ОЦЕНКА УСИЛИЯ НА РОБОТОХИРУРГИЧЕСКОМ ИНСТРУМЕНТЕ

Описание
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.
Тэги
управление модуль данных хирургические вмешательства операция компенсация линейный привод вращательное движение вращательные движения датчик для определения датчик частоты измерение тока сопротивление цифровой датчик тензометрический датчик линейный электродвигатель нижние частоты источник тока динамические характеристики привод инструмента датчик тока ось вращения элемент привода измерение силы продольная ось ИК-фильтр определение точки система оценки сила тока управление ТС обработка данных система измерения данные модуль элемент привод для инструмента измерение сопротивления цифровая обработка управление электромагнитная ось тело пациента частота вращения захват продольное движение обработка шум система управления электромагнитный привод измерение системы управления передача вращения вращение оценка линейные измерения обработка тел вращения передача движение инструмент инструменты тело вращения частота сжатие хирургический инструмент троакар фильтр-элемент частоты хирургические инструменты электродвигатель измерения фильтр хирургическая операция привод ток медицина датчик система управления
Дата
2019-12-25
Патентообладатели
АССИСТИРУЮЩИЕ ХИРУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ , ЛТД
Авторы
Пушкарь Дмитрий Юрьевич , Нахушев Рахим Суфьянович
Номер заявки
RU 02721462 C1 20200519
Предметная область
Медицина, генетика
Ссылка на ФИПС