内窥镜在手术机器人上的安装制造技术

一种用于通过手术机械臂来操纵的手术内窥镜。该手术内窥镜包括轴，该轴具有用于插入患者的远侧端和近侧端。内窥镜接口附接到轴的近侧端。内窥镜接口配置为接合手术机械臂的机械臂接口。内窥镜接口包括能够在解锁位置与锁定位置之间移动的内窥镜楔机构。内窥镜楔机构包括内窥镜楔元件，内窥镜楔元件能够移位，使得内窥镜楔元件的共同移位在解锁位置与锁定位置之间致动内窥镜楔机构。

Installation of Endoscope on Surgical Robot

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内窥镜在手术机器人上的安装
技术介绍
使用机器人来辅助和进行手术是已知的。图1示出了典型的手术机器人100，其包括基座108、臂102和器械105。基座支撑机器人，并且其自身刚性地附接到例如手术室地板、手术室天花板或推车。臂在基座与器械之间延伸。臂通过多个柔性接头103沿其长度铰接，柔性接头103用于将手术器械相对于患者定位在期望的位置。手术器械附接到机械臂的远侧端104。手术器械在端口107处刺穿患者101的身体，以便进入手术部位。在其远侧端，该器械包括用于在医疗程序中接合的端部执行器106。典型的腹腔镜手术可能需要几个手术机器人，每个机器人搭载在手术部位与其他机器人同时使用的器械或其他器具。例如，一对钳子、手术刀和内窥镜都可以在手术部位同时操纵，其中的每一个都附接到不同的手术机器人。每个手术机器人围绕患者定位在这样的位置，使得其器械/器具能够经由其端口到达手术部位并且在手术部位处进行所需的操纵。患者周围的可用空间是有限的，并且也是手术室工作人员接近患者所需的。理想地，机械臂间隔开足够远，使得每个机械臂可以具有任何接头配置并且不与相邻的机械臂碰撞。可以通过将每个机械臂的工作空间确定为机械臂在其所有配置中的总扫掠体积来设置该间隔。如果与机械臂的远侧端对接的器械/器具的端部延伸越过机械臂的远侧端的轮廓，则确定该延伸的扫掠体积并将其添加到机械臂的扫掠体积以确定机械臂的工作空间。为了确保避免碰撞，不允许其他装置侵入该工作空间。一种替代方法是允许一个机械臂在另一机械臂的工作空间内，但是限制机械臂中一者或两者可以采用的配置，以便避免两者之间的碰撞。使用实施碰撞避免机制的复杂控制系统来实现这一点。如果与机械臂的远侧端对接的器械/器具的端部笨重，则这也限制了端口可以定位以使得器械/器具能够接近患者的手术部位的位置。内窥镜由于其所容纳的光学设备而特别笨重。与机械臂对接的内窥镜的端部通常大于器械上的对等接口，并且通常也大于其所附接的机械臂的端部。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于通过手术机械臂来操纵的手术内窥镜，该手术内窥镜包括：轴，其具有用于插入患者的远侧端和近侧端；内窥镜接口，其附接到轴的近侧端，该内窥镜接口配置为接合手术机械臂的机械臂接口，该内窥镜接口包括：内窥镜楔机构，其能够在解锁位置与锁定位置之间移动，该内窥镜楔机构包括：内窥镜楔元件，其能够移位，使得内窥镜楔元件的共同移位在解锁位置与锁定位置之间致动内窥镜楔机构。内窥镜接口可以接收在机械臂接口中，使得当内窥镜接口和机械臂接口接合时，内窥镜楔元件被互补的机械臂楔元件保持。内窥镜接口可以基本平行于手术内窥镜的纵向轴线和横向于手术内窥镜的纵向轴线延伸。每个内窥镜楔元件能够横向于手术内窥镜的纵向轴线移位。每个内窥镜楔元件可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置偏置。内窥镜楔元件可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置弹簧偏置。手术内窥镜可以包括两个内窥镜楔元件，这两个内窥镜楔元件配置为在内窥镜楔机构的锁定位置比在内窥镜楔机构的解锁位置分开更大的距离。内窥镜楔机构还可以包括锁定件，该锁定件配置为在内窥镜楔机构的锁定位置将内窥镜楔元件约束在间隔开的配置中并且在内窥镜楔机构的解锁位置不约束内窥镜楔元件。锁定件可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置偏置。锁定件可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置弹簧偏置。内窥镜楔元件可以包括配合楔形件和突起，配合楔形件配置为与机械臂接口的机械臂楔元件配合，配合楔形件进一步配置为通过锁定件与另一内窥镜楔元件的配合楔形件间隔开。突起可以配置为当内窥镜楔机构从锁定位置致动到解锁位置时接合锁定件，以便使锁定件从配合楔形件之间移动，从而允许配合楔形件在解锁位置放置在一起。突起可以配置为当内窥镜楔机构从锁定位置致动到解锁位置时向锁定件施加与锁定件被偏置的方向相反的力。突起可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置偏置。突起可以朝向其在内窥镜楔机构的锁定位置的配置弹簧偏置。配合楔形件和突起都可以能够在相同的方向上移位。突起可以能够相对于配合楔形件移位。突起可以受到突起偏置力，并且配合楔形件可以受到配合楔形件偏置力，突起偏置力和配合楔形件偏置力在相同的偏置方向上，配合楔形件偏置力大于突起偏置力，其中，突起和配合楔形件都配置为由在与偏置方向相反的方向上施加的相同的外力致动。内窥镜接口可以包括内窥镜组件和内窥镜罩，内窥镜罩能够从内窥镜组件拆卸。配合楔可以包括内窥镜罩楔元件和内窥镜组件楔元件，内窥镜罩楔元件能够从内窥镜组件楔元件拆卸，内窥镜罩楔元件配置为与机械臂接口直接接合。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于操纵手术内窥镜的手术机器人，该手术机器人包括：机器人基座，其经由一系列中间关节式机械臂连杆连接到远侧机械臂连杆；机械臂接口，其附接到远侧机械臂连杆，该机械臂接口配置为接收和接合手术内窥镜的内窥镜接口，该机械臂接口包括：机械臂接口元件，其用于接合内窥镜接口的内窥镜接口元件，所有的机械臂接口元件在机械臂接口中是静态的，其中，机械臂接口成形为仅当内窥镜接口和机械臂接口在垂直于远侧机械臂连杆的纵向轴线的方向上接合时接收和接合内窥镜接口。机械臂接口可以基本平行于远侧机械臂连杆的纵向轴线和横向于远侧机械臂连杆的纵向轴线延伸。机械臂接口可以包括横向于远侧机械臂连杆的纵向轴线的轮缘，该轮缘用于将机械臂接口约束为仅能够在内窥镜接口在垂直于远侧机械臂连杆的纵向轴线的方向上与机械臂接口接合时接收和接合内窥镜接口。机械臂接口元件可以包括机械臂楔元件，该械臂楔元件用于当内窥镜接口和机械臂接口接合时保持互补的内窥镜楔元件。机械臂楔元件可以在内窥镜接口与机械臂接口接合的方向上成角度，使得当内窥镜接口与机械臂接口接合时，机械臂楔元件在内窥镜接口与机械臂接口接合的方向上约束内窥镜楔元件。手术机器人可以包括两个分离的机械臂楔元件，以便能够将内窥镜楔元件保持在它们之间，其中，机械臂楔元件的分离在机械臂接口上变化。机械臂接口可以包括机械臂组件和机械臂罩，该机械臂罩能够从机械臂组件拆卸。机械臂罩可以包括机械臂楔元件。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于操纵手术内窥镜的手术机器人，该手术机器人包括：机器人基座，其经由一系列中间关节式机械臂连杆连接到远侧机械臂连杆；机械臂接口，其附接到远侧机械臂连杆；和手术内窥镜，其包括：轴，其具有用于插入患者的远侧端和近侧端；内窥镜接口，其附接到轴的近侧端；其中，机械臂接口配置为接收和接合内窥镜接口，使得远侧机械臂连杆的纵向轴线与手术内窥镜的纵向轴线对齐。远侧机械臂连杆可以通过滚转接头附接到第二机械臂连杆，手术内窥镜的纵向轴线与滚转接头的滚转轴线对齐。远侧机械臂连杆可以通过复合接头附接到第二机械臂连杆，该复合接头允许远侧机械臂连杆相对于第二机械臂连杆绕滚转轴线、俯仰轴线和横摆轴线转动，手术内窥镜的纵向轴线与俯仰轴线及横摆轴线相交。机械臂接口可以成形为仅当内窥镜接口和机械臂接口在垂直于远侧机械臂连杆的纵向轴线并且垂直于手术内窥镜的纵向轴线的方向上接合时接收和接合内窥镜接口。当从远侧机械臂连杆分离时，手术内窥镜可以是可操作的。根据本专利技术的第四方面，提供了一种用于在特征化手术机器人的环境的过程中与手术机器人的机械臂接口配合的复制内窥镜接口，复制内窥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由手术机械臂来操纵的手术内窥镜，所述手术内窥镜包括：轴，其具有近侧端和用于插入患者的远侧端；内窥镜接口，其附接到所述轴的所述近侧端，所述内窥镜接口配置为接合所述手术机械臂的机械臂接口，所述内窥镜接口包括：内窥镜楔机构，其能够在解锁位置与锁定位置之间移动，所述内窥镜楔机构包括：内窥镜楔元件，其能够移位，使得所述内窥镜楔元件的共同移位在所述解锁位置与所述锁定位置之间致动所述内窥镜楔机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.07 GB 1702006.61.一种用于由手术机械臂来操纵的手术内窥镜，所述手术内窥镜包括：轴，其具有近侧端和用于插入患者的远侧端；内窥镜接口，其附接到所述轴的所述近侧端，所述内窥镜接口配置为接合所述手术机械臂的机械臂接口，所述内窥镜接口包括：内窥镜楔机构，其能够在解锁位置与锁定位置之间移动，所述内窥镜楔机构包括：内窥镜楔元件，其能够移位，使得所述内窥镜楔元件的共同移位在所述解锁位置与所述锁定位置之间致动所述内窥镜楔机构。2.根据权利要求1所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜接口配置为接收在所述机械臂接口中，使得当所述内窥镜接口和所述机械臂接口接合时，所述内窥镜楔元件被互补的机械臂楔元件保持。3.根据权利要求1或2所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜接口基本平行于所述手术内窥镜的纵向轴线和横向于所述手术内窥镜的纵向轴线延伸。4.根据任一前述权利要求所述的手术内窥镜，其中，每个内窥镜楔元件能够横向于所述手术内窥镜的纵向轴线移位。5.根据任一前述权利要求所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜楔元件朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置偏置。6.根据权利要求5所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜楔元件朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置弹簧偏置。7.根据任一前述权利要求所述的手术内窥镜，包括两个内窥镜楔元件，所述两个内窥镜楔元件配置为在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置比在所述内窥镜楔机构的所述解锁位置分开更大的距离。8.根据权利要求7所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜楔机构还包括锁定件，所述锁定件配置为在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置将所述内窥镜楔元件约束在间隔开的配置中并且在所述内窥镜楔机构的所述解锁位置不约束所述内窥镜楔元件。9.根据权利要求8所述的手术内窥镜，其中，所述锁定件朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置偏置。10.根据权利要求9所述的手术内窥镜，其中，所述锁定件朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置弹簧偏置。11.根据权利要求8至10中任一项所述的手术内窥镜，其中，所述内窥镜楔元件包括配合楔形件和突起，所述配合楔形件配置为与所述机械臂接口的机械臂楔元件配合，所述配合楔形件进一步配置为通过所述锁定件与另一内窥镜楔元件的配合楔形件间隔开。12.根据权利要求11所述的手术内窥镜，其中，所述突起配置为当所述内窥镜楔机构从所述锁定位置致动到所述解锁位置时接合所述锁定件，以便使所述锁定件从所述配合楔形件之间移动，从而允许所述配合楔形件在所述解锁位置放置在一起。13.根据当基于权利要求9时的权利要求12所述的手术内窥镜，其中，所述突起配置为当所述内窥镜楔机构从所述锁定位置致动到所述解锁位置时向所述锁定件施加与所述锁定件被偏置的方向相反的力。14.根据权利要求11至13中任一项所述的手术内窥镜，其中，所述突起朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置偏置。15.根据权利要求14所述的手术内窥镜，其中，所述突起朝向其在所述内窥镜楔机构的所述锁定位置的配置弹簧偏置。16.根据权利要求14或15所述的手术内窥镜，其中，所述配合楔形件和所述突起都能够在相同的方向上移位。17.根据权利要求16所述的手术内窥镜，其中，所述突起能够相对于所述配合楔形件移位。18.根据权利要求17所述的手术内窥镜，其中，所述突起受到突起偏置力，并且所述配合楔形件受到配合楔形件偏置力，所述突起偏置力和所述配合楔形件偏置力在相同的偏置方向上，所述配合楔形件偏置力大于所述突起偏置力，其中，所述突起和所述配合楔形件都配置为由在与所述偏置方向相反的方向上施加的相同的外力致动。19.根据任一前述权利要求所述的手术内窥镜，所述内窥镜接口包括内窥镜组件和内窥镜罩，所述内窥镜罩能够从所述内窥镜组件拆卸。20.根据当基于权利要求11至18中任一项时的权利要求19所述的手术内窥镜，其中，所述配合楔形件包括内窥镜罩楔元件和内窥镜组件楔元件，所述内窥镜罩楔元件能够从所述内窥镜组件楔元件拆卸，所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢克·大卫·罗纳尔德·黑尔，詹姆斯·奥利弗·格兰特，
申请(专利权)人：CMR外科有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB