[發明專利]主-從柔性機器人內窺鏡系統

有效

• 申請號: 201810433861.7
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN108968890B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 山本智徳;艾薩克·大衛·彭尼;克里斯托夫·利·希·豪·桑順;霍安哈·特蘭;泰·扎·倫;陳俊恩;內藤直幸;小林貴裕;大石萬希生
• 申請（專利權）人: 恩達馬斯特有限公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

一種柔性機器人內窺鏡從系統，包括內窺鏡主體和從所述主體延伸的柔性細長軸，至少一個腱驅動的機器人內窺鏡儀器可插入到所述柔性細長軸中；塢站，所述內窺鏡主體與所述塢站可釋放地對接；以及平移機構，用于當所述內窺鏡主體對接時選擇性地在所述柔性細長軸內縱向移動所述內窺鏡器械。平移機構可以攜帶和選擇性地替換通過腱驅動每個機器人內窺鏡儀器的致動器。機器人儀器運動的至少一個自由度(DOF)由一對致動器和相應的一對腱控制。致動接合結構將致動器可釋放地聯接到用于驅動每個內窺鏡儀器的適配器結構。腱預張力可以在可編程控制下自動發生。沒有腱卷曲結構的滾動接頭可以用于機器人內窺鏡器械中以減少腱磨損和滾動接頭空間體積。

本申請是申請日為2015年03月19日，申請號為CN 201580024954.9的中國發明專利申請的分案申請，在此通過引用將原母案申請的全部內容結合到本申請中。

技術領域

一種主-從柔性機器人內窺鏡系統的從系統包括一內窺鏡本體和一自該本體延伸的柔性細長軸，至少一腱驅動機器人內窺鏡儀器可插入該本體或長桿；一塢站，供內窺鏡主體可釋放地停駐；及一轉換機構在所述內窺鏡本體停駐時可操作的選擇性的在縱向方將所述內窺鏡儀器放入所述柔性長桿。一促動結構可釋放地將電機盒制動器連接至一適配器結構以驅動每個內窺鏡儀器。對于至少一些空間運動的DOF，兩個制動器及兩個相應的腱能控制每個DOF的儀器運動。在可編程的控制下，腱伸張能自動發生。一個沒有腱卷邊結構的滾動接頭能被應用于機器內窺鏡儀器，以減少腱磨損及滾動接頭的空間體積。

背景技術

多種主-從機器人柔性內窺鏡系統已提出或正在開發中。例如，國際專利申請號PCT/SG2013/000408和國際專利公開號WO 2010/138083描述的主-從機器人柔性內窺鏡系統中，腱驅動機器人手臂和相應的末端執行器可插入內窺鏡主體，該內窺鏡主體具有自其延伸的柔性細長軸，從而使得機器人手臂和末端執行器可延伸出撓性細長軸的末端以執行內窺鏡檢查過程。驅動機器人手臂和它們的末端執行器的腱具有護套結構，如螺旋線圈護套。

柔性機器人內窺鏡系統的組成部分，包括攜帶機器人手臂和相應的末端執行器，旨在用于插入人體要求尺寸最小化的柔性細長軸。遺憾的是，一些現有的柔性機器人內窺鏡系統的體內導入部分具有比所需的相對于它們旨在被部署于身體內部環境更大的直徑或截面面積。

在內窺鏡檢查過程中，由所述柔性細長軸攜帶的機器人手臂和末端執行器必須在任何時候都被精確地操縱以響應于外科醫生產生的控制信號。柔性機器人內窺鏡系統的撓性，允許柔性細長軸插入自然體孔，隨后所述柔性細長軸沿著一條曲折或高度曲折路徑到外科醫生可以執行內窺鏡檢查過程的目標部位。然而，這樣的靈活性本身會引起關于確保機器人手臂和它們的末端執行器在所述柔性細長軸沿著所述曲折路徑延伸仍能保持精確控制的困難。更具體地說，取決于沿腱經過的路徑，腱由機器人手臂和末端效應在空間操作其張力可以顯著變化，導致腱松弛或腱反彈而降低機器人手臂及它們的末端執行器的一致性及高精度控制性。

因此需要一種能夠克服這些問題的柔性機器人內窺鏡檢查系統。

發明內容

根據本公開的一方面，一種主-從內窺鏡系統包括：一內窺鏡包括一主體及自主體延伸出的柔性細長軸，所述柔性細長軸橫跨其近端及遠端之間的長度，所述柔性細長軸沿其長度方向有多個通道設置于其內，包括第一通道，第二通道及第三通道；機械驅動制動組件，其可拆卸的插入所述第一通道，所述機械驅動制動組件包括連接有一機械驅動末端執行器的一機器人手臂及多個可用于在其受力時空間操控所述機器人手臂及其末端執行器的腱；成像內窺鏡，其可拆卸地插入所述第二槽；及手動驅動制動組件，其可拆卸的插入所述第三槽，所述手動驅動制定組合連接有一手動操作的內窺鏡儀器。

所述第一組制動器可連接至所述機械驅動制動組件，并用于施力至所述多個腱。