对接手术机器人臂与器械制造技术

一种用于将手术机器人臂以可拆卸的方式对接到手术器械的接口结构，接口结构包括：基部，该基部包括用于面向手术器械的第一表面和用于面向手术机器人臂的第二表面；和多个第一紧固件，该多个第一紧固件由基部支撑并从第一表面突出，多个第一紧固件被构造为接合手术器械，以便将接口结构保持到手术器械。接口结构接合手术机器人臂，以便将接口结构保持到手术机器人臂，其中，多个第一紧固件和接口结构的剩余部分被成形为使得在手术器械与手术机器人臂分离时，接口结构被保持到手术机器人臂。

Robot Arm and Instrument for Docking Surgery

An interface structure for disassembling the surgical robot arm to the surgical instrument includes a base which includes a first surface for the surgical instrument and a second surface for the surgical robot arm; and a plurality of first fasteners, which are supported by the base and protruded from the first surface, and a plurality of first fasteners are constructed. It is made to engage the surgical instruments so as to maintain the interface structure to the surgical instruments. The interface structure joins the surgical robot arm in order to maintain the interface structure to the surgical robot arm, in which the remaining parts of the first fasteners and the interface structure are formed so that the interface structure is maintained to the surgical robot arm when the surgical instrument is separated from the surgical robot arm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对接手术机器人臂与器械背景已知将机器人用于辅助并执行手术。图1例示了典型手术机器人100，该手术机器人由基座108、臂102以及器械105构成。基座支撑机器人，并且本身刚性地附接到例如手术室地板、手术室天花板或手推车。臂在基座与器械之间延伸。臂借助于沿着其长度的多个挠性接头103铰接，这些挠性接头用于将手术器械定位在相对于患者的期望位置中。手术器械附接到机器人臂的远端104。手术器械在端口107处穿透患者101的身体，以便接近手术部位。在其远端处，器械包括用于参加医疗程序的末端执行器106。图2例示了用于执行机器人腹腔镜手术的典型手术器械200。手术器械包括基座201，借助于该基座，手术器械连接到机器人臂。轴202在基座201与关节203之间延伸。关节203在末端执行器204中终止。在图2中，一对锯齿状的钳口被例示为末端执行器204。关节203允许末端执行器204相对于轴202移动。期望借助于关节向末端执行器204的运动提供至少两个自由度。外科医生在典型腹腔镜手术的过程期间使用许多器械。由于该原因，期望使器械容易且以使得器械能够在术中交换的速度与机器人臂的端部可分离和可附接到该端部。因此，期望使一个器械与机器人臂分离并附接不同器械所耗费的时间最小化并使一个器械与机器人臂分离并附接不同器械的容易最大化。手术室是无菌环境。手术机器人系统必须无菌至它暴露于患者的程度。手术器械在用于手术中之前消毒，然而，机器人臂在使用之前不消毒。相反，在手术之前，在手术机器人的整体上方放置无菌盖布。这样，患者不暴露于非无菌手术机器人臂。当在术中交换器械时，期望维持无菌屏障。专利技术内容根据本专利技术的方面，提供了一种用于将手术机器人臂可拆卸地对接到手术器械的接口结构，接口结构包括：基部，该基部包括用于面向手术器械的第一表面和用于面向手术机器人臂的第二表面；和多个第一紧固件，该多个第一紧固件由基部支撑并从第一表面突出，多个第一紧固件被构造为接合手术器械，以便将接口结构保持到手术器械；接口结构还被构造为接合手术机器人臂，以便将接口结构保持到手术机器人臂，其中，多个第一紧固件和接口结构的剩余部分被成形为使得在手术器械从手术机器人臂拆卸时，接口结构被保持到手术机器人臂。各个第一紧固件可以包括主体和从主体的突起，突起被构造为接合手术器械的尖头。突起可以与基部的平面平行。突起可以包括一对突出元件，所述一对突出元件被成形为结合起来保持手术器械的尖头。多个第一紧固件可以被成形为，在手术器械附接到接口结构时，阻止手术器械沿与手术机器人臂的轴向方向垂直的方向相对于接口结构移动。多个第一紧固件可以被成形为，在手术器械附接到手术机器人臂时，阻止手术器械沿手术机器人臂的轴向方向相对于手术机器人臂移动。在接口结构附接到手术机器人臂时，基部可以与手术机器人臂的轴向方向平行。基部可以包括具有第一表面和第二表面的外缘，外缘包围中空内部。接口结构还可以包括在第一表面上的对齐特征，这些对齐特征用于辅助手术器械与手术机器人臂在接合期间的对齐。对齐特征可以包括立柱或凹部。接口结构还可以包括附接到基部的外缘的后边缘的后翼部，后翼部被构造为覆盖手术机器人臂的近端暴露面。后翼部可以远离手术机器人臂的远端相对于基部成角度。后翼部和基部可以一体形成。后翼部可以围绕基部的外缘的后边缘枢接到基部。后翼部可以包括用于紧固到手术机器人臂的近端暴露面的一个或更多个第三紧固件。接口结构还可以包括附接到基部的外缘的前边缘的前翼部，前翼部被构造为覆盖手术机器人臂的远端暴露面。前翼部和基部可以一体形成。前翼部可以围绕基部的外缘的前边缘枢接到基部。前翼部可以包括用于紧固到手术机器人臂的远端暴露面的一个或更多个第四紧固件。各第四紧固件可以包括主体和从主体的突起，突起被构造为保持在手术机器人臂中的凹部中。前翼部的内部面可以包括偏置材料，该偏执材料用于在接口结构接合在手术机器人臂上时，使接口结构偏置使之抵靠手术机器人臂。接口结构还可以包括包封部，该包封部连接基部的相对边缘，以便在接合在手术机器人臂上时，将接口结构保持到手术机器人臂，其中，多个第一紧固件和包封部被成形为使得在手术器械从手术机器人臂拆卸时，接口结构被保持到手术机器人臂。包封部可以被成形为，在接口结构接合在手术机器人臂上时，外切手术机器人臂的外部表面。基部和包封部可以一体形成。包封部的内部表面可以具有带肋轮廓。接口结构还可以包括多个第二紧固件，该多个第二紧固件沿与第一紧固件相反的方向突出，多个第二紧固件被构造为接合手术机器人臂，以便将接口结构保持到手术机器人臂，其中，多个第一紧固件和多个第二紧固件被成形为使得在手术器械从手术机器人臂拆卸时，接口结构被保持到手术机器人臂。各个第二紧固件可以包括突起，该突起被构造为保持在手术机器人臂中的凹部中。对于第一和第二紧固件中的每一个，突起可以相对于主体成角度，第二紧固件的突起比第一紧固件的突起更尖锐地成角度。各个第一紧固件可以与第二紧固件中的一个一体形成。各个第一紧固件可以与第二紧固件中的一个以及基部一体形成。在手术器械附接到手术机器人臂时，外缘可以被包含在沿手术机器人臂的轴向方向由手术机器人臂的外表面形成的边界内，并且其中，各第二紧固件可与在手术机器人臂的外表面中的凹部接合。各第四紧固件可以与第一和第二紧固件垂直。接口结构还可以包括侧凸缘部，各侧凸缘部附接到基部的外缘的侧边缘。各第二紧固件可以与侧凸缘部一体形成。接口结构的外边界可以终止于盖布中。盖布和接口结构可以一体形成。接口结构的内边界可以终止于膜中，该膜在中空内部上方延伸。接口结构还可以包括无线接收器，该无线接收器用于从手术器械接收无线传输。无线接收器可以位于接口结构的面向手术机器人臂的表面上。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于机器人手术中的手术器械，手术器械包括：轴；在轴的远端处的手术末端执行器；以及在轴的近端处的对接部，该对接部用于经由接口结构对接手术机器人臂，对接部包括：主体，该主体被构造为接合接口结构的第一紧固件；和接合部，接合部与轴的轴向方向横切地相对于主体可位移，其中，接合部被朝向采用其可位移范围的最远离轴的端部处的位置偏置。接合部可以包括多个尖头，各尖头被构造为在接合部采用其可位移范围的最远离轴的端部处的位置时与接口结构的第一紧固件接合。接合部可以被构造为在接合部采用其可位移范围的最靠近轴的端部处的位置时与接口结构的各个第一紧固件分离。接合部可以被弹簧加载为使其位置被朝向其可位移范围的最远离轴的端部的位置偏置。接合部可以包括第一凹部，并且主体可以包括第二凹部，第一和第二凹部同轴且与轴的轴向方向横切，手术器械还包括被部分收容在第一凹部且部分收容在第二凹部中的销，以便约束接合部横向于轴的轴向方向相对于主体的运动。手术器械还可以包括无线发送器，该无线发送器用于向接口结构发送无线传输。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于机器人手术中的手术机器人臂，手术机器人臂包括：基座；和一系列关节，该系列关节在手术机器人臂的远端处将基座连接到对接部，所述一系列关节使得对接部能够相对于基座铰接；对接部，该对接部被构造为通过保持接口结构而对接手术器械。附图说明现在将参照附图用示例的方式描述本专利技术。在附图中：图1例示了执行手术程序的手术机器人；图2例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将手术机器人臂以可拆卸的方式对接到手术器械的接口结构，所述接口结构包括：基部，所述基部包括用于面向所述手术器械的第一表面和用于面向所述手术机器人臂的第二表面；和多个第一紧固件，所述多个第一紧固件由所述基部支撑并从所述第一表面突出，所述多个第一紧固件被构造为接合所述手术器械，以便将所述接口结构保持到所述手术器械；所述接口结构还被构造为接合所述手术机器人臂，以便将所述接口结构保持到所述手术机器人臂，其中，所述多个第一紧固件和所述接口结构的剩余部分被成形为使得在所述手术器械从所述手术机器人臂拆卸时，所述接口结构被保持到所述手术机器人臂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 GB 1615616.8;2017.06.06 GB 1709016.81.一种用于将手术机器人臂以可拆卸的方式对接到手术器械的接口结构，所述接口结构包括：基部，所述基部包括用于面向所述手术器械的第一表面和用于面向所述手术机器人臂的第二表面；和多个第一紧固件，所述多个第一紧固件由所述基部支撑并从所述第一表面突出，所述多个第一紧固件被构造为接合所述手术器械，以便将所述接口结构保持到所述手术器械；所述接口结构还被构造为接合所述手术机器人臂，以便将所述接口结构保持到所述手术机器人臂，其中，所述多个第一紧固件和所述接口结构的剩余部分被成形为使得在所述手术器械从所述手术机器人臂拆卸时，所述接口结构被保持到所述手术机器人臂。2.根据权利要求1所述的接口结构，其中，各个所述第一紧固件包括主体和从所述主体的突起，所述突起被构造为接合所述手术器械的尖头。3.根据权利要求2所述的接口结构，其中，对于各个所述第一紧固件，所述突起与所述基部的平面平行。4.根据权利要求2或3所述的接口结构，其中，所述突起包括一对突出元件，所述一对突出元件被成形为结合起来保持所述手术器械的所述尖头。5.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，其中，所述多个第一紧固件被成形为在所述手术器械被附接到所述接口结构时，阻止所述手术器械沿与所述手术机器人臂的轴向方向垂直的方向相对于所述接口结构移动。6.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，其中，所述多个第一紧固件被成形为在所述手术器械附接到所述手术机器人臂时，阻止所述手术器械沿所述手术机器人臂的所述轴向方向相对于所述手术机器人臂移动。7.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，其中，在所述接口结构附接到所述手术机器人臂时，所述基部与所述手术机器人臂的所述轴向方向平行。8.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，其中，所述基部包括具有所述第一表面和所述第二表面的外缘，所述外缘包围中空内部。9.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，所述接口结构还包括在所述第一表面上的对齐特征，这些对齐特征用于在所述手术器械与所述手术机器人臂接合期间辅助对齐。10.根据权利要求9所述的接口结构，其中，所述对齐特征包括立柱或凹部。11.根据权利要求8至10中任意一项所述的接口结构，所述接口结构还包括附接到所述基部的所述外缘的后边缘的后翼部，所述后翼部被构造为覆盖所述手术机器人臂的近端暴露面。12.根据权利要求11所述的接口结构，其中，所述后翼部远离所述手术机器人臂的远端相对于所述基部成角度。13.根据权利要求11或12所述的接口结构，其中，所述后翼部和所述基部一体形成。14.根据权利要求11或12所述的接口结构，其中，所述后翼部围绕所述基部的所述外缘的所述后边缘以可枢转的方式连接到所述基部。15.根据权利要求11至14中任意一项所述的接口结构，其中，所述后翼部包括用于紧固到所述手术机器人臂的所述近端暴露面的一个或更多个第三紧固件。16.根据权利要求8至15中任意一项所述的接口结构，所述接口结构还包括附接到所述基部的所述外缘的前边缘的前翼部，所述前翼部被构造为覆盖所述手术机器人臂的远端暴露面。17.根据权利要求16所述的接口结构，其中，所述前翼部和所述基部一体形成。18.根据权利要求16所述的接口结构，其中，所述前翼部围绕所述基部的所述外缘的所述前边缘以可枢转的方式连接到所述基部。19.根据权利要求16至18中任意一项所述的接口结构，其中，所述前翼部包括用于紧固到所述手术机器人臂的所述远端暴露面的一个或更多个第四紧固件。20.根据权利要求19所述的接口结构，其中，各个第四紧固件包括主体和从所述主体的突起，所述突起被构造为保持在所述手术机器人臂中的凹部中。21.根据前述权利要求中任意一项所述的接口结构，所述接口结构还包括包封部，该包封部连接所述基部的相对边缘，以便当接合在所述手术机器人臂上时，将所述接口结构保持到所述手术机器人臂，其中，所述多个第一紧固件和所述包封部被成形为使得在从所述手术机器人臂拆卸所述手术器械时，所述接口结构被保持到所述手术机器人臂。22.根据权利要求21所述的接口结构，其中，所述包封部被成形为，当所述接口结构接合在所述手术机器人臂上时，所述包封部外切所述手术机器人臂的外部表面。23.根据权利要求21或22所述的接口结构，其中，所述基部和所述包封部一体形成。24.根据权利要求21至23中任意一项所述的接口结构，其中，所述包封部的内部表面具有带肋轮廓。25.根据从属于权利要求16时的权利要求21至...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·马歇尔，N·P·SL·霍尔成德，T·B·杰克森，J·P·维特勒，M·麦克布赖恩，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB