机器人手术系统和手术器械技术方案

本发明专利技术涉及机器人手术系统和手术器械，根据本发明专利技术的机器人手术系统包括机器人和器械组，器械组包括：驱动单元，驱动单元具有至少一个转动驱动器，驱动器具有电动机和驱动轴，驱动轴具有联接件，用于与器械的驱动轴相联接；器械，其具有器械杆和驱动轴，驱动轴具有联接件，用于与驱动单元的驱动轴相联接；和器械接口，该器械接口具有包围驱动单元的护罩。根据本发明专利技术的另一方面，为了使手术器械的器械模块和器械部件可松脱地联接，激活或去激活器械模块的磁体组件的电磁铁，调整磁体组件的永磁铁至锁定位置，和/或通过器械模块的角度传感器检测器械部件的耦接的配对元件组的角位置。

【技术实现步骤摘要】
机器人手术系统和手术器械本申请是申请人库卡实验仪器有限公司的国际申请日为20130425、进入中国国家阶段日期为2014年12月16日的、专利技术名称为“机器人手术系统和手术器械”、中国国家申请号为201380031705.3(国际申请号为PCT/EP2013/001253)的PCT进入中国的专利技术申请的分案申请。
本专利技术的一个方面涉及一种机器人手术系统，其具有机器人和固定在机器人上的器械组(Instrumentenanordnung)；一种这样的器械组，其具有驱动单元，器械和器械接口；以及一种这样的驱动单元；一种这样的器械和一种这样的器械接口；以及一种特别是用于这样的器械接口的护罩和一种应用护罩的方法。
技术介绍
手术器械应该是尽可能无菌的。但另一方面，受制于例如润滑剂的机器人和驱动器等很难做到无菌。为此由专利文献WO2009/061915A2可知一种具有适配器接收器的机器人，包围机器人的无菌护罩的适配器固定在适配器接收器上。器械固定在背向机器人的无菌一侧，末端执行器通过器械杆中的牵引索(Seilzug)激活。此外，可转动地并排安装在无菌适配器中的圆盘与集成于机器人臂中的配对圆盘相联接。用于激活配对圆盘的转动驱动器设置在机器人基座上，驱动器力矩通过牵引索传输到机器人臂中，从而能够容易地操作无驱动的器械。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的在于提供一种改进的机器人手术系统。本专利技术的目的通过一种根据本专利技术的器械模块来实现，其具有联接件组，该联接件组包括至少一个联接元件，用于可松脱地与配对元件组的配对元件相耦接，以激活手术器械的末端执行器，其中，联接元件具有磁体组件，用于与所述配对元件的磁性耦接。根据本专利技术的器械模块中，用于激活所述末端执行器的联接元件能够平移地运动和/或旋转地运动。根据本专利技术的器械模块中，磁体组件具有至少一个可选择地通电的电磁铁。此外，磁体组件具有至少一个永磁铁。该永磁铁在联接元件上能够在锁定位置和与锁定位置不同的解锁位置之间调整、特别是电动、液压、气动和/或手动地调整。根据本专利技术的器械模块中，联接元件具有用于与配对元件相耦接的导磁区域，该导磁区域特别是能够可选地通过所述磁体组件被磁性加载。根据本专利技术的器械模块还具有用于激活所述联接元件组的驱动器，或带有末端执行器并能够插入患者体内的器械杆，所述末端执行器由联接元件组激活。根据本专利技术的器械模块中，联接元件组和配对元件组能够在至少两个不同的方向上联接，其中，设有角度传感器，用于特别是无接触地检测耦接的配对元件组的角位置。本专利技术还涉及一种器械部件，其具有配对元件组，该配对元件组包括至少一个配对元件，用于与根据本专利技术的器械模块的联接元件组的联接元件相耦接，其中，所述配对元件具有用于与所述联接元件磁性耦接的可磁性加载的区域和/或通过所述器械模块的角度传感器进行检测的抗扭的发送器。本专利技术还涉及一种手术器械，具有根据本专利技术的器械模块和与该器械模块可松脱地连接的、根据本专利技术的器械部件。在根据本专利技术的手术器械中，联接元件组与配对元件组形状配合地连接。此外，在所述联接元件组与所述配对元件组之间设有无菌屏障件。该无菌屏障件具有特别是导磁的联接构件，用于将所述配对元件组特别是磁性地耦接在所述联接元件组上。在根据本专利技术的手术器械中，联接元件组或所述配对元件组有间隙地支承在导引件中。本专利技术还涉及一种用于联接根据本专利技术的手术器械的器械模块和器械部件的方法，该方法包括以下步骤：激活或去激活器械模块的磁体组件的电磁铁；和/或将所述器械模块的磁体组件的永磁铁调整至锁定位置；和/或通过所述器械模块的角度传感器来检测耦接的配对元件组的角位置。本专利技术还涉及一种机器人手术系统，其具有：机器人；和特别是可松脱地固定在该机器人上的、根据本专利技术的器械组。根据本专利技术的器械组，特别是可松脱地固定在机器人手术系统的机器人上的器械组，具有：驱动单元，该驱动单元包括：至少一个转动驱动器，该转动驱动器具有驱动轴，特别是驱动器中空轴；以及联接件，用于与器械的驱动轴相联接；器械，具有：器械杆和至少一个驱动轴、特别是驱动器中空轴；以及用于与驱动单元的驱动轴相联接的联接件，该器械与所述驱动单元可松脱地连接；以及器械接口，该接口设置在所述驱动单元和所述器械之间，并具有护罩，用于对所述器械组的驱动单元进行包封，其中，所述驱动单元的驱动轴的联接件和所述器械的驱动轴的联接件彼此磁性联接。本专利技术的另一个方面涉及一种手术器械，特别是机器人引导的手术器械，其具有器械部件，特别是带有末端执行器的器械杆，以及能够与该器械部件可松脱地联接的器械模块，特别是用于激活末端执行器的驱动模块；以及一种联接这种器械部件的方法。在微创外科手术中，手术器械通过局部开口插入患者体内。特别是当该器械由机器人引导时，位于患者体内的末端执行器(例如剪刀或内窥镜光学系统)可以通过体外驱动器(例如电动机)来激活，例如进行摆动和/或闭合。特别是为了能够在手术过程中使用不同的末端执行器和/或更好地满足灭菌要求，使驱动器和末端执行器彼此可松脱地连接是非常有利的。由专利文献WO2009/061915A2可知一种具有驱动模块和器械杆的手术器械。驱动模块的可转动的联接元件以及器械杆的与该联接元件相对齐的、可转动的配对元件通过无菌的耦合件在指出的方向上形状配合地耦接。本专利技术的一个方面的目的在于对器械部件在特别是机器人引导的手术器械的器械模块上的联接进行改进。机器人手术系统根据本专利技术的一个方面的机器人手术系统包括一个或多个机器人。在一种实施方式中，机器人可以具有六个或更多的关节、特别是转动关节，在此，六个以上的关节有利于对冗余机器人的定位。在一种实施方式中，一个或多个机器人具有控制器。在此，多个机器人可以具有一个共有的中央控制器和/或具有单独的控制器，为了紧凑地进行说明，这些控制器同样被一起称为机器人的控制器。在一种实施方式中，可以将机器人设置在手术台上，特别是可松脱地固定在手术台上。在机器人手术系统的一个或多个机器人上分别固定有根据下面将要描述的本专利技术的一个方面的器械组。在一种实施方式中，器械组可松脱地固定在机器人上，特别是形状配合、摩擦配合和/或磁性、尤其是电磁地可松脱地固定在机器人上。在一种实施方式中，器械组、特别是器械组的驱动单元具有壳体，该壳体固定在机器人的外侧，特别是固定在机器人的(端部或工具)法兰上，例如通过拧合、锁定或夹紧。附加地或替代地，特别是可以将器械接口和/或器械组的器械固定在机器人的外侧，特别是固定在机器人(端部或工具)法兰上。器械组根据本专利技术的一个方面，将器械组设置成相应地固定在机器人上，或者将其设计为机器人引导的器械组。根据下面所述的本专利技术的方面，器械组包括驱动单元，器械和器械接口。通过使优选被设计为可以作为整体移动的器械组本身具有驱动器单元，可以有利地取消从机器人自身向器械传递驱动力，由此可以使机器人的结构更小，这将特别是能够使多个细长的机器人在有限的手术区域中进行合作。此外有利的是，驱动单元能够容易地适配于不同的器械甚至进行更换。优选将驱动单元设计为独立的或独立于机器人的模块。在一种实施方式中，器械组包括两个或多个不同的驱动单元和/或两个或多个不同的器械，这些不同的驱动单元和/或器械可以可选地、特别是模块化地与一器械或一驱动单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器械模块(1)，具有联接件组，所述联接件组包括至少一个联接元件(10)，用于可松脱地与配对元件组的配对元件(20)相耦接，以激活手术器械的末端执行器，其特征在于，所述联接元件具有磁体组件(30，31)，用于与所述配对元件的磁性耦接。

【技术特征摘要】
2012.04.27 DE 102012008537.0;2013.03.15 DE 10201301.一种器械模块(1)，具有联接元件组，所述联接元件组包括至少一个联接元件(10)，用于可松脱地与配对元件组的配对元件(20)相耦接，以激活手术器械的末端执行器，其中，所述联接元件具有磁体组件(30，31)，用于与所述配对元件的磁性耦接，其中，所述联接元件组和所述配对元件组能够在至少两个不同的方向上联接，其特征在于，设有角度传感器(50)，用于检测耦接的配对元件组的角位置。2.如权利要求1所述的器械模块，其特征在于，用于激活所述末端执行器的所述联接元件能够平移地运动和/或旋转地运动。3.如权利要求1或2所述的器械模块，其特征在于，所述磁体组件具有至少一个可选择地通电的电磁铁(31)。4.如权利要求1或2所述的器械模块，其特征在于，所述磁体组件具有至少一个永磁铁(30)。5.如权利要求4所述的器械模块，其特征在于，所述永磁铁在所述联接元件上能够在锁定位置和与所述锁定位置不同的解锁位置之间调整。6.如权利要求5所述的器械模块，其特征在于，所述永磁铁在所述联接元件上能够在锁定位置和与所述锁定位置不同的解锁位置之间电动、液压、气动和/或手动地调整。7.如权利要求1或2所述的器械模块，其特征在于，所述联接元件具有用于与所述配对元件相耦接的导磁区域(11)。8.如权利要求7所述的器械模块，其特征在于，所述导磁区域能够通过所述磁体组件被磁性加载。9.如权利要求1或2所述的器械模块，其特征在于，所述器械模块具有用于激活所述联接元件组的驱动器，或带有末端执行器并能够插入患者体内的器械杆(22)，所述末端执行器由联接元件组激活。10.如权利要求1所述的器械模块，其特征在于，设有角度传感器(50)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·罗美尔，W·肖伯，
申请(专利权)人：库卡实验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE