[發(fā)明專利]混合控制外科機(jī)器人系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480007291.5
• 申請(qǐng)日: 2014-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN105101903B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·C·W·吉姆;Y·吉姆;程鵬;A·克里埃格爾;J·奧普福爾曼;R·戴克爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 兒童國(guó)家醫(yī)療中心
• 主分類號(hào): A61B34/30
• 分類號(hào): A61B34/30
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 杜文樹

1.一種手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括：

至少一條機(jī)器人手臂；

至少一個(gè)傳感器，用于檢測(cè)所述至少一條機(jī)器人手臂的操作狀態(tài)或輸入；

控制器，被配置為檢測(cè)外科醫(yī)生互動(dòng)輸入，所述控制器能夠脫離地附著到所述至少一條機(jī)器人手臂；以及

控制單元，被配置為處理所述操作狀態(tài)或輸入和/或所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入，以及在多種操作模式下操作所述至少一條機(jī)器人手臂，

其中，所述控制單元對(duì)所述至少一條機(jī)器人手臂執(zhí)行命令以共享工作空間和手術(shù)元件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述手術(shù)元件包括手動(dòng)手術(shù)工具、機(jī)器人手術(shù)工具、電灼術(shù)工具和工作空間的顯示器中的至少一個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，

其中所述至少一個(gè)傳感器是與所述至少一條機(jī)器人手臂耦接的力傳感器或位置編碼器，以及

其中所述力傳感器或所述位置編碼器檢測(cè)來(lái)自所述控制器的所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，

其中所述多種操作模式包括完全自動(dòng)模式和部分自動(dòng)模式，以及

其中所述控制單元根據(jù)來(lái)自所述控制器的所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入和/或所述至少一個(gè)傳感器的感知信息，在完全自動(dòng)模式或部分自動(dòng)模式下操作所述至少一條機(jī)器人手臂。

5.根據(jù)權(quán)利要求2的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

手術(shù)工具適配器，

其中所述手動(dòng)手術(shù)工具或所述機(jī)器人手術(shù)工具能夠附著到所述手術(shù)工具適配器并能夠與所述手術(shù)工具適配器脫離，以對(duì)于所述手動(dòng)手術(shù)工具或所述機(jī)器人手術(shù)工具的工具操作提供至少一種程度的致動(dòng)；以及

其中，所述手術(shù)工具適配器能夠經(jīng)由所述至少一條機(jī)器人手臂或通過(guò)手動(dòng)操作來(lái)控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，

其中，所述手動(dòng)手術(shù)工具是非模塊化手術(shù)工具，

其中，所述手術(shù)工具適配器包括固定構(gòu)件和固定到所述非模塊化手術(shù)工具的可移動(dòng)構(gòu)件，以及

其中，所述可移動(dòng)構(gòu)件包括多個(gè)銷孔和至少兩個(gè)安裝銷釘，所述至少兩個(gè)安裝銷釘能夠被在所述多個(gè)銷孔上重新安排，以將所述非模塊化手術(shù)工具的可移動(dòng)部分與所述可移動(dòng)構(gòu)件嚙合。

7.根據(jù)權(quán)利要求5的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述手動(dòng)手術(shù)工具或所述機(jī)器人手術(shù)工具是模塊化手術(shù)工具，

其中，所述模塊化手術(shù)工具被經(jīng)由線性驅(qū)動(dòng)接口、接合轉(zhuǎn)子或齒輪驅(qū)動(dòng)地固定到所述手術(shù)工具適配器，以及

其中，所述線性驅(qū)動(dòng)接口、所述接合轉(zhuǎn)子或所述齒輪由與所述手術(shù)工具適配器接口的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)或線性轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述控制單元在校準(zhǔn)步驟中根據(jù)來(lái)自所述控制器的所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入產(chǎn)生外科醫(yī)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，以及

其中，所述控制單元根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)學(xué)模型操作所述至少一條機(jī)器人手臂，以提供動(dòng)態(tài)支撐以便減少外科醫(yī)生疲勞。

9.根據(jù)權(quán)利要求4的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入能夠包括由所述至少一個(gè)傳感器感測(cè)的移動(dòng)或力，

其中，所述至少一個(gè)傳感器包括力傳感器和位置傳感器，以及

其中，所述控制單元根據(jù)所述外科醫(yī)生互動(dòng)輸入來(lái)操作所述至少一條機(jī)器人手臂，以進(jìn)行界定禁飛區(qū)、組織抓取、組織切割、組織切開、組織結(jié)合以及組織縮回中的至少一個(gè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述手術(shù)工具適配器包括具有至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)或線性馬達(dá)的馬達(dá)包，所述馬達(dá)包被驅(qū)動(dòng)地連接到所述機(jī)器人手術(shù)工具，并且所述機(jī)器人手術(shù)工具經(jīng)由銷釘、彈簧或螺紋部分中的至少一個(gè)能夠分離地耦接到所述手術(shù)工具適配器。

11.根據(jù)權(quán)利要求8的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述校準(zhǔn)步驟包括根據(jù)所述至少一個(gè)傳感器在共享的工作空間中檢測(cè)出的一個(gè)或多個(gè)手臂位置以及根據(jù)所述至少一個(gè)傳感器感測(cè)的力，從所述控制器接收外科醫(yī)生互動(dòng)輸入以產(chǎn)生所述運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。