[發(fā)明專利]多端口手術(shù)機器人系統(tǒng)架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380028484.4
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104334112B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·M·斯凱納;R·L·迪萬根佐;S·盧克;D·馬丁;T·G·庫珀;T·W·布朗
• 申請（專利權(quán)）人: 直觀外科手術(shù)操作公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;B25J13/06;B25J17/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

相關(guān)文獻的交叉參考

本申請要求2012年6月1日提交的美國臨時專利申請第61/654,367號的利益，其全部內(nèi)容通過參考的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)旨在減少在診斷或手術(shù)程序期間受損的外部組織的量，從而縮短患者的恢復(fù)時間、減輕患者的不適并且減少有害的副作用。微創(chuàng)手術(shù)的一方面效果是例如縮短術(shù)后的住院恢復(fù)時間。因為標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)的平均住院天數(shù)通常比類似的微創(chuàng)手術(shù)的平均住院天數(shù)明顯更長，所以微創(chuàng)技術(shù)的增加的使用每年可以節(jié)約數(shù)百萬美元的住院費用。盡管在美國每年執(zhí)行的許多手術(shù)都可以潛在地以微創(chuàng)方式執(zhí)行，但是由于微創(chuàng)手術(shù)器械和涉及掌控它們的附加手術(shù)訓(xùn)練的限制，僅有一部分當(dāng)前手術(shù)使用這些有利的技術(shù)。

微創(chuàng)機器人手術(shù)或遠程手術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)出，用于增加外科醫(yī)生的靈巧性并且避免常規(guī)微創(chuàng)技術(shù)的一些限制。在遠程手術(shù)中，外科醫(yī)生使用一些遠程控制形式(例如，伺服機構(gòu)等)來操縱手術(shù)器械運動，而不是直接用手握住并移動器械。在遠程手術(shù)系統(tǒng)中，在手術(shù)工作臺可以為外科醫(yī)生提供有手術(shù)部位的圖像。當(dāng)外科醫(yī)生在顯示器上查看手術(shù)部位的二維圖像或三維圖像時，外科醫(yī)生通過操縱主控制設(shè)備而對患者執(zhí)行手術(shù)程序，主控設(shè)備反過來控制伺服機械操作器械的動作。

用于遠程手術(shù)的伺服機構(gòu)經(jīng)常接收來自兩個主控制器(一個用于外科醫(yī)生的每只手)的輸入，并且可以包括兩個或更多機器人臂，其中手術(shù)器械安裝在兩個或更多機器人臂中的每個臂上。在主控制器與關(guān)聯(lián)機器人臂和器械組件之間的有效通信通常通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)。控制系統(tǒng)通常包括至少一個處理器，該處理器將來自主控制器的輸入命令傳遞至關(guān)聯(lián)的機器人臂和器械組件，并且在例如力反饋等的情況下，將輸入命令從器械和臂組件傳遞回關(guān)聯(lián)的主控制器。機器人手術(shù)系統(tǒng)的一個示例是可從加利福尼亞州Sunnyvale的直觀外科公司(Intuitive Surgical,Inc.)購買的DA系統(tǒng)。

在機器人手術(shù)期間，各種結(jié)構(gòu)布置可以用于在手術(shù)部位支承手術(shù)器械。從動聯(lián)動裝置或“從動裝置”經(jīng)常稱為機器人手術(shù)操縱器，并且在微創(chuàng)機器人手術(shù)期間用作機器人手術(shù)操縱器的示例性聯(lián)動裝置布置描述在美國專利US 7,594,912；US 6,758,843；US 6,246,200和US5,800,423中；其全部公開以參考的方式并入本文。這些聯(lián)動裝置經(jīng)常利用平行四邊形布置，以保持具有軸的器械。此類操縱器結(jié)構(gòu)會約束器械的運動，使得器械圍繞遠程操縱中心轉(zhuǎn)動，其中遠程操縱中心位于沿著剛性軸的長度的空間中。通過將遠程操縱中心與到內(nèi)部手術(shù)部位的切口點對齊(例如，在腹腔鏡手術(shù)期間，在腹壁使用套管針或套管)，可以通過使用操縱器聯(lián)動裝置來移動軸的近端，而安全地設(shè)置手術(shù)器械的末端執(zhí)行器，而不會對腹壁施加潛在危險力。可替換的操縱器結(jié)構(gòu)被描述在例如美國專利US7,763,015；US6,702,805；US6,679,669；US5,855,583；US5,808,665；US5,445,166和US5,184,601中；其全部公開以參考的方式并入本文。

在機器人手術(shù)期間，各種結(jié)構(gòu)布置也可以被用來在手術(shù)部位支承并且設(shè)置機器人手術(shù)操縱器和手術(shù)器械。有時稱為裝配關(guān)節(jié)(set-up joint)或裝配關(guān)節(jié)臂的支承聯(lián)動機構(gòu)經(jīng)常用于設(shè)置每個操縱器并且將其與患者體內(nèi)的相應(yīng)切口點對齊。支承聯(lián)動機構(gòu)利于手術(shù)操縱器與期望手術(shù)切口點和目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的對齊。示例性的支承聯(lián)動機構(gòu)在美國專利US6,246,200和US6,788,018中描述，其全部公開以參考的方式并入本文。

盡管新的遠程手術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備已經(jīng)被證明是高效且有利的，但進一步的改進仍是令人期望的。一般地，改進的微創(chuàng)機器人手術(shù)系統(tǒng)是令人期望的。如果這些改進的技術(shù)提高效率并且使機器人手術(shù)系統(tǒng)易于使用將是特別有益的。例如，增加可操控性、提高在手術(shù)室中的空間利用、提供更快且更簡單的裝配(set-up)、在使用期間抑制在機器人設(shè)備之間的碰撞和/或減少這些新的手術(shù)系統(tǒng)的機械復(fù)雜性和尺寸將是特別有益的。

發(fā)明內(nèi)容

為提供本發(fā)明的基本理解，下文呈現(xiàn)了本發(fā)明的一些實施例的簡化的總結(jié)。該總結(jié)不是本發(fā)明的廣泛概述。這并不旨在確定本發(fā)明的關(guān)鍵/重要的要素，或描繪本發(fā)明的范圍。它的唯一目的是，作為稍后呈現(xiàn)的更具體的說明的序言，以簡化的形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些實施例。