троакара и для закрепления привода хирургического инструмента. Система оценки сил включает трехосевой нижний тензометрический датчик (2), трехосевой верхний тензометрический датчик (1), датчик усилия захвата исполнительных поверхностей инструмента и датчик момента вращения хирургического инструмента. Трехосевой нижний тензометрический датчик расположен на опоре манипулятора в месте закрепления троакара и находится в непосредственном контакте с ним. Трехосевой верхний тензометрический датчик расположен на опоре манипулятора под приводом хирургического инструмента. Датчик усилия захвата выполнен в виде датчика силы тока для электродвигателя привода инструмента, обеспечивающего сжатие исполнительных поверхностей инструмента. Датчик момента вращения выполнен в виде датчика силы тока для электродвигателя привода инструмента, обеспечивающего вращение хирургического инструмента вокруг его продольной оси. Тензометрические датчики соединены с модулями цифровой обработки данных. Датчик усилия захвата и датчик момента вращения соединены с системами управления электродвигателем. Модули цифровой обработки и системы управления электродвигателями соединены с модулем обработки, который запрограммирован для осуществления вычисления: сил, направленных вдоль линейных осей; вращательных моментов инструмента вдоль осей х и у относительно точки ввода троакара в тело пациента; вращательного момента инструмента вдоль оси z относительно точки ввода троакара в тело пациента; усилия сжатия исполнительных поверхностей инструмента. Каждый модуль цифровой обработки запрограммирован для использования цифрового фильтра нижних частот и алгоритма полосно-заграждающего фильтра для данных усилия, измеренных тензометрическим датчиком. Модуль обработки запрограммирован для: компенсации силы тяжести, действующей на опору манипулятора и инструмента; компенсации сил, вызываемых сопротивлением троакара движению инструмента; компенсации динамических характеристик элементов, размещенных на оси вращения электродвигателей. Модуль обработки выполнен с возможностью передачи данных на систему управления роботохирургическим комплексом. Изобретение обеспечивает достоверное определение источников сил, воздействующих на хирургический инструмент во время работы, а также точное измерение этих сил в условиях повышенного электромагнитного шума. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.