[發明專利]柔性主從式機器人內窺鏡檢查系統

有效

• 申請號: 201380058719.4
• 申請日: 2013-09-19
• 公開（公告）號: CN104883991B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 彭樹捷;黃樊安;王崢;艾薩克·戴維·佩尼;何克裕
• 申請（專利權）人: 南洋理工大學;新加坡國立大學
• 主分類號: A61B17/94
• 分類號: A61B17/94;A61B1/05;A61B17/29;A61B34/37;B25J18/06
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立;劉萬磊

主從式機器人內窺鏡檢查系統包括：柔性主內窺鏡探頭，其具有至少一個工具通道，用于承載腱鞘驅動的機器臂和對應的端部執行器；以及用于承載成像內窺鏡的副內窺鏡探頭通道。成像內窺鏡借助于副內窺鏡探頭通道遠開口從主內窺鏡探頭遠端向近端偏移而相對于主內窺鏡探頭的遠端提供增強的圖象捕捉范圍，在遠端由主內窺鏡探頭承載的斜坡結構；和/或一個或多個可致動的遠端成像內窺鏡區域。機器臂可以包括接頭基元，接頭基元能夠使機器臂/端部執行器根據預定的自由度操縱。一組快速連接/斷開接口將致動控制器聯接到可插入工具通道中的一個或多個致動組件，每個致動組件均包括腱鞘元件、機器臂和其對應的端部執行器。

技術領域

本發明涉及主從式機器人內窺鏡檢查系統，其中(a)柔性主內窺鏡探頭承載副內窺鏡探頭，副內窺鏡探頭被構造成用于相對于主內窺鏡探頭的遠端的增強的定位；(b)承載端部執行器的腱鞘驅動的機器臂包括一種或多種類型的接頭基元，接頭基元使機器臂/端部執行器根據預定的自由度的操縱；和/或(c)快速連接/斷開接口聯接致動控制器和致動組件，致動組件包括腱鞘元件、機器臂、可插入主內窺鏡探頭中的對應的端部執行器。

背景技術

手術機器人已經實現了手術技術的變革，特別是最小侵入性外科手術。柔性機器人內窺鏡檢查的到來已經使諸如如下過程：不需要進入主體的經皮訪問部位的經自然腔道的內鏡手術(NOTES)或“免切口”手術過程，其中，柔性機器人內窺鏡被插入對象的自然腔道，諸如對象的口腔，并且在諸如對象的消化道的一些部分的自然內通道中或沿著該自然內通道進一步行進，直到內窺鏡的遠端定位在或鄰接對象內的所關心的目標部位。一旦內窺鏡的遠端定位在目標部位處，就可以借助于由內窺鏡承載的一個或多個機器臂和對應的端部執行器實施手術介入，該一個或多個機器臂和對應的端部執行器超過內窺鏡的遠端可平移及可操縱。主從式柔性機器人內窺鏡系統的代表性示例描述于國際專利申請PCT/SG2010/0000200(PCT公布No.WO2010/138083)。

發明內容

技術問題

期望在柔性機器人內窺鏡檢查系統中包括或整合有諸如成像內窺鏡的成像裝置，使得在外科醫生借助于與其對應的一個或多個機器臂和端部執行器實施手術過程的同時，可以捕捉圖像并將圖像作為實時視覺反饋提供給外科醫生。不幸的是，成像裝置整合進現有機器人內窺鏡檢查系統的方式不能容易地有助于捕捉內窺鏡的遠端處或很靠近的位置的圖像，和/或處在或跨越設置內窺鏡的遠端的環境中的足夠空間圖像捕捉范圍的圖像。已有柔性機器人內窺鏡檢查系統不能提供如下的足夠或高度緊湊的內窺鏡設備：該內窺鏡設備具有整體上直接或概念上簡單且機械上強健的結構，提供具有可適當定位或可適當地控制視場以增強或最大化圖像捕捉范圍的成像裝置。

額外地，已有柔性機器人內窺鏡檢查系統不能提供足夠或充分可選擇的方式，在該方式中，借助于引導機器臂和端部執行器，可以由執行手術過程的外科醫生或臨床醫生之外的人控制內窺鏡和其承載的成像裝置。

還可進一步地期望提供具有形狀鎖定能力的柔性內窺鏡檢查儀器。然而，已有的形狀可鎖定的柔性內窺鏡檢查系統往往不必要地較復雜，并且/或者不能提供由外科醫生或臨床醫生之外的人選擇性地控制形狀鎖定的方式。

另外，或除前述之外，現有柔性機器人內窺鏡檢查系統中的機器臂往往不需要地結構上較復雜(因而可以具有不需要的多的部件數目和高成本)，并且可能不能容易設計成提供想要或需要的通過大量自由度的運動類型。

最終，還期望提供如下方式：通過該方式，柔性機器人內窺鏡檢查系統可以可移除地、可靠地且快速地聯接到驅動機器臂和執行器的致動系統或與該致動系統解除聯接。已有柔性機器人內窺鏡檢查系統缺乏可以產生這種聯接/斷開的適當接口。

技術方案