机器人手术系统技术方案

根据本发明专利技术的机器人手术系统的一个方面包括具有至少一个机器人(201；1101，1102，1103)的机器人组和具有至少一个通过机器人组引导的器械(1；101；205；901；1104，1105，1106)的器械组，所述器械具有器械壳体，器械壳体包括至少一个驱动单元壳体部(2；102；206；902，915)，所述驱动单元壳体部具有用于收纳驱动单元的空腔，其中，驱动单元壳体部具有：封闭件(5；105；213；916)，用于无菌地密封空腔的插入口；和动态无菌屏障件(8；19；119；211；920)，用于无菌地限定空腔的边界，并且可以透过该无菌屏障件激活传动器组，和/或为了将器械壳体连接在机器人组上，驱动单元相对于器械杆的纵轴线是侧向错开的。

【技术实现步骤摘要】
机器人手术系统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24日的、专利技术名称为“机器人手术系统”、中国国家申请号为201380033455.7(国际申请号为PCT/EP2013/001252)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，其具有机器人组和器械组，该器械组包括至少一个通过机器人组引导的器械；一种这样的器械组；以及一种装配这种机器人手术系统或这种器械组的方法。
技术介绍
手术器械应该是尽可能无菌的。但另一方面，机器人和驱动器受制于例如润滑剂、从动端等而很难以被除菌。一种方法是将器械本身设计为无驱动的，并通过与其相连接的机器人致动，例如通过远程操作使末端执行器移动，例如钳子、剪刀等。无驱动的器械本身能够被很容易地除菌。具有器械驱动器的非无菌机器人可以被静态无菌的屏障所包围。专利文献EP1015068A1提出了一种固定在机器人的无菌外罩上的适配器，器械驱动器被机械地引导通过该适配器。如果也如在本专利技术中所描述的情况那样，将驱动器集成在器械中，则可以有利地使用紧凑的机器人，因为可以不再考虑引导器械驱动器通过。但是通常会因此引起很多问题：首先，具有集成驱动器的器械要比无驱动的器械更大。这可能会使操作更加困难，尤其是在具有多个协作的机器人时。其次，通常不能或难以被除菌的驱动器不再被机器人的无菌外罩所覆盖。
技术实现思路
本专利技术的这一方面的目的在于提出一种能够解决至少一个前述问题的或者更好的机器人手术系统。本专利技术的目的通过一种用于机器人手术系统的器械组来实现，其包括：至少一个具有器械杆的器械，所述器械杆设置用于部分地插入患者体内；器械接口，用于将所述器械固定在机器人组上；特别是模块化的驱动单元，用于激活所述器械杆、特别是末端执行器的至少一个自由度，所述驱动单元具有包括至少一个驱动器的驱动部件和包括至少一个控制元件和/或通讯元件的电子器件，以及根据本专利技术的模块化手动操作单元，用于有选择地代替所述机器人手术系统的器械组的器械的模块化驱动单元。在根据本专利技术的器械组中，所述电子器件和/或驱动部件构成至少一个驱动单元模块，并具有接口，用于将所述器械杆和/或所述机器人组彼此连接。其中，所述电子器件被设计为可除菌的或者至少部分地被无菌护罩包围。在根据本专利技术的器械组中，用于将所述器械固定在所述机器人组上的器械接口具有可通过该器械的驱动单元松开的紧固锁定件。在根据本专利技术的器械组中，驱动单元具有电蓄能器，用于至少临时供给所述驱动单元足够的电力。根据本专利技术的用于器械组的手动操作单元设有机械驱动接口，用于与所述器械的传动器组相连接，该机械驱动接口与将要被选择性代替的、用于与该传动器组相连接的驱动单元相符。根据本专利技术的手动操作单元，设有基座，其具有用于在所述器械上实现可松脱固定的固定件，并在所述基座上安装有具有至少一个自由度的手柄，所述手柄的激活动作被特别是按比例地传递到所述操作单元的机械驱动接口上。根据本专利技术的手动操作单元，通过所述操作单元和所述驱动单元，特别是有选择地激活所述器械的不同的自由度，特别是不同数量的自由度。本专利技术还涉及一种机器人手术系统，其具有：包括至少一个机器人的机器人组；和根据本专利技术的器械组。根据本专利技术的机器人手术系统，在所述机器人组和所述器械组的至少一个器械之间设有第一通讯通道和至少一个另外的通讯通道。根据本专利技术的机器人手术系统，设有无菌的电缆连接，接口连接或无线电力和/或信号传输装置,用于在所述机器人组和所述器械组之间传输电力和/或信号。根据本专利技术的机器人手术系统，设有器械库，用于有选择地存储所述器械组的至少两个器械中的至少一个器械。根据本专利技术的机器人手术系统，设有驱动单元操纵器，用于有选择地将所述器械组的不同的器械配装在模块化驱动单元上。根据本专利技术的机器人手术系统，所述器械库、所述器械组和/或所述机器人组具有通讯元件，用于在所述器械库、所述器械组和所述机器人组中的至少两个之间，特别是在所述器械库和所述器械组之间进行通讯。根据本专利技术的机器人手术系统，设有显示装置，用于显示所述器械组的器械的状态，特别是更换状态和/或运行状态。本专利技术还涉及一种用于装配根据本专利技术的器械组的方法，具有以下步骤：无菌地覆盖所述插入口的周围；将所述驱动单元插入所述驱动单元壳体部的空腔中；和无菌地密封封闭件。本专利技术还涉及用于装配根据本专利技术的机器人手术系统，该方法具有以下步骤：将所述机器人组和/或所述器械组的至少一个驱动单元无菌地包装在驱动单元壳体部中；在所述机器人组和所述器械组之间建立机电接口的机械插拔连接；特别是通过所述机械插拔连接引导地穿过所述机器人组和/或所述器械壳体的静态无菌屏障件；和固定所述机电接口。本专利技术的另一方面涉及一种机器人手术系统，其具有机器人组和与机器人组相联接的器械组，一种手术器械，一种可除菌的、用于手术器械的驱动单元和一种用于对这种驱动单元除菌的方法。为了满足无菌的要求，手术室物品通常需要被预先除菌，大多数情况下是利用热蒸汽和/或热空气实现对手术室物品的除菌。根据企业内部的现有技术，业已公知的是机器人手术系统具有一个或多个机器人和受到机器人引导的手术器械，手术器械具有器械杆和与器械杆相联接的驱动单元，驱动单元用于使末端执行器按自由度致动。这种机器人手术系统的某些组件有时不能被置于例如除菌过程中所发生的热负荷中。机器人引导的手术器械的驱动单元的某些电子元件尤其是如此，特别是位置传感器，其特别是优选用于微创机器人手术中对末端执行器的远程致动。因此，对整个机器人手术系统目前都必须覆盖无菌的一次性护罩，这既昂贵又浪费，而且还难以处理。本专利技术的一个方面的目的在于能够更好地对机器人手术系统的手术器械的驱动单元进行除菌。本专利技术的这一目的通过一种具有本专利技术特征的可除菌的驱动单元来实现。本专利技术提出了一种用于对这种驱动单元进行除菌的方法，本专利技术提出了一种具有这种驱动单元的手术器械，而本专利技术提出了一种具有这种器械的机器人手术系统。本专利技术的另一方面涉及一种具有机器人组和器械组的机器人手术系统，一种用于这种机器人手术系统的器械组，一种用于这种器械组的手动操作单元以及一种用于为所述机器人组装配器械和为器械装配驱动单元的方法。在申请人的涉及一种机器人手术系统的德国专利申请102012008535.4中可知一种机器人手术系统，在此该专利申请公开的内容完全包含在本专利技术的公开内容中。图26示例性地示出了根据本专利技术的机器人手术系统，该系统包括三个机器人1、2、3，这些机器人分别引导器械4、5或6，所述器械在靠近机器人的近端部上分别具有驱动单元，并在远离机器人的远端部上分别具有末端执行器，末端执行器具有一个或多个用于在操作区域14中进行定位的自由度。器械杆7、8或9在近端部和远端部之间延伸，器械杆穿过例如位于腹壁13中的小开口10、11或12到达位于患者体内的操作区域14。在此未示出对机器人手术系统进行远程操作的触摸式输入站(haptischeEingabestation)。本专利技术的一个方面的目的在于对这种类型的机器人手术系统进行改进。本专利技术的这一目的通过一种具有本专利技术特征的、用于机器人手术系统的器械组来实现。本专利技术提出了一种具有这种器械组的机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于如权利要求9至15中任一项所述的机器人手术系统的器械组，包括：至少一个具有器械杆(7；7′，7，8；8′，9)的器械，所述器械杆设置用于部分地插入患者体内；器械接口，用于将所述器械固定在机器人组(1；1′，2，3)上；特别是模块化的驱动单元(4；4′，4，5，6)，用于激活所述器械杆、特别是末端执行器的至少一个自由度所述驱动单元具有包括至少一个驱动器的驱动部件和包括至少一个控制元件和/或通讯元件的电子器件，以及如权利要求6至8中任一项所述的模块化手动操作单元，用于有选择地代替所述机器人手术系统的器械组的器械的模块化驱动单元(4′)。

【技术特征摘要】
2012.04.27 DE 102012008535.4;2012.08.06 DE 10201201.一种用于机器人手术系统的器械组，包括：至少一个具有器械杆(7；7′，7"，8；8′，9)的器械，所述器械杆设置用于部分地插入患者体内；器械接口，用于将所述器械固定在机器人组(1；1′，2，3)上；模块化的驱动单元(4；4′，4"，5，6)，用于激活所述器械杆的至少一个自由度所述驱动单元具有包括至少一个驱动器的驱动部件和包括至少一个控制元件和/或通讯元件的电子器件，以及模块化手动操作单元，用于有选择地代替所述机器人手术系统的器械组的器械的模块化驱动单元(4′)，其中，所述手动操作单元具有机械驱动接口，用于与所述器械的传动器组(72)相连接，该机械驱动接口与将要被选择性代替的、用于与该传动器组相连接的驱动单元(4′)相符。2.如权利要求1所述的器械组，其特征在于，所述电子器件和/或驱动部件构成至少一个驱动单元模块，并具有接口(20.1，20.2)，用于将所述器械杆和/或所述机器人组彼此连接。3.如权利要求2所述的器械组，其特征在于，所述电子器件被设计为可除菌的或者至少部分地被无菌护罩(24)包围。4.如权利要求1至3中任一项所述的器械组，其特征在于，用于将所述器械固定在所述机器人组上的器械接口具有可通过该器械的驱动单元松开的紧固锁定件。5.如权利要求1至3中任一项所述的器械组，其特征在于，驱动单元具有电蓄能器，用于至少临时供给所述驱动单元足够的电力。6.如权利要求4所述的器械组，其特征在于，驱动单元具有电蓄能器，用于至少临时供给所述驱动单元足够的电力。7.如权利要求1至3中任一项所述的器械组，其特征在于，所述手动操作单元具有基座(30)，其具有用于在所述器械上实现可松脱固定的固定件，并在所述基座上安装有具有至少一个自由度的手柄，所述手柄的激活动作被按比例地传递到所述操作单元的机械驱动接口上。8.如权利要求1至3中任一项所述的器械组，其特征在于，通过所述操作单元和所述驱动单元，有选择地激活所述器械的不同的自由度。9.一种机器人手术系统，具有：包括至少一个机器人(1；1′，2，3)的机器人组；和如权利要求1至8中任一项所述的器械组。10.如权利要求9所述的机器人手术系统，其特征在于，在所述机器人组和所述器械组的至少一个器械之间设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·罗美尔，C·阮煊，T·内夫，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