[發明專利]用于機器人式的手術系統的操縱器的儀器攜載裝置

有效

• 申請號: 201780039940.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN109414297B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 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: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/00;A61B90/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 靖亮

本發明涉及一種用于機器人式的手術系統的操縱器(1)的儀器攜載裝置(3)，其包括：三節段式的臂，作為開放式運動鏈的末端，該臂帶有第一、第二和第三臂節段(3.1、3.2、3.3)；接口，用于使得第一臂節段(3.1)與所述操縱器(1)通過接口旋轉關節(GS)連接；扭轉關節(G3.1)，其使得所述第一臂節段(3.1)與第二臂節段(3.2)連接；第一旋轉關節(G3.2)，其使得所述第二臂節段(3.2)與第三臂節段(3.3)連接；以及滑動關節(G3.3)，其使得所述第三臂節段(3.3)與儀器保持器(3.4)連接，該儀器保持器用于接納帶有儀器縱軸線(I)的外科儀器(4、5、18、19)。此外，該儀器攜載裝置(3)也包括控制部，該控制部帶有用于所述扭轉關節(G3.1)、所述第一旋轉關節(G3.2)和所述滑動關節(G3.3)的傳動部，用來使得各臂節段(3.1、3.2、3.3)和所述儀器保持器(3.4)彼此相對移動。對于這種儀器攜載裝置(3)，所述儀器保持器(3.4)與所述第三臂節段(3.3)通過無源的第二旋轉關節(G3.4)連接，該儀器保持器圍繞該第二旋轉關節的軸線可自由旋轉，其中，第一和第二旋轉關節(G3.2、G3.4)的旋轉軸線相互平行，由此，所述儀器縱軸線(I)可不受強制地經過樞轉點(PP)，該樞轉點在所述扭轉關節的旋轉軸線上位于從所述第二臂節段(3.2)伸出的延長部中。

發明領域

本發明涉及一種用于機器人式的手術系統的操縱器的儀器攜載裝置。該裝置包括三節段式的臂，作為開放式運動鏈的末端，該臂帶有第一、第二和第三臂節段。操縱器在此是機器人式系統的能物理地與其外界相互作用的部分，即系統的可移動部分。這通常是多節段式系統，其中，各個節段-下面為明了起見也稱為臂節段一通過關節相互連接。這些節段的一部分用于使得該操縱器相對于同一機器人式系統的其它操縱器定位，從而這些操縱器不相互妨礙，該部分在下面也稱為調節裝置。這些節段的另一部分-這里為儀器攜載裝置一用于將工具定位在物件上，即例如用于將手術儀器或內窺鏡定位在病人的組織壁例如腹壁的開口區域中，用于微創手術。各臂節段在此作為開放式運動鏈相互連接，因為在最后一個節段上沒有其它關節，而是有工具，并且全部其它的節段都按照鏈條方式相互連接。在鏈條內部的每個臂節段的端部上都有關節，從而每個臂節段都包括兩個關節，并且，各臂節段通過這些關節與其它臂節段連接。在此，一個關節恰好連接兩個節段。這些關節允許各節段按照可供關節使用的自由度受限地彼此相對活動，其中，在一個節段上可以構造多個關節。此外，兩個節段也可以通過多于一個的關節而連接。這些關節可以是有源的，即機動地受驅動，或者是無源的，即自由活動。

對于操縱器，開篇提到的三節段式的臂形成了負責儀器定位的部分。因此，儀器攜載裝置首先包括用于使得第一臂節段與操縱器-即操縱器的調節裝置-連接的接口。該連接通過接口旋轉關節而產生。旋轉關節在此是帶有旋轉軸線的關節，對于該關節，旋轉軸線與兩個連接的臂節段的軸線形成了直角。在此，節段的軸線位于該節段的縱向上，即沿著如下方向：在該方向上，該節段把兩個關節連接起來，或者對于末端臂節段處于開口的末端與關節之間。與旋轉關節相反，對于扭矩關節來說，旋轉軸線平行于兩個臂節段的軸線，對于回轉關節，一個節段的縱軸線平行于旋轉軸線伸展，另一節段-通常為輸出端節段-的縱軸線與旋轉軸線形成直角。接口旋轉關節是一種如下旋轉關節，即該旋轉關節的旋轉軸線與兩個相連接的節段的軸線夾成直角。第一臂節段與第二臂節段通過扭轉關節連接。第二和第三臂節段通過第一旋轉關節相互連接，第三臂節段與儀器保持器-該儀器保持器具有第四臂節段的功能且形成了運動鏈的實際上的末端-通過滑動關節連接，也就是說，第三臂節段和儀器保持器沿著滑動軸線可彼此相對移動，該滑動軸線在此與第三臂節段的縱軸線重合。儀器保持器用于接納帶有儀器縱軸線的外科儀器。第一旋轉關節的旋轉軸線垂直于扭轉關節的旋轉軸線。

術語“儀器縱軸線”在此應如下理解：在借助于機器人式的系統進行微創手術時，手術所需要的儀器例如鉗子、剪刀或持針器通過帶有儀器桿部的桿式機構予以操控。為了觀察身體內部的手術區域，使用桿形的照相機系統，即帶內窺鏡桿的內窺鏡。儀器縱軸線因此相應于這種大多為柱形的儀器桿或內窺鏡桿的縱軸線。