用于手术系统的器械托架组件技术方案

一种机器人组件被配置为支撑、插入、缩回并且致动安装到该机器人组件的手术器械。机器人组件包括器械支架基座构件、可移动地安装到器械支架基座构件的电机壳、可操作用以沿着器械支架基座构件平移电机壳的托架驱动机构、多个驱动电机、以及由驱动电机驱动的多个输出驱动联接器。驱动电机中的一个或多个包括一个或多个磁通屏蔽体，以抑制对邻近的驱动电机和/或邻近的电机方位传感器的磁干扰。

Instrument bracket assembly for operating system

A robot component is configured to be supported, inserted, retracted, and actuated to install a surgical instrument to the robot component. The robot assembly includes a base member, the instrument bracket is movably mounted to the motor shell, the instrument bracket of the base member is operable to bracket along the instrument bracket base member translational motor shell driving mechanism, a plurality of drive motor, and a plurality of output by the drive motor drive drive coupling. One or more of the driving motors includes one or more magnetic shielding bodies to suppress the magnetic interference of adjacent driving motors and / or adjacent motor orientation sensors.

【技术实现步骤摘要】
用于手术系统的器械托架组件本申请是于2013年5月31日提交的名称为“用于手术系统的器械托架组件”的中国专利申请201380027984.6的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求于2012年6月1日提交的美国临时申请61/654,391的权益，该临时申请的全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
微创医疗技术旨在减少在诊断或手术程序期间受损的额外组织的量，由此缩短患者的恢复时间，减轻患者的不适，并且减少有害的副作用。微创手术的一个效果是，例如术后的住院恢复时间缩短。因为对于标准的手术而言，平均的住院天数通常比类似的微创手术的平均天数显著要长，所以增加微创技术的使用每年可以节约数百万美元的住院费用。尽管在美国每年执行的许多手术都可以潜在地以微创方式执行，但是由于微创手术器械的限制和掌握它们所需的附加手术培训，仅有一部分当前手术使用这些有利的技术。微创机器人手术系统或远程手术系统已经被开发出，用于增加外科医生的灵巧性并且避免对常规微创技术的一些限制。在远程手术中，外科医生使用一些形式的远程控制(例如，伺服机构等)来操纵手术器械运动，而不是直接用手握住并移动器械。在远程手术系统中，外科医生在手术工作台可以被提供有手术部位的图像。在显示器上查看手术部位的二维图像或三维图像时，外科医生通过操纵主控制设备对患者执行手术程序，主控设备继而控制伺服机械操作的器械的动作。用于远程手术的伺服机构通常接受来自两个主控制器(外科医生的每只手一个)的输入，并且可以包括两个或更多个机器人臂，在每一个机器人臂上安装手术器械。在主控制器和关联的机器人臂及器械组件之间的操作通信通常通过控制系统来实现。控制系统通常包括至少一个处理器，该处理器将来自主控制器的输入命令中继至关联的机器人臂和器械组件，并且在例如力反馈等情况下，将命令从器械和臂组件返回至关联的主控制器。机器人手术系统的一个示例是，可从加利福尼亚州森尼维尔市的IntuitiveSurgical公司购买的DA系统。在机器人手术期间，可以使用多种结构布置来将手术器械支撑在手术部位。从动联动装置或“从装置”经常称为机器人手术操纵器，并且在美国专利7,594,912、6,758,843、6,246,200和5,800,423中描述了微创机器人手术期间用作机器人手术操纵器的示例性联动装置布置，这些专利的全部公开通过引用合并于此。这些联动装置经常利用平行四边形布置，以保持具有轴的器械。这种操纵器结构会约束器械的运动，使得器械围绕位于沿着刚性轴长度的空间中的远程操纵中心枢转。通过将远程操纵中心与到内部手术部位的切口点对齐(例如，在腹腔镜手术期间，在腹壁使用套管针或插管)，在不用对腹壁强加潜在危险力的情况下，通过使用操纵器联动装置来移动轴的近端，能够安全地定位手术器械的末端执行器。替换的操纵器结构在例如美国专利6,702,805；6,679,669、5,855,583、5,808,665、5,445,166和5,184,601中进行了描述，这些专利的全部公开通过引用合并于此。在机器人手术期间，也可以使用多种结构布置来将机器人手术操纵器和手术器械支撑并定位在手术部位处。支撑联动机构(有时称为设置关节或设置关节臂)经常用于定位每个操纵器并将其与患者身体上的相应的切口点对齐。支撑联动机构有助于手术操纵器与期望手术切口点和目标解剖结构的对齐。示例性支撑联动机构在美国专利6,246,200和6,788,018中进行了描述，这些专利的全部公开通过引用合并于此。尽管新的远程手术系统和设备已经被证明是高效且有利的，但进一步的改进仍是期望的。通常，改进的微创机器人手术系统是期望的。如果这些改进的技术提高了效率并且使机器人手术系统易于使用，这将是特别有利的。例如，增加可操作性、改善在手术室中的空间利用、提供更快且更简单的设置、在使用期间防止机器人设备之间的碰撞、和/或减少这些新的手术系统的机械复杂性和尺寸将是特别有利的。
技术实现思路
为了提供对本专利技术的基本理解，以下呈现了本专利技术的一些实施例的简化的总结。该总结不是本专利技术的广泛概述。其并非旨在确立本专利技术的关键/重要的要素，或描绘本专利技术的保护范围。它的唯一目的是，以简化的形式呈现本专利技术的一些实施例，作为稍后呈现的具体实施方式的序言。公开了一种机器人组件，其支撑、插入、缩回并且致动安装到机器人组件的手术器械。机器人组件包括以紧凑样式安装在公共电机壳中的驱动电机。在许多实施例中，驱动电机包括抑制相邻的驱动电机之间的干扰的磁通屏蔽体。因此，驱动电机能够被独立地驱动，以在不引起手术器械的其他部分的非期望环接的情况下，环接手术器械的对应部分。并且在许多实施例中，包括直接监控用于致动手术器械的输出联接器的方位的传感器组件。因此，可以容易地确定输出联接器的绝对方位，这是在复位手术系统时有用的一种能力，例如在某些情形中可能需要的，例如，在电力失效之后。此外，在许多实施例中，所公开的机器人组件提供高的致动功率和紧凑组件的运动的无限制的致动范围，从而能够与先进的手术器械一起使用，例如手术缝合器和血管密封器。因此，一方面，公开了一种机器人组件，其被配置为支撑、插入、缩回并且致动安装到该机器人组件的手术器械。机器人组件包括器械支架基座构件、电机壳、托架驱动机构、多个驱动电机和多个输出驱动联接器。电机壳可移动地安装到器械支架基座构件。托架驱动机构可操作用以沿着手术器械的插入轴，相对于器械支架基座构件选择性平移电机壳。每一个驱动电机均安装到电机壳。驱动电机中的一个或多个包括磁通屏蔽体。每一个输出驱动联接器与其中一个对应的驱动电机驱动地联接。每个输出驱动联接器被配置为与手术器械的对应的输入驱动联接器驱动地联接。在许多实施例中，驱动电机被配置为具有高的功率密度。例如，在许多实施例中，驱动电机中的至少一个包括无刷部件电机，该电机具有大于或等于1.25oz.-in/Watts^1/2的用于梯形换向的电机常数(Km)，其中Km＝(以oz.-in/Ampere为单位的梯形换向扭矩常数/以欧姆为单位的相间绕组电阻的平方根)。在许多实施例中，一个或多个磁通屏蔽体被配置为并且被放置为有效地包含磁通，从而抑制在电机之间和/或在电机和传感器组件之间的电磁干扰。在许多实施例中，亚铁环被用作磁屏蔽体。在许多实施例中，驱动电机中的一个或多个包括在驱动电机的相对两端布置的两个磁通屏蔽体。每一个磁屏蔽体可以包括由磁性软材料制成的环，其中磁性软材料含有铁、钴或镍中的至少一种。在一些实施例中，磁屏蔽体可以是提供不止一个电机的磁屏蔽功能的单片亚铁部件。在一些实施例中，提供了两个此类单片磁屏蔽体，一个提供用于两个或更多个(例如，两个、三个、四个、五个等)电机的一端的屏蔽功能，而第二个屏蔽部件提供用于同样的两个或更多个电机的相对端的屏蔽功能。在许多实施例中，驱动电机很靠近一个或多个相邻的驱动电机放置。例如，在许多实施例中，驱动电机中的两个或更多个被分开小于五毫米。并且在许多实施例中，驱动电机中的两个或更多个被分开小于两毫米。在许多实施例中，至少有五个驱动电机并且五个驱动电机中的每一个与其他驱动电机中的至少两个被分开小于五毫米。并且在许多实施例中，五个驱动电机中的每一个与其他驱动电机中的至少两个被分开小于两毫米。另一方面，公开了一种机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人组件，其被配置为支撑、插入、缩回并且致动安装到所述机器人组件的手术器械，所述机器人组件包括：器械支架基座构件；可移动地安装到所述器械支架基座构件的电机壳；托架驱动机构，其可操作用以沿着所述手术器械的插入轴，相对于所述器械支架基座构件选择性平移所述电机壳；多个驱动电机，每一个驱动电机被安装到所述电机壳，所述驱动电机中的一个或多个包括磁通屏蔽体；以及多个输出驱动联接器，每一个输出驱动联接器与所述驱动电机中对应的一个驱动电机驱动地联接，每一个输出驱动联接器均被配置为与所述手术器械的对应的输入驱动联接器驱动地联接。

【技术特征摘要】
2012.06.01 US 61/654,3911.一种机器人组件，其被配置为支撑、插入、缩回并且致动安装到所述机器人组件的手术器械，所述机器人组件包括：器械支架基座构件；可移动地安装到所述器械支架基座构件的电机壳；托架驱动机构，其可操作用以沿着所述手术器械的插入轴，相对于所述器械支架基座构件选择性平移所述电机壳；多个驱动电机，每一个驱动电机被安装到所述电机壳，所述驱动电机中的一个或多个包括磁通屏蔽体；以及多个输出驱动联接器，每一个输出驱动联接器与所述驱动电机中对应的一个驱动电机驱动地联接，每一个输出驱动联接器均被配置为与所述手术器械的对应的输入驱动联接器驱动地联接。2.根据权利要求1所述的机器人组件，其中所述驱动电机中的至少一个包括无刷部件电机。3.根据权利要求2所述的机器人组件，其中所述驱动电机中的至少一个包括梯形换向电机常数大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·M·斯赫纳，G·W·达克斯二世，T·所罗门，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国,US