[發明專利]用于微創外科手術的外科手術器械和/或內窺鏡的保持和定位裝置以及外科手術機器人系統

在審

• 申請號: 201380066505.1
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN104869935A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 馬塞爾·希伯爾;安德烈亞斯·卡古特;克里斯蒂安·特羅默爾
• 申請（專利權）人: 阿瓦特拉醫學有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;B25J18/00;B25J18/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張啟程

技術領域

本發明涉及一種外科手術器械的保持和定位裝置，以及涉及一種用于微創外科手術的(特別是腹腔鏡術的)外科手術機器人系統或遠程機械手。

背景技術

用于微創外科手術的(特別是腹腔鏡外科手術的)機器人系統或者還有遠程機械手通過電動化定位替代了由外科醫生通常手動引導的手術器械，例如外科手術器械、內窺鏡或照相機。需要替代的手術器械借助一個或多個套針引入患者體內。如下的器械被稱為套針，外科醫生借助該器械在微創外科手術中給出了進入患者體腔(通常為腹腔或胸腔)的進口，其中，該進口通過管、所謂的管筒保持敞開。在運動機械和控制邏輯電路中設置在機器人系統中的保持件實現了手術器械繞樞轉點在二個自由度(x，y)上的運動以及手術器械沿器械軸線(z)的平移運動。在二個自由度(x，y)上的運動的不動點稱為樞轉點。該樞轉點理想地處在套針與患者腹壁的穿透點上或穿透點附近。機器人系統的控制邏輯電路必須識別到該樞轉點或者樞轉點必須通過運動機械的結構實施方案來限定，以便對手術器械的運動進行如下限定：使得在套針周圍對組織的生物機械負荷盡可能低。

由現有技術公知的機器人系統基于具有手術器械的主動運動的機器人手臂，這種機器人手臂一方面需要很大的結構空間并且基于典型的實施方式在機器人手臂的運動過程中幾乎避免不了碰撞。

在微創外科手術介入期間，應用至少兩個、一般為三至四個外科手術器械(如鉗子、剪刀、針固定夾、手術刀)以及照相機或內窺鏡，它們分別借助專門的套針引入患者體內。這意味著：對于每個所使用的手術器械存在機器人手臂，該機器人手臂對機器人手臂的位置以及器械的主動運動加以控制。

現有技術中的解決方案的缺陷在于，基于這種占用空間的構造，使器械的定位能力受到限制，并且進入患者體內的方案對于手術醫生(例如助理醫生和手術護士)僅有限可行。

另一缺陷在于，在已知的系統中的不動點總是通過套針與機器人手臂之間的機械聯接強制實現。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供一種用于定位外科手術器械的機械手臂以及一種外科手術機器人系統，所述機械手臂及所述機器人系統設置了很高的可變度并且僅需要很小的結構空間或者在其實施方案中更小而且更輕，并且在此選擇性地實現了套針與機械手臂之間的機械聯接或者在沒有套針與機械手臂之間的機械聯接的情況下也行得通。

本發明的另一目的在于，提供如下的機器人系統，這種機器人系統為機械手臂的保持裝置提供了較大的預定位調整區域。在應用兩個或者更多針對機械手臂的保持裝置時，則能夠實現彼此間更為靈活的定位可能性。

所述目的通過本發明根據權利要求1的特征利用一種用于微創外科手術的外科手術器械和/或內窺鏡的、特別是用在外科手術機器人系統中的保持和定位裝置來實現，所述保持和定位裝置包括第一轉動軸線，保持元件圍繞該第一轉動軸線能夠轉動地布置，其中，第一轉動軸線與至少一個外科手術器械和/或內窺鏡的縱軸線在樞轉點中始終以如下方式保持相交：在保持元件上裝設有推移驅動裝置，該推移驅動裝置將器械驅動單元能夠繞樞轉點轉動地布置，以及伸縮裝置設置在器械驅動單元上，通過伸縮裝置，外科手術器械和/或內窺鏡沿其縱軸線借助引導裝置以如下方式平移運動到體內，使得外科手術器械和/或內窺鏡的縱軸線相對于伸縮裝置能夠可變地調整。

另外，所述目的通過本發明根據權利要求11的特征借助一種具有多個機器人手臂的外科手術機器人系統來實現，在這些機器人手臂上能夠布置至少一個用于微創外科手術的外科手術器械和/或內窺鏡，至少兩個保持和定位裝置裝設在基本上橫向于保持和定位裝置延伸的保持支架系統上，其中，保持支架系統由分別針對保持和定位裝置的聯接部位構造而成，并且聯接部位分別固定地或者借助鉸接件相互連接。

本發明的以及根據本發明的外科手術機器人系統的其他有利的構造方案由從屬權利要求類似于用于主動針對外科手術器械進行主動定位的機械手臂地實現。這特別是通過如下方式實現：使得根據本發明的、用于主動定位外科手術器械的機械手臂能夠與機器人系統相組合或者后續裝備有機器人系統。根據本發明，機器人系統和遠程機械手可以含義相同地應用。

有利的是，器械驅動單元借助器械轉動點以如下方式能夠轉動地支承在伸縮裝置上，即：伸縮裝置的伸縮縱軸線相對于外科手術器械和/或內窺鏡的縱軸線根據推移驅動裝置(5)可變。

本發明的另一實施方式以如下方式構造：伸縮裝置具有多個伸縮元件，其中，器械轉動點布置在伸縮元件上，所述伸縮元件具有最大的調整范圍。