[發(fā)明專利]手術機器人系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080007445.2
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN102438795A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 崔勝旭;元鐘碩;李珉奎;張焙相;李遇正
• 申請（專利權）人: 來寶株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;A61B17/94
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;林錦輝

技術領域

本發(fā)明涉及外科手術，更具體地，涉及手術機器人及其控制方法。?

背景技術

手術機器人是指具有代替外科醫(yī)生進行手術活動的功能的機器人。與人相比，手術機器人可以提供準確和精確的移動以及能夠遠程手術的優(yōu)點。?

目前全世界正在研發(fā)的一些手術機器人包括骨科手術機器人、腹腔鏡手術機器人、立體定向手術機器人等。這里，腹腔鏡手術機器人是利用腹腔鏡和微型手術器械進行微創(chuàng)手術的機器人。?

腹腔鏡手術是一種前沿技術，它包括在肚臍區(qū)域穿刺大約1cm的孔并且插入腹腔鏡，該腹腔鏡是用于查看腹腔內(nèi)部的內(nèi)窺鏡。此項技術在未來預計有更多的優(yōu)勢。?

當前的腹腔鏡安裝有計算機芯片，并且已經(jīng)發(fā)展到該腹腔鏡所得到的放大的畫面比肉眼看到的畫面還清晰的程度，并且當使用特殊設計的腹腔鏡手術器械，同時看著監(jiān)視器屏幕時，可以進行任何類型的手術。?

此外，盡管腹腔鏡手術的手術范圍幾乎與剖腹手術相同，腹腔鏡手術比剖腹手術帶來的并發(fā)癥更少，使得手術后的治療時間更短，并且有利于手術患者保持他的/她的抵抗力或免疫功能。因此，在諸如美國和歐洲的地方，腹腔鏡手術被確定為治療結腸直腸癌等的標準手術。?

然而，因為腹腔鏡手術需要使用不像剖腹手術中與之對應的手術器械那么令人熟知的腹腔鏡手術器械、二維畫面和鏡像，并且因為不能在進行該手術時同時用手親自觸摸，因此腹腔鏡手術會帶來某些困難。?

發(fā)明人為了研發(fā)本發(fā)明，或者在研發(fā)本發(fā)明的過程中獲得了上述背景技術中的信息。因此，應該理解，這些信息不必屬于在本發(fā)明的專利申請日之前的公開領域。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個方面提供一種手術機器人系統(tǒng)及控制該手術機器人系統(tǒng)的方法，其中可以根據(jù)外科醫(yī)生的意愿合適地控制手術監(jiān)視器上的顯示屏，以消除手術過程的不直觀性。?

另外，本發(fā)明的一個方面提供一種手術機器人系統(tǒng)及控制該手術機器人系統(tǒng)的方法，其中可以以通過手術監(jiān)視器將機器人臂控制為使其與顯示屏的控制一致，從而操作人員可以順利地和直觀地進行手術過程。?

本發(fā)明的另一方面提供用于手術機器人的主接口，該主接口安裝在用于控制從動機器人的主動機器人上，該從動機器人包括兩個或多個機器人臂，每個機器人臂安裝有手術器械。所述主接口包括：屏幕顯示單元，所述屏幕顯示單元配置為顯示與從手術內(nèi)窺鏡輸入的畫面信號對應的屏幕上圖像(on-screen?image)；兩個或多個臂操控單元，配備所述兩個或多個臂操控單元用于分別控制所述兩個或多個機器人臂；以及控制單元，所述控制單元配置為提供控制使得所述屏幕上圖像根據(jù)使用者的操控在預定方向上旋轉或形成鏡像，并且所述控制單元配置為提供控制使得機器人臂的控制狀況被更新，以便與旋轉后的或形成鏡像的屏幕上圖像一致。?

所述手術內(nèi)窺鏡可以是腹腔鏡、胸腔鏡、關節(jié)鏡和鼻腔鏡中的一種或多種。?

所述主接口還可以包括：操控信號產(chǎn)生單元，所述操控信號產(chǎn)生單元可以根據(jù)使用者對所述臂操控單元的操控產(chǎn)生操控信號，并且將所述操控信號傳送到從動機器人，并且所述操控信號產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號，該操控信號用于對機器人臂和手術器械中一個或多個的位置調(diào)節(jié)，或用于改變分別與所述機器人臂對應的臂操控單元，以便更新所述控制狀況，或者用于上述二者。?

所述操控信號產(chǎn)生單元可以根據(jù)基于顯示的器械控制執(zhí)行臂操控改變。這里，所述基于顯示的器械控制可以包括產(chǎn)生用于更新配置的操控信號，從而位于旋轉后的屏幕上圖像中的右側的手術器械由位于操作人員的右側的臂操控單元操控，而位于旋轉后的屏幕上圖像中的左側的手術器械由位于操作人員的左側的臂操控單元操控。?

所述操控信號產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號，該操控信號用于根據(jù)使用者?用于位置調(diào)節(jié)的操控，在特定方向上對機器人臂和手術器械中一個或多個的位置進行調(diào)節(jié)，而不考慮屏幕上圖像的旋轉。?

所述操控信號產(chǎn)生單元可以產(chǎn)生操控信號，該操控信號用于使所述屏幕上圖像中的所述手術器械轉動地移動，以便與所述屏幕上圖像的轉角一致。?

所述使用者的操控可以由使用者的語音操控，并且所述控制單元可以接收所述使用者的語音作為輸入，執(zhí)行識別和分析，然后控制屏幕上圖像在預定方向上旋轉。?

所述控制單元可以通過基于器械的顯示控制計算轉角，并且提供控制使得所述屏幕上圖像被顯示為與所述計算的轉角一致地旋轉。所述基于器械的顯示控制可以用于形成以兩個手術器械作為斜邊的虛擬梯形或四邊形，和計算所述轉角，使得所述梯形或四邊形的上邊或下邊與顯示屏的水平面在誤差范圍內(nèi)平行。?