定位手术用手术机器人及其控制方法技术

本发明专利技术的定位手术用手术机器人包括：旋转部，其能够附着手术工具，根据手术工具的进入姿势，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转；移动部，其根据手术目标的位置，使所述旋转部向三个线性轴中的至少一个线性轴的方向移动；及手术部位支撑部，其与所述移动部连接，能拆装于手术台，所述移动部可使所述旋转部移动，以便所述两个旋转轴交叉的地点与所述手术目标一致。

Surgical robot for positioning operation and its control method

The present invention for positioning the surgical operation robot includes a rotating part, it can attach surgical tools, according to the operation of the tool into the posture, with two axis of rotation in at least one of the rotary shaft as the center, the operation tool rotation; moving part, according to the operation target position, the rotating part at least one linear axis direction three linear axis; and the operation of the supporting part, and the moving part can be disassembled and connected to the operating table, the movable part can move to the rotating portion, so that the two rotary axes of the location of the cross is consistent with the operation target.

【技术实现步骤摘要】
定位手术用手术机器人及其控制方法
本专利技术涉及定位手术用手术机器人及定位手术用手术机器人的控制方法。本专利技术是从作为产业通商资源部的机器人产业融合核心技术开发事业的一环而进行的研究中得出的。[课题固有编号：10062800，研究课题名称：通过临床试验之基于医疗影像的脑部手术机器人系统的实用化技术开发]
技术介绍
多样的定位手术器械已经众所周知。例如，作为脑手术用手动定位手术器械，正在使用莱克塞尔框架(LEKSELLFRAME)。莱克塞尔框架具有可供用户手动将定位手术工具沿X、Y、Z轴移动及旋转的结构，以便定位手术工具的位置对应于患部位置。但是，当利用这种手动定位手术器械时，用户需要目视读取莱克塞尔框架上的刻度，决定手术工具的位置并移动，因而在患部位置与手术工具之间容易发生误差。因此，为了改善手术工具的位置设定的精密度，正在使用将机器人用于定位手术的技术。定位手术用机器人由包含可动臂组件的机器臂体现，其中，机器臂连接于固定的底座，包括串联连接的多个臂。附着于这种串联型机器臂的手术工具的位置及手术精密度受到机器臂的所有自由度轴的影响。即，如果在利用机器臂的某一轴的动作中发生误差，那么，该误差叠加于在利用其它轴的动作中发生的误差，从而通过机器臂的所有轴的动作的误差进行累积，对手术精密度造成影响。此时，如果在安装于底座侧的驱动端发生动作误差，那么，该误差与连接于底座的多个机器臂的其它动作误差叠加，越是机器臂的末端，误差越被放大。因此，为了提高手术的精密度，优选把供机器臂固定的底座与患部之间的距离设置得较短。但是，如果机器臂的底座与患部之间的距离变短，则机器臂的惯性变小，因而容易发生误差，因此，机器臂的精密控制变得困难。另外，由于机器臂的底座与患部之间的空间变小，因而机器臂的作业半径变得狭小。另外，在固定于底座的机器臂配置于患部周围时，当用户在患部周围移动时，存在与机器臂冲突的危险，因而用户的移动会受到妨碍。另一方面，为了定位手术，应指定手术目标的位置与手术工具的进入位置(或入口)。进行脑或神经手术时，如果不能适宜地设置手术工具的进入位置，则手术工具在到达手术目标之前，接触脑或神经的重要部分，从而会对患者造成不必要的危险。但是，就以往的定位手术器械而言，根据手术目标的位置而移动手术工具与根据手术工具的进入位置而移动手术工具，是以未分别独立区分的状态进行控制的。因此，如果实际手术工具的位置与定位手术用机器人系统识别的手术工具的位置之间发生误差，则修正该误差所需的手术工具的控制将会变得复杂。
技术实现思路
解决的技术问题本专利技术提供一种能够提高定位手术的精密度、确保患者的手术姿势便利性的定位手术用手术机器人。本专利技术提供一种减少定位手术用手术机器人的控制误差、容易修正发生误差的定位手术用手术机器人的控制方法。本专利技术提供一种定位手术用手术机器人及定位手术用手术机器人的控制方法，分别独立地实施基于手术目标位置的手术工具的动作控制和基于手术工具进入位置的手术工具的动作控制，从而能够减小手术工具的动作控制的复杂性。本专利技术提供一种能够基于用户界面中显示的手术对象的图像而容易地控制定位手术用手术机器人的手术机器人系统及定位手术用手术机器人的控制方法。技术方案本专利技术一个实施例的定位手术用手术机器人可以包括：旋转部，其能够附着手术工具，根据手术工具的进入姿势，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转；移动部，其根据手术目标的位置，使所述旋转部向三个线性轴中的至少一个线性轴的方向移动；及手术部位支撑部，其与所述移动部连接，能拆装于手术台，所述移动部可以使所述旋转部移动，以便所述两个旋转轴交叉的地点与所述手术目标一致。根据一个实施例，所述手术部位支撑部可以包括能拆装地与所述移动部连接的连接部。根据一个实施例，所述手术部位支撑部可以还包括姿势调节部，所述姿势调节部包括调节所述手术部位的角度的角度调节部及调节所述手术部位的高度的高度调节部。根据一个实施例，所述手术部位支撑部可以还包括手术台固定部，所述手术台固定部与所述姿势调节部连接，把所述姿势调节部能拆装地固定于所述手术台。根据一个实施例，所述定位手术用手术机器人可以还包括手术部位固定部，其固定地配置于所述手术部位支撑部，能够固定所述手术部位，以便防止所述手术部位的移动。根据一个实施例，所述手术部位固定部可以包括手术部位固定架和手术部位固定销，所述手术部位固定架以拍摄部对所述手术部位的特征区域进行成像时，防止所述手术部位固定架遮挡所述特征区域的形状来构成。根据一个实施例，所述定位手术用手术机器人可以还包括绝缘部，其配置于所述手术部位固定架与所述手术部位支撑部之间。根据一个实施例，所述移动部可以包括：第一方向驱动部，其沿着第一线性轴方向进行移动；第二方向驱动部，其连接于第一方向驱动部，沿着第二线性轴方向进行移动；及第三方向驱动部，其连接于第二方向驱动部，沿着第三线性轴方向进行移动；所述旋转部包括：以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转驱动部，所述第一旋转驱动部的一端连接于所述第三方向驱动部；及以第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转驱动部，所述第二旋转驱动部的一端连接于所述第一旋转驱动部的另一端，在所述第二旋转驱动部的另一端，所述手术工具能够附着。根据一个实施例，所述第一至第三线性轴方向可以相互直交，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴可以相互直交。根据一个实施例，在所述第二旋转驱动部的所述另一端，可以附着有能供所述手术工具拆装的夹持器。根据一个实施例，在所述第二旋转驱动部的所述另一端，可以还附着有感知所述手术工具的加装的手术工具感知部。根据一个实施例，所述第三方向驱动部可以包括以所述第一旋转轴为中心形成的中空。就本专利技术一个实施例的定位手术用手术机器人的控制方法而言，所述定位手术用手术机器人可以包括：旋转部，其能附着手术工具，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心使所述手术工具旋转；移动部，其使所述旋转部移动；及手术部位支撑部，其与所述移动部连接，所述控制方法可以包括：所述手术机器人接收手术目标的位置及所述手术工具的进入姿势的步骤；所述移动部根据所述手术目标的位置，使所述旋转部向三个线性轴中的至少一个线性轴方向移动，以便所述两个旋转轴交叉的地点与所述手术目标的位置一致的步骤；及所述旋转部根据所述手术工具的进入姿势，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转的步骤。根据一个实施例，所述定位手术用手术机器人可以还包括调节所述手术部位的角度的角度调节部及调节所述手术部位的高度的高度调节部，所述控制方法在决定手术目标的位置及所述手术工具进入姿势的步骤之前，可以还包括角度调节部及高度调节部调节手术部位的角度及高度中至少一个的步骤。根据一个实施例，所述移动部可以包括第一至第三方向驱动部，所述旋转部可以包括第一及第二旋转驱动部，所述移动部使所述旋转部移动的步骤可以包括所述第一方向驱动部沿着第一线性轴方向进行移动的步骤、所述第二方向驱动部沿着第二线性轴方向进行移动的步骤，及所述第三方向驱动部沿着第三线性轴方向进行移动的步骤中的至少一个，所述旋转部使所述手术工具旋转的步骤可以包括所述第一旋转驱动部以第一旋转轴为中心进行旋转的步骤及所述第二旋转驱动部以第二旋转轴为中心进行旋转的步骤中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位手术用手术机器人，其中，包括：旋转部，其能够附着手术工具，根据手术工具的进入姿势，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转；移动部，其根据手术目标的位置，使所述旋转部向三个线性轴中的至少一个线性轴的方向移动；及手术部位支撑部，其与所述移动部连接，能拆装于手术台，所述移动部使所述旋转部移动，以便所述两个旋转轴交叉的地点与所述手术目标一致。

【技术特征摘要】
2016.08.16 KR 10-2016-01037161.一种定位手术用手术机器人，其中，包括：旋转部，其能够附着手术工具，根据手术工具的进入姿势，以两个旋转轴中的至少一个旋转轴为中心，使所述手术工具旋转；移动部，其根据手术目标的位置，使所述旋转部向三个线性轴中的至少一个线性轴的方向移动；及手术部位支撑部，其与所述移动部连接，能拆装于手术台，所述移动部使所述旋转部移动，以便所述两个旋转轴交叉的地点与所述手术目标一致。2.根据权利要求1所述的定位手术用手术机器人，其中，所述手术部位支撑部包括能拆装地与所述移动部连接的连接部。3.根据权利要求2所述的定位手术用手术机器人，其中，所述手术部位支撑部还包括姿势调节部，所述姿势调节部包括调节所述手术部位的角度的角度调节部及调节所述手术部位的高度的高度调节部。4.根据权利要求3所述的定位手术用手术机器人，其中，所述手术部位支撑部还包括手术台固定部，所述手术台固定部与所述姿势调节部连接，把所述姿势调节部能拆装地固定于所述手术台。5.根据权利要求4所述的定位手术用手术机器人，其中，还包括手术部位固定部，其固定地配置于所述手术部位支撑部，能够固定所述手术部位，以便防止所述手术部位的移动。6.根据权利要求5所述的定位手术用手术机器人，其中，所述手术部位固定部包括手术部位固定架和手术部位固定销，所述手术部位固定架以拍摄部对所述手术部位的特征区域进行成像时，防止所述手术部位固定架遮挡所述特征区域的形状来构成。7.根据权利要求6所述的定位手术用手术机器人，其中，还包括绝缘部，其配置于所述手术部位固定架与所述手术部位支撑部之间。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的定位手术用手术机器人，其中，所述移动部包括：第一方向驱动部，其沿着第一线性轴方向进行移动；第二方向驱动部，其连接于第一方向驱动部，沿着第二线性轴方向进行移动；及第三方向驱动部，其连接于第二方向驱动部，沿着第三线性轴方向进行移动，所述旋转部包括：以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转驱动部，所述第一旋转驱动部的一端连接于所述第三方向驱动部；及以第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转驱动部，所述第二旋转驱动部的一端连接于所述第一旋转驱动部的另一端，在所述第二旋转驱动部的另一端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：权永植，郑载宪，
申请(专利权)人：株式会社高永科技，
类型：发明
国别省市：韩国,KR