[發明專利]手術系統、外科手術系統、控制設備、變形生成體、外科手術器具和外力檢測系統

有效

• 申請號: 201880015713.1
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN110381876B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 鈴木裕之;長阪憲一郎
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: A61B34/37
• 分類號: A61B34/37;A61B17/29;B25J15/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋

提供檢測作用在端部執行器上的力的手術系統、外科手術系統、控制設備、變形生成體、外科手術器具等。手術系統包含：具有一個或多個連桿的臂；設置在臂的前端的端部執行器；檢測端部執行器中發生的變形的第一變形檢測單元；檢測連桿中發生的變形的第二變形檢測單元；以及處理單元，基于來自第一變形檢測單元和第二變形檢測單元的檢測結果來計算在作用在體內端部執行器上的力。

技術領域

本說明書中公開的技術涉及用于檢測作用在端部執行器上的力的手術系統、外科手術系統、控制設備、變形生成體、外科手術器具和外力檢測系統。

背景技術

機器人技術的最新進展是顯著的，并且機器人技術廣泛應用于各種工業領域的作業現場。例如，在主從機器人系統中，人(操作者)可以操作手邊的主臂并且遠程從臂可以跟蹤其運動，從而實現操縱器的遠程操作。主從機器人系統用于其中計算機控制的完全自主操作仍然是困難的工業領域，例如醫療機器人。

例如，來自美國Intuitive Surgical公司的“da Vinci Surgical System(daVinci)”是首先為腹腔和胸腔內窺鏡外科手術開發的主從手術機器人。da Vinci配備有各種類型的機器人鉗子，并且操作者可以通過在觀看三維監視器屏幕獲得手術區域的同時來遠程操作從臂來操作。

在該主從機器人系統中，對于能夠檢測作用在諸如夾持單元(夾持器)的端部執行器上的力的醫療機器人系統也提出了一些建議(例如，參見非專利文獻1)。

在用于內窺鏡外科手術的手術機器人中，必要的是使端部執行器的構造小型化，并且驅動機構通過纜索傳遞由遠離端部執行器布置的諸如致動器的驅動單元產生的驅動力，從而打開/關閉端部執行器是常見的。在上述力可檢測的醫療機器人系統中，力傳感器布置在端部執行器與驅動端部執行器的驅動單元之間。在這種構造中，例如，纜索的用于打開和關閉端部執行器的牽引力干擾在端部執行器的長軸方向上施加的外力，從而擔心力傳感器的靈敏度發生劣化或校準變得困難。

引用列表

非專利文件

非專利文獻1：Ulrich Seibold et al.Prototype of Instrument forMinimally Invasive Surgery with 6-Axis Force Sensing Capability,Proceedingsof the 2005 IEEE International Conference on Robotics and AutomationBarcelona,Spain,April 2005,pp.498-503。

發明內容

本發明要解決的問題

本說明書中公開的技術的目的是提供能夠優選地檢測作用在端部執行器上的力的優異的手術系統、外科手術系統、控制設備、變形生成體、外科手術器具以及外力檢測系統。

解決問題的方法

本說明書中公開的技術是考慮到上述問題而作出的，并且其第一方面是

一種手術系統包括：

包括一個或多個連桿的臂；

設置在臂的前端的端部執行器；

檢測端部執行器中產生的變形的第一變形檢測單元；

檢測連桿中產生的變形的第二變形檢測單元；以及

處理單元，其基于第一變形檢測單元和第二變形檢測單元的檢測結果來計算作用在端部執行器上的力。

端部執行器包括鉗子單元，鉗子單元包括第一刀片、第二刀片和鉗子旋轉軸，鉗子旋轉軸將第一刀片和第二刀片耦接成相對于彼此可旋轉。