本发明专利技术涉及一种用在机器人手臂上的外科手术器械的主动定位装置，包括：支架板(3、33)，所述支架板能够与机器人手臂(1、31)连接；植入装置(4、34)，所述植入装置布置在所述支架板(3、33)上并且所述植入装置设置用于通入体内；至少一个引导装置(6、36、59)，用于将外科手术器械(8、38、61)引导穿入体内，其中，所述外科手术器械(8、38、61)的杆延伸贯穿所述引导装置(6、36、59)，所述引导装置(6、36、59)与所述植入装置(4、34)借助平衡元件(5、35)可变地连接；以及引导装置(6、36、59)相对于所述入装置(4、34)的调整装置(9、10、11、12、13、14、39、40、41、42、43、44、62、63、64、65、66、67)，所述调整装置一方面在所述支架板(3、33)和/或所述植入装置(4、34)上以及另一方面在所述引导装置(6、36、59)上以如下方式安装：所述外科手术器械(8、38、61)的所述杆在x方向上以及在y方向上能够相对于初始位置运动，在所述初始位置中，所述外科手术器械的纵向伸展平行于所述植入装置(4、34)的纵向伸展地延伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种外科手术器械的主动定位装置以及涉及一种用于微创外科手术以及特别是腹腔镜术的外科手术机器人系统或远程机械手。
技术介绍
用于微创外科手术、特别是腹腔镜外科手术的机器人系统或远程机械手通过电动化定位来替代由外科医生通常手动引导的手术器械(例如外科手术器械、内窥镜或照相机)。需要替代的手术器械借助一个或多个套针引入患者体内。被称为套针的是如下的器械:外科医生借助这种器械在微创外科手术中实现了进入患者体腔(通常是腹腔或胸腔)的进口，其中，该进口通过管、所谓的管筒保持敞开。在机器人系统中设置的运动机械和控制逻辑电路实现了手术器械绕枢转点在二个自由度(X，y)上的运动以及手术器械沿器械轴线(z)的平移运动。在二个自由度(x，y)上的运动的不动点称为枢转点。该枢转点理想地处在套针与患者腹壁的穿透点上。机器人系统的控制逻辑电路必须识别到该枢转点或者枢转点必须通过运动机械的结构实施方案来限定，以便对手术器械的运动进行如下限定:使得在套针周围对组织的生物机械负荷尽可能低。由现有技术公知的机器人系统基于用以使手术器械得到被动预定位并且使其进行主动运动的机器人手臂。带有机器人手臂的基于现有技术的解决方案(其实现了使手术器械环绕枢转点得到被动预定位并且使其进行主动运动)一方面需要很大的结构空间并且另一方面，机器人的运动过程可能导致碰撞。在微创外科手术介入期间，应用至少两个、一般为三至四个外科手术器械(如钳子、剪刀、针固定夹、手术刀)以及照相机或内窥镜，它们分别借助专门的套针引入患者体内。这意味着:对于每个所使用的手术器械存在机器人手臂，该机器人手臂对器械的被动的预定位和主动的运动加以控制。基于现有技术的解决方案的缺陷在于:患者的位置在手术开始之前必须被固定下来，并且在手术期间患者变换位置几乎是不可能的。另一已经提到的缺陷是已知的机器人系统所要求的很大的结构空间。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种外科手术器械的主动定位装置以及一种外科手术机器人系统，所述主动定位装置和所述机器人系统设置有很高的可变度并且仅需要很少的结构空间，或者就其实施方案而言更小而且更轻。本专利技术的另一目的在于，提供一种机器人系统，其实现了患者在手术期间变换位置，在此特别是在变换位置后不会对外科手术器械的运动自由度产生限制。所述目的通过本专利技术根据权利要求1借助一种外科手术器械的主动定位装置以及根据权利要求9借助一种外科手术机器人系统来实现。本专利技术的主题涉及一种用在机器人手臂上的、外科手术器械的主动定位装置，其包括: 支架板，该支架板能够与机器人手臂连接，植入装置，该植入装置布置在支架板上并且被设置用于通入体内，至少一个引导装置，用于将外科手术器械引导通入体内，其中，外科手术器械的杆贯穿引导装置地延伸，并且引导装置与植入装置借助平衡元件可变地连接，以及引导装置相对于植入装置的调整装置，所述调整装置一方面在支架板和/或植入装置上以及另一方面在引导装置上以如下方式被安装:外科手术器械的杆既在X方向上又在y方向上相对于初始位置能够运动，在初始位置中，外科手术器械的纵向伸展平行于植入装置的纵向伸展地延伸。在优选的实施方式中，平衡元件在其几何形状方面能够改变，方式为:在X方向上还有y方向上在植入装置与引导装置之间能自由选择的角度能够在彼此初始位置相同的情况下得到调整，其中，平衡元件特别是由弹性材料构成。在另一优选实施方式中，调整装置具有至少两个能操控的促动器，促动器特别是实施为彼此正交布置的调整驱动装置，其中，在引导装置与支架板或植入装置之间的球头杠杆机构以如下方式设置:通过调整驱动装置借助球头杠杆机构，能够使引导装置相对于初始位置在X方向和y方向上彼此独立地得到定位。在同样优选的实施方式中，在引导装置上设置有平移调整装置，所述平移调整装置与外科手术器械以如下方式连接，外科手术器械的杆能够沿z方向运动。优选的是，平移调整装置借助伸缩系统20和/或绳索牵引系统使外科手术器械的杆沿z方向运动。在另一优选的实施方式中，在外科手术器械中设置有器械驱动单元，所述器械驱动单元包括旋转促动器，通过旋转促动器使外科手术器械的杆相对于初始位置绕z方向能转动变化。优选的是，器械驱动单元具有三个器械促动器，通过这些器械促动器使外科手术器械的设置在远端的作用单元能够以另外三个自由度发生变化。特别优选的是，器械驱动单元借助保持装置布置在伸缩系统的近端上。本专利技术的另一主题涉及一种外科手术机器人系统，用以在人体上执行手术介入，所述机器人系统包括:控制装置，所述控制装置能够由使用者操纵，用以执行手术介入；支架结构，在所述支架结构上安装有两个或更多机器人手臂，所述机器人手臂能够通过控制装置运动，其中，在至少一个机器人手臂上设置有外科手术器械的主动定位装置，该主动定位装置包括:支架板，所述支架板能够与机器人手臂连接，植入装置，所述植入装置布置在支架板上而且设置用于通入体内，至少一个引导装置，用于将外科手术器械引入体内，其中，外科手术器械的杆贯穿引导装置地延伸，并且引导装置与植入装置借助平衡元件可变地连接，以及引导装置相对于植入装置的调整装置，所述调整装置一方面在支架板和/或植入装置上以及另一方面在引导装置上以如下方式来安装:外科手术器械的杆能够在X方向上还有在y方向上相对于初始位置运动，在初始位置中，外科手术器械的纵向伸展平行于植入装置的纵向伸展地延伸。在机器人系统的优选实施方式中，平衡元件在其几何形状方面能够改变，方式为:在X方向上还有y方向上在植入装置与引导装置之间能自由选择的角度在彼此初始位置相同的情况下能够得到调整，其中，平衡元件特别是由弹性材料构成。根据本专利技术的外科手术机器人系统的其他有利的构造方案由从属权利要求类似于针对外科手术器械的主动定位装置地实现。这特别是以如下方式实现:根据本专利技术的主动定位装置能够与机器人系统组合，或者后续装备有机器人系统。根据本专利技术，机器人系统和远程机械手可以含义相同地应用。【附图说明】本专利技术纯示例性地通过附图来实现。其中:图1示出外科手术器械的根据本专利技术的主动定位装置的示意图，所述主动定位装置安装在机器人手臂上；图2示出根据本专利技术的主动定位装置的示意部分视图，其具有用于导入充气气体(一般为CO2)的连接可行性；图3示出根据图1的主动定位装置的俯视图；图4示出当在人体上进行手术期间，根据本专利技术的外科手术机器人系统的一部分的不意图；图5示出根据本专利技术的机器人手臂的示意图；图6示出外科手术器械的示意图，该外科手术器械可以是本专利技术的组成部分；图7示出根据本专利技术具有机器人手臂和主动定位装置的机器人系统的示意图；以及图8示出根据本专利技术具有4个机器人手臂和主动定位装置的机器人系统的示意图；图9示出针对两个外科手术器械和一个共同的、安装在机器人手臂上的植入件的、根据本专利技术的主动定位装置的示意图；图10示出根据图9的主动定位装置的俯视图。【具体实施方式】本专利技术当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用在机器人手臂上的外科手术器械的主动定位装置，包括：支架板(3、33)，所述支架板能够与机器人手臂(1、31)连接；植入装置(4、34)，所述植入装置布置在所述支架板(3、33)上并且所述植入装置设置用于通入体内；至少一个引导装置(6、36、59)，用于将外科手术器械(8、38、61)引导穿入体内，其中，所述外科手术器械(8、38、61)的杆延伸贯穿所述引导装置(6、36、59)，所述引导装置(6、36、59)与所述植入装置(4、34)借助平衡元件(5、35)可变地连接；以及引导装置(6、36、59)相对于所述植入装置(4、34)的调整装置(9、10、11、12、13、14、39、40、41、42、43、44、62、63、64、65、66、67)，所述调整装置一方面在所述支架板(3、33)和/或所述植入装置(4、34)上以及另一方面在所述引导装置(6、36、59)上以如下方式安装：所述外科手术器械(8、38、61)的所述杆在x方向上以及在y方向上都能够相对于初始位置运动，在所述初始位置中，所述外科手术器械的纵向伸展平行于所述植入装置(4、34)的纵向伸展地延伸。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡伯图斯·范格林博格，
申请(专利权)人：阿瓦特拉医学有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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